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Dopo aver sinteticamente presentato il quadro normativo attualmente in vigore per l’efficienza energetica in edilizia, la memoria approfondisce le principali problematiche connesse alla progettazione integrata del retrofit energetico di edifici con destinazione d’uso complessa, quali le strutture ospedaliere. Coniugare gli standard di efficienza energetica vigenti, con le norme e le leggi relative alla progettazione delle strutture sanitarie, rappresenta infatti una delle più grandi sfide per il processo di efficientamento energetico del patrimonio edilizio nazionale. Nell’edilizia ospedaliera, in particolare, la progettazione di interventi per il risparmio energetico deve avvenire nell’ottica irrinunciabile della progettazione integrata del sistema edificio-impianti poiché, da un lato, il controllo del microclima deve essere operato sia dall’impianto che dall’involucro, dall’altro, è altresì necessario selezionare i sistemi HVAC in funzione delle loro necessità gestionali e manutentive, principalmente in modo da non interferire con il ciclo di funzionamento continuo dell’edificio. Pertanto, gli impianti devono non solo garantire condizioni di comfort termo-igrometrico e qualità dell’aria per gli occupanti, ma è richiesto che soddisfino anche esigenze di processo legate alle diverse attività mediche previste, considerando che, in molti ambienti, il rispetto di taluni requisiti minimi (efficienza di filtrazione, quantità di ventilazione di aria esterna, condizioni di pressione dell’ambiente) è la condizione necessaria allo svolgimento dell’attività stessa. In questo lavoro, tali aspetti saranno approfonditi attraverso la presentazione di un esempio di diagnosi e riqualificazione energetica di un edificio adibito ad ospedale, presentando come caso studio il lavoro svolto dagli stessi autori per il Day-Hospital del Complesso Ospedaliero “G. Pascale”, situato a Napoli. Per questo edificio, incrociando procedure sperimentali e numeriche, è presentata la caratterizzazione energetica dello stato attuale attraverso la costruzione di un modello numerico e la simulazione del rendimento energetico del sistema edificio-impianto per la valutazione energetica, ambientale ed economica di possibili interventi di retrofit, mediante azione sia sull’involucro edilizio che sugli impianti termotecnici installati. Partendo dai risultati dall’analisi di convenienza tecnico-economica per il caso studio presentato, nella parte conclusiva la memoria suggerisce spunti di riflessione per la selezione di interventi idonei alla riqualificazione di edifici adibiti ad ospedali, nell’ottica di un funzionale ed efficace controllo microclimatico.

La Direttiva Europea 2002/91/CE, così come altri provvedimenti legislativi e programmi di incentivazione, promuove l’utilizzo di soluzioni tecniche passive per gli edifici, con l’obiettivo di ottenere, soprattutto in regime estivo, condizioni di comfort termico, evitando o riducendo il ricorso ad impianti di riscaldamento/raffrescamento. L’adozione, la progettazione e la scelta di tali tecnologie non sono indifferenti alle specifiche condizioni al contorno. La memoria analizza le prestazioni ottenibili mediante l’utilizzo di scambiatori interrati terra-aria, in regime invernale ed estivo, per un edificio provvisto di impianto di riscaldamento/raffrescamento. Mediante simulazioni energetiche dinamiche sono state analizzate le principali caratteristiche di tali scambiatori, modificando le principali condizioni al contorno connesse alle condizioni climatiche, alle tipologie di terreno ed ai parametri costruttivi dello scambiatore, nonché alla velocità dell’aria che li attraversa e alle portate d’aria di ventilazione adottate. Inoltre, sono state considerate diverse modalità di utilizzo, con l’obiettivo di fornire indicazioni ottimali relative a ciascuna condizione climatica. L’energia elettrica richiesta dai ventilatori rappresenta un altro aspetto critico, in quanto bisogna ottenere il massimo scambio termico minimizzando le perdite di carico, per evitare che l’utilizzo di tali scambiatori possa risultare energeticamente non conveniente.

Con l’entrata in vigore dei Decreti Legislativi 192/2005 e 311/2006 l’Italia, recependo i contenuti della Direttiva Europea 2002/91/CE EPBD - Energy Performance of Building Directive -, ha modificato la precedente normativa energetica nazionale, centrata intorno alla legge 10/91, così come attuata attraverso il D.P.R. 412/93 e successivi decreti di modifica ed integrazione. Le misure sopra citate, aventi valore di legge, fondano su un vasto “pacchetto” di norme tecniche, alcune contemporanee alle disposizioni legislative, altre precedenti o successive, altre ancora in fase di emanazione. E’ da sottolineare come, pur facendo esclusivo riferimento ai provvedimenti di legge, l’evoluzione legislativa italiana in materia di energia, a partire dalla legge 373/76, non ha seguito percorsi lineari, creando sovrapposizioni di provvedimenti e frequenti rimandi a futuri decreti attuativi tardivi o mai emanati, la qual cosa ha contribuito sia a creare confusione in tema di regolamentazioni sia a indurre pericolosi vuoti legislativi che, di fatto, hanno indebolito fortemente la qualità energetica del nostro parco edilizio, il quale, negli ultimi 35 anni, con un’applicazione solo lievemente più attenta di quanto invece fatto, sarebbe potuto essere contraddistinto da un livello di efficienza molto maggiore di quella invece misurabile nelle nostre città. Questa memoria, elaborata nell’estate del 2008, proporrà una lettura critica dello stato attuale della normativa, sia in riferimento alle misure legislative emanate negli ultimi anni sia per quanto concerne le norme tecniche cui queste rimandano e fanno riferimento, riscontrando nei testi numerosi ed opportuni elementi di novità, ma anche talune incongruenze ed incertezze che, nuovamente, rischiano di vulnerare l’efficacia delle giuste ed ormai improrogabili disposizioni espresse dai nuovi orientamenti internazionali e nazionali in materia di uso efficiente dell’energia. Lo studio proposto, relativo alle metodologie per la certificazione energetica degli edifici, sviscerata nei suoi aspetti critici con dissertazioni sul metodo e nel merito, si avvarrà dei risultati quantitativi ottenuti mediante analisi numeriche delle prestazioni energetiche del sistema edificio-impianto di climatizzazione, considerando entrambi i regimi di funzionamento invernale ed estivo.

L’emanazione della Direttiva Europea 2002/91/CE (Energy Performance of Buildings Directive - EPBD) ha rivitalizzato e dato nuovo impulso alle tematiche proprie dell’efficienza energetica in edilizia, obbligando, in un contesto internazionale vivacizzato dalle problematiche ambientali e legate all’approvvigionamento energetico, gli Stati membri dell’Unione verso nuovi e comuni traguardi da raggiungere relativamente alla riduzione improrogabile della domanda di energia nel settore edilizio. L’obiettivo dell’attività di ricerca riportata in questa Tesi è consistito nello studio di misure di efficienza energetica in diversi ambiti del settore civile, con particolare riferimento all’edilizia residenziale, al settore terziario ed alle architetture adibite a musei. Gli studi di efficienza energetica hanno valutato sia gli aspetti metodologici e procedurali alla luce dei nuovi orientamenti legislativi e normativi scaturiti dalla EPBD, sia le potenzialità di miglioramento delle prestazioni di involucri edilizi ed impianti, per quanto concerne gli usi energetici dovuti ai bisogni di riscaldamento, ventilazione e climatizzazione degli edifici.

This volume reports a year-long advanced studio program carried out in the Master’s degree in Architecture at Federico II in 2018-2019. As an interdisciplinary course, the advanced studio is a challenge for students who have to deal with different forms of knowledge and design skills to deliver a transformation project for a complex context. Castel Volturno, a coastal town on the western shore of Napoli’s urban region, is the target area where the program has been implemented. The context’s main features are a growing migrant community from Africa, established in the area given the large amount of abandoned homes available for letting, a series of major environmental concerns, such as flooding, pollution and unplanned buildings, and a quite extraordinary natural landscape made of wetlands, green and farming areas, and marine environments. The volume presents the students works, with a methodological foreword from the faculty of the program.

Scientific literature about energy retrofit focuses on single buildings, but the investigation of whole building stocks is particularly worthy because it can yield substantial energy, environmental and economic benefits. Hence, how to address large-scale energy retrofit of a building stock? The paper handles this issue by employing a methodology that provides the robust energy assessment of building categories. This is denoted as SLABE, “Simulation-based Large-scale uncertainty/sensitivity Analysis of Building Energy performance”. It was presented by the same authors to address the energy retrofit of a building category and is here enhanced to investigate a whole and heterogeneous building stock that includes various categories. Each category is represented by a Representative Building Sample (RBS), which is defined through Latin hypercube sampling and uncertainty analysis. Hence, optimal retrofit packages are found in function of buildings’ location, intended use and construction type. Two families of optimal solutions are achieved. The first one collects the most energy-efficient (and thus sustainable) solutions, among the ones that produce global cost savings, thereby addressing the collective perspective. The second one collects cost-optimal solutions thereby addressing the private perspective. EnergyPlus is employed as simulation tool and coupled with MATLAB® for data analysis and processing. The methodology is applied to a significant segment of the Italian public administration building stock, which includes several building categories depending on location, use destination and construction type. The outcomes show huge potential energy and economic savings, and could support a deep energy renovation of the Italian building stock

The topic of indoor overheating in a modern and well-insulated building is investigated. A real case study is proposed, where, even if the summer ambient conditions are not extreme, thermal discomfort has been verified during the first years of operations. The office building, built recently in Berlin, fulfils the German requirements in matter of energy performance of buildings and heat protection in summertime. Active system for the space cooling are not installed. In the frame of the new international approach to the cost-optimality, by adopting the adaptive comfort criteria for naturally-ventilated buildings, strategies for improving the indoor conditions during the cooling season are here investigated, by analysing various typologies and management strategies for solar shadings.