Energia e comfort nella progettazione di una residenza monofamiliare a Dezhou in Cina : competizione internazionale Solar Decathlon China 2018 per studenti

Ilaria Durando

Energia e comfort nella progettazione di una residenza monofamiliare a Dezhou in Cina : competizione internazionale Solar Decathlon China 2018 per studenti.

Rel. Enrico Fabrizio, Marco Filippi, Elisa Sirombo. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città, 2017

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Abstract:	Con l'arrivo del XXI secolo, la crescita della società e dell'economia ha provocato un aumento del consumo energetico. Per i benefici e la sopravvivenza delle generazioni future, i consumi di energia da parte dell'edilizia dovranno tendere ad un modello di produzione sostenibile. Per dimostrare al pubblico la comodità e il risparmio che si può ricavare da edifici che combinano la costruzione, il design, gli elettrodomestici a basso consumo energetico con la produzione di energia rinnovabile in loco, dal 2002 viene sponsorizzato dal Dipartimento di Energia degli Stati Uniti il Solar Decathlon, una competizione scientifica a cui partecipano le migliori università internazionali, che si sfidano a progettare e a costruire case alimentate da energia solare. Il Solar Decathlon è riuscito ad espandersi a livello internazionale a raggiungere ed educare un vasto pubblico, circa i vantaggi e la disponibilità di soluzioni sostenibili. Inoltre negli ultimi tempi, però, si sta assistendo ad un cambiamento della mentalità: la risposta delle sfide risiede nell'integrazione dei diversi requisiti che il progetto deve soddisfare. . Si inizia a pensare l'edificio come un organismo, dove le interazioni delle varie parti si influenzano l'una con l'altra determinando le singole scelte, il risultato finale consiste nell'ottimizza re un'opera concepita come unica e inseparabile, valutata durante il suo intero ciclo. Esistono diverse procedure e metodi al giorno d'oggi e una delle più diffuse è l'Integrative Design Process (IDP), nato negli anni Novanta e sviluppatosi maggiormente negli anni successivi. L'IDP rappresenta un approccio olistico alla progettazione dell'edilizia che cerca di ottenere elevate prestazioni su una vasta gamma di obiettivi ambientalisti e sociali ben definiti, facendo affidamento ad un team di collaborazione e rimanendo nei limiti di bilancio e pianificazione. Di conseguenza diventa necessario impiegare l'analisi energetica fin dal prime fasi di concept e definizione del modello architettonico. Un approccio che soddisfa questo tipo di esigenza è dell'Energy Modeling, che permette di integrare ad un modello architettonico, un modello energetico, che viene utilizzato per una serie di simulazioni che aiutano nella progettazione, costruzione e gestione di un edificio a bassi consumi. Esso viene supportato da strumenti informatici, che diventano il mezzo per incorporare, all'interno del nucleo ideativo, le variabili di carattere materico, produttivo e prestazionale, le quali definiscono le condizioni di realizzabilità ed efficienza dell'opera. Il lavoro di tesi ha previsto la revisione del progetto di una residenza monofamiliare sviluppato dal team SCUTxPOLITO, con lo scopo di realizzare un nZEB, un edificio autosufficiente dal punto di vista energetico e analizzare l'utilità dell'Energy Modeling. In primo luogo è stato definito un modello architettonico sfruttando gli strumenti BIM, in particolare il programma Revit Architecture. Ad esso è stato associato un modello energetico sul programma DesignBuilder, nel quale sono state fatte una serie di simulazioni energetiche per valutare il comportamento e le prestazioni dell'abitazione. La metodologia ha considerato la definizione di un edificio di riferimento che doveva soddisfare i requisiti minimi di normativa ed è stato successivamente usato come base comparativa per definire le prestazioni energetiche. I criteri di analisi si sono basati soprattutto sullo studio dei consumi energetici, dispersioni, apporti e del fattore di luce medio diurno, così da valutare il livello di luce naturale all'interno degli ambienti. In seguito alle analisi svolte sono state proposte delle implementazioni tecnologiche e architettoniche, con l'obiettivo di abbassare la richiesta di energia da parte dell'utenza. L'approccio progettuale sperimentato non riuscirà a soddisfare tutte le caratteristiche del processo di progetto integrato, poiché sarebbero necessaria la compresenza di più figure professionali per analizzare i diversi aspetti. Inoltre gli strumenti informatici, ad oggi presenti sul mercato, non permettono ancora di avere una piattaforma su cui è possibile modellare parallelamente l'architettura e analizzare le tematiche energetiche. I programmi utilizzati non soddisfano l'interoperabilità richiesta dal processo integrato poiché durante l'esportazione dei modelli i dati vengono in parte o completamente persi. Nonostante ciò, il metodo consente di avere un aiuto nel momento cui è necessario prendere decisioni importanti e permette una maggior consapevolezza del progetto.
Relatori:	Enrico Fabrizio, Marco Filippi, Elisa Sirombo
Tipo di pubblicazione:	A stampa
Soggetti:	A Architettura > AD Bioarchitettura G Geografia, Antropologia e Luoghi geografici > GD Estero
Corso di laurea:	Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città
Classe di laurea:	NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici:	NON SPECIFICATO
URI:	http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/6347
Capitoli:	1. Verso l'Integrative Design Process 1.1 II processo edilizio e l'approccio tradizionale 1.2 Dalla frammentazione all'integrazione 1.3 La teoria dell'IDP 1.3.1 Le fasi 1.4 Processi a confronto 1.5 Applicazioni e metodi dell'IDP 1.5.1 1 cicli ASHRAE 1.5.2 LEED v4 2. Sperimentazione di strumenti per l'Energy Modeling 2.1 Gli strumenti informatici 2.2 Vantaggi e svantaggi dei software utilizzati 2.2.1 Creazione di un modello energetico 2.2.2 1 dati di input 2.2.3 Le simulazioni energetiche 2.3 La scelta dello strumento software da utilizzare 3. Il concorso Solar Decathlon China 2018 3.1 II concorso Solar Decathlon 3.2 Analisi di alcuni progetti vincitori 3.2.1 Solar Decathlon China 2013 3.2.2 Solar Decathlon Europa 2014 3.2.3 Solar Decathlon America 2015 3.3 L'oggetto del concorso SDC 2018 3.3.1 II team work 3.3.2 1 requisiti da concorso 4. Il progetto del team SCUTxPOLITO 4.1 I requisiti posti a base del progetto 4.2 II progetto 4.2.1 II contesto urbano e culturale 4.2.2 II progetto 4.3 Approfondimenti intorno al progetto: i consumi energetici della Cina e gli edifici nZEB 5. La revisione del progetto e l'applicazione di strumenti e metodi dell'IDP 5.1 II flusso di lavoro 5.2 Modellazione dell'edificio di riferimento 5.2.1 L'analisi climatica 5.2.2 Dati di input: Attività 5.2.3 Dati di input: Costruzione 5.2.4 I risultati 5.3 Proposte di miglioramento 5.3.1 Involucro 5.3.3 La serra solare 5.4 Simulazioni energetiche 5.5 Simulazioni di luce naturale 5.5 Analisi critica dei risultati 5.6.1 II fotovoltaico 6. Conclusioni Bibliografia Allegati
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