Capitolo VII Conclusioni

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Capitolo VII

Conclusioni

Nella presente tesi è stato trattato il tema dell’adeguamento degli edifici esistenti, attraverso l’analisi di un caso studio, il convitto maschile annesso all’Istituto professionale per l’agricoltura e l’ambiente (IPSAA) di Pieve S. Stefano, in provincia di Arezzo, edificio risalente ai primi anni ’70.

Sono state affrontate in particolare le problematiche legate alla sicurezza nei confronti delle azioni sismiche e al contenimento dei consumi energetici per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria.

I due argomenti sono stati svolti parallelamente per giungere infine all’elaborazione di un unico progetto di adeguamento e riqualificazione dell’edificio in studio.

Lo studio della risposta sismica del fabbricato è stato condotto in particolare secondo l’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274 del 20 Marzo 2003.

Il metodo di calcolo utilizzato è l’analisi modale associata allo spettro di risposta di progetto, valutato in relazione alla zona sismica considerata (Zona 2, ag = 0,25), alle caratteristiche del

sito (terreno tipo C) ed adottando un fattore di struttura q =1,5. Il modello elaborato secondo le indicazioni normative è tridimensionale.

I diversi elementi strutturali sono stati sottoposti a verifiche in termini di resistenza, tenendo conto dei fattori amplificativi relativi al livello di conoscenza (LC3) e della categoria di importanza (II) associate all’edificio in esame.

I risultati delle verifiche hanno mostrato significative carenze strutturali nell’edificio, evidenziando quindi la necessità di interventi mirati al miglioramento delle prestazioni nei confronti delle azioni sismiche.

Tra i possibili interventi di adeguamento ne è stato scelto uno a carattere globale che, oltre ad influire positivamente sul comportamento strutturale, portasse ad una vera e propria riqualificazione dello stabile.

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213 Il progetto prevede una serie di opere in c.a. volte principalmente a migliorare la funzionalità del fabbricato e ad eliminare alcuni punti critici per la stabilità dello stesso. In particolare si tratta della demolizione dei vani scale secondari, con trasformazione degli ambienti in servizi igienici, dell’ampliamento dei camminamenti sul fronte Sud-Est, per una migliore fruibilità degli spazi interni ed un collegamento diretto e più agevole ai vani scale principali, ed infine della chiusura di due aperture ricavate all’interno di setti portanti.

La sicurezza nei confronti delle azioni sismiche è ottenuta mediante la realizzazione di una struttura ausiliaria, costituita da telai controventati in acciaio che, opportunamente collegata all’edificio esistente, è in grado di assorbire circa il 50% delle forze inerziali indotte dal sisma.

Tale struttura è stata dimensionata in termini di rigidezza, imponendo la congruenza degli spostamenti della struttura esistente e di quella ausiliaria, sottoposte all’azione di uno stesso sistema fittizio di forze orizzontali.

I risultati dell’analisi dinamica modale condotta sulla struttura adeguata mostrano un lieve aumento del taglio alla base; ciò è causato dall’incremento di massa, inevitabile in un intervento di questo tipo. Le sollecitazioni taglianti si distribuiscono equamente tra intelaiatura in acciaio e edificio esistente, che risulta quindi scaricato di circa la metà delle azioni conseguenti al sisma.

Le verifiche di resistenza effettuate sui singoli elementi strutturali confermano che, a seguito dell’intervento, l’edificio è in grado di resistere alla combinazione sismica di progetto, così come definita nell’OPCM n.3274 del 20/03/03.

Il fabbricato è stato inoltre sottoposto ad una diagnosi delle prestazioni energetiche, relative ai consumi di gas metano per il riscaldamento e per la produzione di acqua calda sanitaria. Grazie ai dati forniti dall’ente gestore è stato possibile eseguire l’analisi sulla base dei valori reali di consumo dello stabile. I dati rilevati sono poi stati confrontati con i risultati ottenuti dal calcolo del fabbisogno di energia primaria, secondo le norme di riferimento; il confronto ha dimostrato la bontà dei dati stimati, che risultano del tutto concordanti con quelli reali. Allo stato attuale il fabbisogno di energia primaria per l’edificio in esame è pari a 230 kWh/m2anno, di cui il 71% riconducibili al riscaldamento, il 17% alla produzione di acqua calda sanitaria ed il rimanente 12% agli usi cottura, in accordo con i dati medi nazionali, pubblicati dall’Ente Nazionale Energia e Ambiente.

Sull’edificio esistente sono state effettuate le verifiche di legge relativamente ai consumi per riscaldamento, sia secondo la legge 10/91, non ancora in vigore all’epoca di costruzione del

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214 fabbricato ed oggi abrogata, sia secondo la nuova normativa nazionale in tema di risparmio energetico D.Lgs 192/05. L’edificio non è risultato conforme ad entrambe le normative. In relazione al fabbisogno energetico per riscaldamento, sono stati esaminati i possibili interventi per il miglioramento delle prestazioni dell’edificio, sia per quanto riguarda l’involucro edilizio sia per quel che concerne gli impianti. Gli interventi proposti consentono di adeguare l’edificio alla più recente normativa nazionale e regionale.

Per l’involucro si è provveduto a isolare termicamente i diversi componenti, disponendo sulle superfici esterne un adeguato spessore di isolante termico (8 cm sulle pareti perimetrali, 10 cm in copertura, 10 cm sul solaio controterra) e sostituendo gli infissi esistenti in vetro singolo con infissi ad alte prestazioni (vetri camera bassoemissivi, con intercapedine in argon). Tali interventi portano ad una diminuzione pari al 73% del fabbisogno di energia utile (36 kWh/m2anno) rispetto alla situazione esistente (133 kWh/m2anno); riduzione che può raggiungere l’84% ( 20 kWh/m2anno) con la correzione dei ponti termici. Lo studio dei ponti termici è stato effettuato con il metodo agli elementi finiti, valutando varie possibili disposizioni degli strati isolanti.

Effettuando il calcolo dell’energia primaria si è potuto constatare che i benefici apportati dal miglioramento delle prestazioni dell’involucro vengono in parte vanificati dal ridotto rendimento dei sottosistemi impiantistici. Sarebbe quindi auspicabile un miglioramento del rendimento dell’impianto. Gli interventi proposti, consistenti essenzialmente nella sostituzione della caldaia esistente con una a condensazione e nell’inserimento di un sistema più efficiente di regolazione della temperatura ambiente, portano ad un valore del rendimento dell’impianto

η

pari a circa 25 kWh/m2_{anno. Tale valore è inferiore al 30% del limite imposto dal D.Lgs}

192/05. Secondo i più recenti orientamenti legislativi (v. Disegno di Legge Finanziaria 2007) ciò comporterebbe significativi benefici fiscali (ad esempio il rimborso del 55% degli extra costi sostenuti, incluse le maggiori spese di progettazione).

Allo stato modificato il fabbisogno totale di energia primaria è pari a 90 kWh/m2_{anno, di cui}

oltre il 40% rimane legato alla produzione di acqua calda sanitaria. Alla luce di ciò appaiono evidenti i vantaggi ottenibili con l’impiego di sistemi alternativi per la produzione di acqua calda sanitari. Per esempio, nel caso in esame l’installazione di collettori solari per una superficie di 50 m2 e l’utilizzo di una caldaia a condensazione dedicata porterebbero ad una riduzione dei fabbisogni di energia primaria per la produzione di acqua calda sanitaria pari al 60%. Il fabbisogno totale di energia primaria dell’edificio, a seguito degli interventi proposti, sarebbe ridotto fino a 68 kWh/m2anno.