Edifici storici: analisi energetica ed economica

Titolo originale: Energy and Economic Evaluation of Retrofit Actions on an Exosting Historical Building in the South of Italy by Using a Dynamic Simulation Software


Riqualificazione energetica e simulazione dinamica su edifici di interesse storico-culturale

Nel settore delle costruzioni gli edifici esistenti rappresentano la quota più energivora. In particolare, in Italia risulta piuttosto elevato il numero di edifici di interesse storico-culturale protetti dai Beni Culturali. È tuttavia necessario operare una riqualificazione anche di questa tipologia edilizia, vengono quindi proposte in seguito alcune soluzioni riferite ad un caso studio esistente in provincia di Caserta.

Analisi delle soluzioni proposte per la riqualificazione energetica dell'Abbazia San Lorenzo ad Septimum di Aversa

Lo studio tratta una porzione dell’Abbazia di San Lorenzo ad Septimum di Aversa, che ospita il Dipartimento di Architettura e Design Industriale della Seconda Università di Napoli. L’abbazia risale alla fine del X secolo, la porzione analizzata consiste in tre sezioni dell’edificio, ognuna composta da tre piani.

 Convento San Lorenzo ad Septimum di Aversa Vista della corte interna del Convento San Lorenzo ad Septimum di Aversa

Le quattro soluzioni proposte per la riqualificazione dell’edificio vengono analizzate in termini di risparmio di energia primaria e del punto di vista economico con il metodo del SPBP (Simple PayBack Period).

L’analisi dello stato di fatto e degli scenari proposti è effettuata solo per il periodo di climatizzazione invernale.

Allo stato di fatto l’edificio risulta riscaldato da un generatore a gasolio che alimenta un sistema a ventilconvettori. Non è presente alcun impianto di climatizzazione estiva.

La trasmittanza delle pareti è stata misurata con il termoflussimetro e risulta compresa tra 0.699 e 1.484 W/m2K. Le superfici vetrate sono composte da vetri doppi con intercapedine d’aria e telaio in legno. La trasmittanza dei serramenti è calcolata in accordo con la ISO EN 6946 e risulta pari a 3.47 W/m2K.

Durante il periodo considerato si prevede la presenza di studenti e si suppone un valore di ricambi d’aria per infiltrazione compreso tra 0.40 e 0.48 vol/h.

La situazione di partenza non viene simulata: il calcolo del fabbisogno di energia primaria è effettuato con un approccio semplificato. Viene inoltre calcolato il costo operativo associato ai sistemi di riscaldamento e illuminazione.

Al fine di ottenere un risparmio in termini di energia primaria e di ridurre i costi operativi nella stagione di riscaldamento vengono proposte quattro possibili soluzioni:

Scenari retrofit riqualificazione energetica

Gli scenari migliorativi vengono simulati tramite l’utilizzo del software TRNSYS su intervalli di simulazione orari e utilizzando i dati climatici orari presenti sul database di EnergyPlus per la località considerata.

I risultati economici vengono valutati sia sulla base dei costi operativi sia considerando i tempi di ritorno degli investimenti.

Grazie al costo limitato dei termostati i tempi di ritorno per gli interventi I e II sono piuttosto ridotti: 5 mesi per il primo scenario e 4 mesi per il secondo.

Lo scenario III comporta una notevole riduzione del consumo di energia primaria, ma ha dei tempi di ritorno nettamente superiori (circa 8 anni) rispetto agli scenari precedenti a causa dei costi di investimento più elevati.

Il quarto scenario, infine, risulta essere una via di mezzo tra i primi due e il terzo, sia in termini energetici che economici; si stima infatti un SPBP pari a 8 mesi.

Risparmio di energia primaria, riduzione dei costi operativi e SPBP per i quattro scenari di retrofit

Figura 1 – Risparmio di energia primaria, riduzione dei costi operativi e SPBP per i quattro scenari di retrofit.

Come si può notare dalla Figura 1 la soluzione migliore sembra essere l’installazione di termostati per la regolazione della temperatura interna; questa soluzione, infatti, garantisce ottimi tempi di ritorno e un risparmio di energia primaria unito a una riduzione dei costi operativi confrontabili con i risultati degli altri scenari. È poi evidente come lo scenario III sia il più svantaggioso dal punto di vista dei tempi di ritorno a causa degli elevati costi di intervento, pur raggiungendo valori leggermente più elevati di energia primaria risparmiata e riduzione dei costi operativi.

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