Scenari di riqualificazione energetico-sismica per tipi edilizi in muratura a scala urbana. Il caso di Pinzano al Tagliamento (PN).

One of the main challenges of the twenty-first century is increasing the sustainability of cities. Analyses carried out in recent years highlight how much of the national building stock in Italy is in a state of seismic vulnerability and energy inefficiency, as it mainly consists of masonry structures with poor structural capacity, inadequate thermo-hygrometric comfort levels, and obsolete plant systems. The requalification of existing buildings is therefore a necessary condition to achieve the climate and energy goals set by the European Union by 2050, aimed at achieving a zero-emission building stock. Some areas also require actions to improve or adapt buildings to natural risks, such as earthquakes. The lack of a combined approach, adopted in current practices, leads to actions that do not optimize the potential of requalification and do not respect the principles of sustainability. In relation to achieving these goals and the sustainability of the retrofit process for existing buildings, operational tools are needed to assess and choose the most appropriate energy-seismic requalification interventions. To achieve the aforementioned goals, an initial study must be carried out to achieve an adequate level of knowledge of the structure, aimed at defining the best intervention strategies. This thesis project, however, aims to implement the requalification process at the urban scale, deliberately forgoing the high level of detail characteristic of the building scale, in favor of a broader field of applicability. The case study selected is Pinzano al Tagliamento, located in Friuli in the province of Pordenone, which was hit by the 1976 earthquake. The typological and constructive characterization of the buildings has been acquired. The distinctive characteristics at the formal, structural, and functional levels, based on a Cartis census, were used to define the archetypes of the urban fabric, that is, representative models of the various building types following the principle of ordinariness. The study proceeds with the analysis of the actual state at the structural and energy levels with the help of the EFM (Equivalent Frame Method) and BEM (Building Energy Modelling) methodologies, using the 3Muri and Edilclima software. A low structural vulnerability of the archetypes is found, while in terms of energy, the structures show poor capacity to maintain an adequate level of thermo-hygrometric comfort. Specifically, the poorest energy performances were found in the oldest buildings, made of pebbles, located in the rows or aggregates of the historic center of the town, which have no external envelope insulation, poorly performing window fixtures, and obsolete heating systems. The development of combined intervention strategies aims to make requalification less environmentally impactful, more energy-efficient, more cost-effective, and to provide socio-economic benefits. The intervention configurations mainly focus on energy improvement interventions, as this is the area where the most significant deficits were found. The selected actions are consequently applied to the archetypes to verify the actual beneficial contribution of the interventions or, conversely, it is decided to maintain them in their current state, assessing the advantage of the measures in a conventional 30-year perspective.

Una delle principali sfide del ventunesimo secolo è quella di aumentare il livello di sostenibilità delle città. Le analisi effettuate negli ultimi anni evidenziano come gran parte del patrimonio edilizio nazionale italiano si trovi in una situazione di vulnerabilità sismica ed inefficienza energetica, poiché esso è composto principalmente da strutture in muratura con capacità strutturali scarse, inadeguati livelli di benessere termo-igrometrico e dotazioni impiantistiche obsolete. La riqualificazione degli edifici esistenti è quindi una condizione necessaria per raggiungere gli obiettivi climatici ed energetici prefissati dall’Unione Europea entro il 2050 e tesi al raggiungimento di un parco edilizio ad emissività pari a zero. Alcune aree, inoltre, richiedono azioni volte al miglioramento o all’adeguamento degli edifici rispetto ai rischi dovuti a cause naturali, quali i terremoti. L’assenza di un approccio combinato, adottato nella prassi corrente, conduce a pratiche che non ottimizzano le potenzialità della riqualificazione e non rispettano i principi della sostenibilità. In rapporto al raggiungimento di tali scopi ed alla sostenibilità del processo di retrofit dell’edilizia esistente, si rendono quindi necessari strumenti operativi per la valutazione e la scelta degli interventi di riqualificazione energetico-sismica più adeguati. Per conseguire gli obiettivi sopracitati si deve procedere con uno studio iniziale, atto al conseguimento di un adeguato livello di conoscenza della struttura, finalizzato alla definizione delle migliori strategie d’intervento. Questo progetto di tesi si propone però, di attuare il processo di riqualificazione a scala urbana, rinunciando appositamente all’alto grado di dettaglio caratteristico della scala edilizia, in favore di un più ampio campo di applicabilità. Selezionato il caso studio di Pinzano al Tagliamento, localizzato in Friuli nella provincia di Pordenone, colpito dal terremoto del 1976, si è acquisita la caratterizzazione tipologica e costruttiva degli edifici. Le caratteristiche distintive a livello formale, strutturale e funzionale, basandosi su di un censimento Cartis, sono state utilizzate per definire gli archetipi del tessuto urbano, ossia modelli rappresentativi delle varie tipologie edilizie seguendo il principio dell’ordinarietà. Si procede allo studio dello stato di fatto a livello strutturale ed energetico con l’ausilio delle metodologie EFM (Equivalent Frame Method) e BEM (Building Energy Modelling) tramite i software 3Muri e Edilclima. Si riscontra una bassa vulnerabilità degli archetipi a livello strutturale, mentre sotto l'aspetto energetico le strutture presentano scarse capacità di mantenimento di un adeguato livello di benessere termo-igrometrico. Nel caso specifico sono state individuate le prestazioni energetiche più scarse negli edifici più antichi, costruiti in ciottoli, presenti nelle schiere o negli aggregati del centro storico del paese, i quali non presentano nessun tipo di isolamento dell’involucro esterno, infissi poco performanti ed impianti di riscaldamento obsoleti. L’elaborazione di strategie di intervento combinate, tende a rendere la riqualificazione meno impattante da un punto di vista ambientale, di efficienza energetica, di efficacia dell’investimento e di benefici socioeconomici. Nelle configurazioni di interventi ci si focalizza principalmente su interventi di miglioramento energetico, ossia il campo in cui sono stati riscontrati i deficit più considerevoli. Vengono conseguentemente applicate le azioni selezionate agli archetipi per la verifica dell’effettivo apporto benefico degli interventi o, al contrario, si decide per il mantenimento degli stessi allo stato di fatto, valutando il vantaggio delle misure in una prospettiva canonica di 30 anni.