Tesi di Laurea: HBIM e BIPV nel Palazzo della Cultura di Marcianise (CE)

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AVERSA (CE)

Tesi di Laurea in Architettura Tecnica dal titolo “HBIM e fotovoltaico integrato (BIPV) per la modellazione e la riqualificazione energetica degli edifici storici: il caso di Palazzo della Cultura in Marcianise (CE)” discussa da Raffaele Laurenza presso l’Università della Campania “Luigi Vanvitelli” – Dipartimento di Ingegneria.  

Il lavoro di tesi ha come obiettivo la modellazione HBIM e la riqualificazione energetica mediante la tecnologia del fotovoltaico integrato di un palazzo seicentesco, Palazzo della Cultura, già Palazzo del Monte dei Pegni, sito nel centro storico del comune di Marcianise (CE).

Nel primo capitolo della tesi vengono analizzati, oltre alle principali fonti di energia, i tre possibili livelli di integrazione dei pannelli fotovoltaici con gli edifici, con particolare attenzione all’integrazione totale (Building Integrated Photovoltaics – BIPV), per un utilizzo del fotovoltaico in ambienti ed edifici sottoposti a vincoli di carattere storico-artistico.

Il secondo e il terzo capitolo trattano rispettivamente delle procedure per l’analisi energetica e della modellazione HBIM, con la quale è possibile creare, attraverso una sorta di “reverse engineering”, un modello digitale degli edifici esistenti, che incorpori sia le caratteristiche geometriche che quelle tecnologiche e funzionali.
Nel quarto capitolo viene presentato il caso studio, mentre nel quinto viene descritta nel dettaglio la modellazione HBIM dello stato di fatto, per la quale è stato impiegato il software Edificius® di ACCA. Vengono inoltre riportati i risultati dell’analisi energetica dello stato di fatto, condotta con il software Termus® della medesima software house, in modo da ottimizzare l’integrazione tra i due modelli, architettonico ed energetico.

Il sesto capitolo è dedicato al progetto di riqualificazione con tecnologia BIPV: dalle scelte preliminari riguardanti diversi possibili interventi di riqualificazione, alla modellazione dei componenti scelti in BIM, fino alla verifica energetica.

Si è optato per due interventi che riguardano:

  • La copertura con pannelli fotovoltaici delle falde Sud e Ovest;
  • L’impiego di vetri strutturali fotovoltaici per la facciata del vano ascensore e la ringhiera delle scale esterne.

La scelta è ricaduta su questi due interventi perché:
(i) l’orientamento delle falde permette che i pannelli solari abbiano il massimo rendimento quando i raggi solari sono perpendicolari alla loro superficie, ma anche perché è stato fatto uno studio dell’ombreggiamento dovuto agli ingombri degli edifici circostanti che, nel caso in esame, non proiettano ombre sulle falde predette.
(ii) sia l’ascensore che la ringhiera sono di nuova costruzione e non soggetti a vincoli storici; inoltre sono disconnessi dall’edificio.

Per tutti gli interventi ipotizzati (copertura, ascensore e ringhiera) sono state valutate diverse soluzioni proposte da due aziende: Sunage SA e Solmonte (gruppo STG). In tutti e tre i casi, la migliore tecnologia è stata scelta a valle di valutazioni tecniche ed architettoniche, coadiuvate da un’analisi rischi-benefici.

Per la progettazione della copertura delle falde Sud e Ovest, sono state selezionate le tegole TG-EGM45ST di Solmonte – GRuppo STG, con una potenza di 285 Wp/mq.

Per la progettazione del vano ascensore sono stati selezionati i pannelli personalizzabili di Sunage SA. Il pannello del vano ascensore, di colorazione “giallo olivastro” (RAL 1020), è spesso 10 mm, con telaio in alluminio, e si compone di 5 elementi, quali: back glass, incapsulante, celle fotovoltaiche, incapsulante e front glass. I moduli fotovoltaici sono stati progettati su misura (1.10 x 1.175 m per la facciata e 1.10 x 1.10 m per la copertura del vano) in collaborazione con l’azienda produttrice e poi modellati in BIM. Il primo step è stato la creazione del vetro fotovoltaico come nuovo materiale, a cui è stato assegnato il colore scelto; successivamente sono stati realizzati i moduli, applicati poi in facciata e sulla copertura.

Anche per la progettazione della ringhiera fotovoltaica sono stati selezionati i pannelli personalizzabili di Sunage SA. Il pannello del vano ascensore, della medesima colorazione, è spesso 24 mm, con telaio in alluminio, e si compone di 7 elementi, quali: back glass, incapsulante, central glass, incapsulante, celle fotovoltaiche, incapsulante e front glass. Anche in questo caso, i moduli fotovoltaici sono stati progettati su misura in collaborazione con l’azienda produttrice e poi modellati in BIM e il processo di modellazione è stato il medesimo seguito per l’ascensore.

Una volta ottenuto il modello integrato HBIM-BIPV è stata condotta nuovamente l’analisi energetica, i cui risultati dimostrano che si ha un notevole miglioramento della classe energetica, che passa da B ad A4.

In conclusione, si può ritenere che i pannelli BIPV, anche grazie alla possibilità di customizzare le finiture e i colori, possono costituire, a patto di garantire la reversibilità dell’intervento, una valida soluzione per l’integrazione del fotovoltaico nell’edilizia monumentale.

 

Relatore: Prof. Luigi Mollo
Correlatrici: Ing. PhD Rosa Agliata, Arch. PhD Elena Lucchi
Data della discussione: 13/07/2021