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Lisa, Matteo

Scenari di riqualificazione energetica e valutazione della sostenibilità economica : applicazione di soluzioni innovative su un edificio bifamiliare nel torinese.

Rel. Guido Callegari, Elena Fregonara. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura costruzione citta', 2016

Abstract:

PREMESSA

Il mercato edilizio e immobiliare è sicuramente fra quelli che ha sentito maggiormente gli effetti della crisi economica. Lo dimostra il crollo vertiginoso del numero dei permessi di costruire, che negli ultimi dieci anni è diminuito dell'80%. Solo il mercato del recupero e della riqualificazione energetica ha segnato, invece, indici positivi e di crescita. Alcune stime ravvisano proprio nella riqualificazione dell'esistente l'opportunità per le imprese di uscire dalla crisi del settore. Questa previsione è rafforzata dal fatto che, in ambito italiano, oltre la metà degli edifici è stata costruita prima degli anni settanta, e richiede perciò seri interventi di riqualificazione, miglioramenti architettonici ed energetici.

Oltre a ciò, occorre sottolineare che il mercato è profondamente mutato rispetto al passato, se prima era l'offerta a trainare la domanda, ora sono i bisogni a muovere il mercato immobiliare, con un compratore selettivo che cerca sempre più prodotti di qualità indirizzandosi verso quegli edifici più efficienti dal punto di vista energetico. Tanto più, la riqualificazione energetica del patrimonio esistente non va solo scrutata dal punto di vista economico, essa è anche la soluzione a problemi di carattere ambientale di ampio respiro. La COP 21 (Conferenza di Parigi) dello scorso dicembre ha riacceso i riflettori sui cambiamenti climatici del nostro pianeta, spronando i governi a rispettare i limiti nelle emissioni di CO2 in atmosfera. Fra i settori maggiormente responsabili dell'inquinamento globale spicca quello edilizio, in I consumi energetici annuali del settore edile costituiscono quasi la dei consumi complessivi nazionali e, in linea con i trend mondiali, responsabili di una fetta importante delle emissioni di CO2; per ( aspetti, il settore dell'edilizia è quello più energivoro ancor più quello dei trasporti e di quello industriale. In un tale frangente, a] improrogabile la necessità di concepire edifici altamente efficienti limitino l'uso di risorse energetiche e la quantità di gas inquinai atmosfera.

Inoltre è opportuno ricordare che attualmente gli sforzi del go\ centrale si stanno concentrando per approvare una legge che porterà in un futuro prossimo a limitare del tutto l'utilizzo di suolo libero per n costruzioni. Una legge di simile portata avrà un'influenza indifferente nell'indirizzare il settore edile nel recupero del patrimonio esistente.

In un'ottica di riduzione delle emissioni di anidride carbonici risparmio energetico e di crescita demografica a consumo di suolo 2 si apre la strada di un "ripensamento" ("Rethinking the built”) dell'immagine delle nostre città, da attuarsi attraverso interventi puntuali sugli edifici che consentano da un lato, un'ottimizzazione della loro efficienza energetica, dall'altro il pretesto per creare addizioni , ampliamenti e sopraelevazioni che possono rappresentare nuovi modelli di vivere e abitare, in grado di innescare miglioramenti architettonici, estetici e di fruibilità del costruito.

Il lavoro di tesi s'incentra sulla riqualificazione degli edifici e più nello specifico su una tipologia edilizia, quella delle abitazioni singole, che è prevalente in Italia, e che offre dunque il maggior potenziale. L'85% degli edifici italiani riguarda la tipologia residenziale, ed i tre quarti è costituita da edifici singoli (monofamiliari e bifamiliari).

L'obiettivo del lavoro è complessivamente sintetizzabile in tre punti fondamentali:

- individuare strategie di sostenibilità da impiegare negli interventi sul costruito;

- delineare un quadro metodologico riguardo la progettazione e applicarlo ad un caso studio, situato in un comune del torinese, prevedendo diversi scenari di retrofit;

- instaurare uno strumento economico per la valutazione e individuazione dei migliori scenari, nell'ottica che il progetto sull'esistente ha il compito di prevedere il risultato finale e verificare quindi l'efficacia delle trasformazioni.

La tesi si articola in cinque capitoli, collegati da un filo conduttore che si fonda sul carattere multidisciplinare della riqualificazione, esplorata sotto il profilo tecnologico, energetico/fisico tecnico ed economico.

Il capitolo 1 si incardina sulle condizioni del patrimonio esistente e ravvisa alcuni fattori che spingono a intervenire sul costruito; rappresenta un inquadramento al tema e la premessa della ricerca.

Il capitolo 2 inquadra i principali strumenti normativi che disciplinano gli interventi di ampliamento e sopraelevazione sulla tipologia residenziale analizzata: i cosiddetti Piani Casa Regionali, che consentono incrementi volumetrici a fronte di miglioramenti energetici e/o strutturali. Tali leggi temporanee sono state nel corso degli anni più volte prorogate; oggi è necessario che si individuino nuovi strumenti, che concedano incrementi volumetrici, a fronte di maggiori incrementi dell'effìcienza energetica degli edifici.

Il capitolo 3 si concentra sulla riqualificazione energetica. Si riparte anzitutto dal concetto di efficienza energetica, per scrutare poi quali sono gli interventi che ne consentono un suo miglioramento, raggiungendo i requisiti fissati dalla normativa europea in ambito energetico. Fra gli interventi di riqualificazione il capitolo analizza in particolar modo quello sull'involucro, che consente di raggiungere benefici, non solo nel periodo invernale, con una riduzione del fabbisogno di energia per il riscaldamento, ma anche nel periodo estivo. Si esaminano nello specifico tecnologie tradizionali e innovative, queste ultime più performanti dal punto di vista energetico, consentendo di realizzare edifìci il cui fabbisogno di energia è ridotto a tal punto da raggiungere standard equiparabili a quelli della casa passiva. Le due tecnologie sono confrontate dal punto di vista delle tecniche e dei processi. La parte finale si chiude ribadendo la necessità, per gli interventi di retrofit, di procedere con uno stravolgimento dei processi tradizionali indirizzandosi verso la progettazione integrata, perseguibile sempre più attraverso componenti innovativi certificati.

Il capitolo 4 analizza con uno sguardo ampio, a livello europeo, 16 casi studio di riferimento che riguardano interventi recenti di retrofìt, addizione e sopraelevazione attuati su edifici esistenti ed evidenzia in essi le strategie progettuali che sono state adottate per un costruire sostenibile. La metà degli edifìci analizzati è relativa specificatamente alla tipologia singola, mono e bifamiliare.

Il capitalo 5 rappresenta il fulcro della tesi ove la parte teorica e le premesse svolte, gli strumenti individuati e le strategie analizzate sono oggetto di applicazione su un caso studio, una palazzina bifamiliare risalente ai primi anni sessanta posta nella periferia del Comune di Carmagnola, nel torinese. Si abbozza un'ipotesi di retrofìt, ampliamento e sopraelevazione e si delinea un quadro metodologico condizionato da differenti discipline, che devono interagire tra loro. Il miglioramento delle prestazioni energetiche è in funzione delle scelte tecnologiche, da cui dipendono i consumi energetici e, quindi, i costi. Da qui la necessità di individuare uno strumento economico che possa coadiuvare la scelta verso lo scenario preferibile/ottimale, tenendo conto dei diversi aspetti.

II quadro di lavoro è costituito da una serie di fasi correlate fra loro: ad una parte di analisi del costruito e di raccolta dei consumi energetici attuali, è seguita una parte di ricerca degli obiettivi progettuali, raggiungibili attraverso una serie di strategie (quelle individuate nel cap. 4); il terzo step ha visto la messa a punto del progetto vero e proprio, evidenziando le fasi ipotetiche di cantiere; l'ultima fase ha riguardato l'impostazione di diversi scenari alternativi di riqualificazione, ad uno scenario base tradizionale, che rispecchia le tecnologie comunemente utilizzate in ambito italiano, si sono affiancati scenari avanzati di riqualificazione, attraverso l'utilizzo di tecnologie innovative, sia in termini di prodotto che di processo, oggi presenti sul mercato. Indispensabile è stato il ricorso ad un software di simulazione energetica, per quantificare gli ipotetici consumi energetici dell'edificio nei diversi scenari previsti. E stato così possibile determinare i potenziali di risparmio rispetto alla condizione attuale. Infine la parte conclusiva del capitolo si è concentrata nell'individuare una metodologia per la valutazione economica degli scenari. Lo strumento economico è stato configurato attraverso un foglio di calcolo Excel, che ha permesso il calcolo di indicatori economici mutuati dalla metodologia Life Cycle Costing utili a indirizzare le scelte verso l'alternativa migliore. Tale metodo di lavoro, che ha combinato l'uso del software energetico con il foglio di lavoro Excel, presenta semplificazioni rispetto a software di simulazione di scenari più sofisticati presenti sul mercato, ma è uno strumento immediato ed efficacie che potrebbe essere utilizzato da tutti gli addetti ai lavori, ai diversi livelli, nel valutare la convenienza di interventi di retrofìt. L'intero lavoro di tesi costituisce un contributo, certamente non esaustivo, che potrebbe essere utile a supportare le Amministrazioni Pubbliche nella definizione di politiche di intervento sul patrimonio edilizio esistente in sinergia con politiche energetiche e nella pianificazione e nel governo del territorio indirizzando le strategie di contenimento dei consumi energetici degli edifici, ad orientare i progettisti nell'individuazione di metodi per valutare le migliori alternative costruttive/tecnologiche dal punto di vista della sostenibilità economico-ambientale.

Relatori: Guido Callegari, Elena Fregonara
Soggetti: A Architettura > AD Bioarchitettura
S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura costruzione citta'
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/4563
Capitoli:

Premesse

1. PATRIMONIO RESIDENZIALE ATTUALE: CONDIZIONI E SVILUPPI

1.1 Condizioni di degrado

1.2 II dossier di Legambiente

1.3 II potenziale della riqualificazione

1.4 Verso una legge a tutela della risorsa suolo

1.5 Densificare per riqualificare

2. SOPRAELEVAZIONI: QUADRO NORMATIVO

2.1 Legislazione Nazionale

2.2 Legge Regionale "Piano Casa"

2.3 PRGC comunale

2.4 NTC 2008

3. INTERVENIRE SUL PATRIMONIO ESISTENTE

3.1 L'efficienza energetica

3.2 II retrofit energetico

3.3 Migliorare l'efficienza energetica

3.4 Intervenire sull'involucro

3.4 Periodo invernale

3.4.1 Periodo estivo

3.5 Politiche energetiche

3.5.1 Legislazione europea

3.5.2 Legislazione italiana

3.5.3 Legislazione piemontese

3.6 Detrazioni fiscali

3.7 DM Requisiti Minimi

3.8 Concepire edifici a basso consumo energetico

3.8.1 Passivhaus

3.8.2 Plus Energy Building

3.9 Le tecnologie innovative d'intervento sull'involucro

3.10 II processo edilizio integrato nell'intervento sull'esistente

3.11 Facciate multifunzionali e soluzioni tradizionali: processi e tecnologie a confronto

4. CASI STUDIO E STRATEGIE D'INTERVENTO

5. IL CASO STUDIO CARMAGNOLESE

5.1 Inquadramento e analisi dell'edificio

5.1.1 Documentazione fotografica

5.1.2 Distribuzione

5.1.3 Costi di gestione attuali

5.2 Strategie ed obiettivi dell'intervento

5.3 L'ipotesi progettuale: l'addizione, la sopraelevazione e gli scenari di retrofit

5.3.1 Le fasi operative sull'edificio

5.3.2 Caratteri della sopraelevazione

5.3.3 Piante di progetto

5.3.4 Viste prospettiche

5.3.5 Scenari di retrofit

5.4 Verifica strutturale dell’edificio secondo NTC 2008

5.5 Verifica delle prestazioni energetiche con Termolog Epix 6

5.5.1 Modulo "Progettista"

5.5.2 Modulo "Impianto solare fotovoltaico"

5.5.3 Esiti della simulazione energetica nei diversi scenari

5.6 Valutazione economica degli scenari di intervento

Concetti di costo e ciclo di vita

5.6.2 Life Cycle Costing e misure di valutazione economica

5.6.3 Uno strumento economico per il caso studio

5.6.4 Un'ipotesi per la valutazione degli effetti sul valore dell'edificio Conclusioni

Bibliografia e Sitografia

Bibliografia:

BIBLIOGRAFIA GENERALE

Gaspari J. (2012), Trasformare l'involucro: la strategia dell 'addizione nel progetto di recupero, Edicom Edizioni, Monfalcone (GO)

Gaspari J. (2010), Il progetto dell'involucro efficiente: soluzioni e stratigrafie per la nuova costruzione e il recupero, Edicom Edizioni, Monfalcone (GO)

Bartoli B. (2010), La casa passiva: standard energetici per un abitare ecologico, Sistemi Editoriali, Napoli

Brunoro S. (2006), Efficienza energetica delle facciate: standard, requisiti, esempi per l'adeguamento e la riqualificazione architettonica, Maggioli, Sant'Arcangelo di Romagna (RN)

Richarz C. (2008), Riqualificazione energetica, UTET, Torino

Andreini P. (2010), Climatizzazione degli edifici: fabbisogno energetico, efficienza e certificazione, Hoepli, Milano

Fabbri K. (2010), Guida alla riqualificazione energetica, DEI, Roma

Carotti A. (2011), Riqualificazione energetica degli edifìci: linee guida per la progettazione integrata, UTET, Torino

Ferrante A. (2012), A.A.A. Adeguamento, Adattabilità, Architettura: teorie e metodi per la riqualificazione architettonica, energetica ed ambientale del patrimonio edilizio esistente, Mondadori, Milano

Celiai G. (2013), Serramenti e schermature per la riqualificazione energetica ed ambientale: criteri per la riqualificazione energetica ed ambientale, EPC libri, Roma

Ceccotti L. (2013), Riqualificazione impiantistica degli edifici esistenti: linee guida per gli edifici residenziali, EPC libri, Roma

Magrini A. (2013), Soluzioni per l'isolamento termico di edifici esistenti: esempi di analisi termica e verifica igrometrica delle pareti, EPC libri, Roma

Oliveti G. (2013), Tecnologie solari negli edifici esistenti: criteri di progetto e metodologie di calcolo, EPC libri, Roma

Ruggiero G. (2013), Guida pratica alla riqualificazione energetica: analisi teorica, strumenti di calcolo, materiali e componenti, sgravi fiscali e incentivi per la progettazione degli interventi, Hoepli, Milano

Lucchi E. (2014), Riqualificazione energetica dell'involucro edilizio: diagnostica e interventi, Dario Flaccovio Editore, Palermo

Cammarata G. (2015) Edifìci quasi zero energia: principi di termofìsica e bioclimatica per la progettazione di edifici a quasi zero energia e la riqualificazione energetica degli edifici esistenti, Grafill, Palermo

Mazzucchelli E.S. (2013), Edifici ad energia quasi zero: materiali, tecnologie e strategie progettuali per involucri e impianti innovativi ad alte prestazioni, Maggioli, Sant'Arcangelo di Romagna (RN)

Fadin M., Griginis A. (2010), Il Piano Casa in Piemonte. Guida pratica, Collana "Energia & Ambiente", Celid, Torino

Mooser M., Forestier M., Pittet M. (2011), Surélévations en bois: densifier, assainir, isoler, Atlas de Construction, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, Losanna, Svizzera

Fregonara E. (2015), Valutazione sostenibilità progetto. Life Cycle Thinking e indirizzi internazionali, Ricerche di tecnologia dell'architettura, Franco Angeli Editore, Milano

Fregonara E. (2014), Trattamento delle componenti di costo nella valutazione della sostenibilità dei progetti: Estimo e Life Cycle Thinking, in QE1 - Quaderni di Economia Immobiliare, 21, Tecnoborsa, Roma

Grillenzoni M., Grittani G. (1994), Estimo: teoria, procedure di valutazione, casi applicativi, Calderini, Bologna

Sitografia generale

Centro Ricerche Economiche e Sociali del Mercato (CRESME) http://www.cresme.it/

Associazione Nazionale Costruttori Edili (ANCE) http://www.ance.it/

Buildings Performance Institute Europe - BPIE (2011), Dossier Europe 's buildings under the microscope. A country-by-country review of the energy performance of buildings. http://bpie.eu/publication/europes-buildings-under-the-microscope/

Legambiente (2014), Dossier "Tutti in classe A", Roma http://www.legambiente.it/contenuti/dossier/tutti-classe-A

Gruppo Tebe - Dipartimento DENERG, Politecnico di Torino Vincenzo Corrado, Ilaria Ballarmi, Stefano Paolo Corgnati http://www.polito.it/episcope/tabula

http ://www.polito.it/episcope

Energy Performance Building Directive (EPBD) http://www.epbd-ca.eu/themes/nearly-zero-energy

Ursini Casalena A., "Progettare Edifici a Energia Quasi Zero: Passivhaus vs Edifìci arEnergia Zero", articolo del 07/03/2013 http://www.mygreenbuildings.org/2013/03/07/progettare-edifici-a- energia-quasi-zero.html

Baroni P., "Stop al cemento selvaggio: ecco la nuova legge per azzerare il consumo del suolo entro il 2050", articolo de "La Stampa" del 30/10/2015

http://www.lastampa.it/2015/10/30/italia/cronache/stop-per-cemento- selvaggio-ecco-provincia-nuova-legge-per-azzerare-il-consumo-del- Klima Haus-Casa Clima

http://www.agenziacasaclima.it/it/casaclima/l-0.html

Gestore Servizi Energetici

http://www.gse.it/it/Pages/default.aspx

Norme Tecniche per le Costruzioni, D.M. 14 gennaio 2008

http://www.acca.it/norme-tecniche-costruzioni

PRGC Comune di Carmagnola e Norme di Attuazione http://www.comune.carmagnola. to.it/ComSServizio.asp?Id=68&IdS= 16

Quadro normativo Regione Piemonte http://arianna.consiglioregionale.piemonte.it/

Agenzia Nazionale Efficienza Energetica

http://www.acs.enea.it/

http://www.efficienzaenergetica.enea.it/edilizia/incentivi/detrazioni-fiscali-65/

Software Termolog Epix 6 http://www.logical.it/software_termolog.aspx

Sitografia relativa ai casi studio - capitolo 4

http://www.plasmastudio.com/

http://www.nhcasedilegno.it/

http://www.archilovers.com/projects/37424/

http://www.flosundk.de/index.php/aktuelles.html

http://www.share-arch.com/en/shareArch.html

http://afasiaarchzine.com/201 l/02/hein-troy-architekten-3/

http://www.mvrdv.nl/en/projects/didden

http://www.soltag.net/

http: //www.minihouse.info/

http://www.sbd2050.org/project/minimum-impact-house-19/

http://www.fuegenschuh.at/en/project/618008295

http://zinganel.at/projects/

http://darcstudio.net/

http://www.archmore.cc/cms/

http://www.convertiblecity.de/projekte_projektl9_en.html

Sitografia relativa alle soluzioni tecnologiche - capitolo 5

Cappotto termico in polistirene

http://www.isover.it/

Cappotto termico in sughero http://www.tecnosugheri.it/

Soluzioni impiantistiche a guadagno solare

http://www.berettaclima.it/

https://www.solon.com/it/

Impianti di ventilazione meccanica controllata http://www.meltem.com/it/

Componenti d'involucro-facciate multifunzionali http://www.tesenergyfacade.com/

http://www.gap-solution.at/

http://www.be-eco.it/

Sitografia relativa alla valutazione economica - capitolo 5

Langdon D. (2007) Life Cycle Costing (LCC) as a contribution to sustainable construction: a common methodology - Final methodology http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/construction/studies/life-cycle- costing_en.htm

Bull J.W. (1993), Life cycle costing for construction, Blackie Academic & Professional, London, UK

http://opac.biblio.polito.it:80/F/?func=direct&doc_number=000276614&local_base=PTOW

Fuller S.K., Petersen S.R. (1996), Life-cycle costing manual for the Federal Energy Management Program, in National Institute of Standards and Technology Handbook, 135, U.S. Department of Energy, Washington

http://fire.nist.gov/bfrlpubs/build96/PDF/b96121.pdf

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