Analisi sismica e delle prestazioni energetiche per l'adeguamento e la riqualificazione del Convitto "Camaiti" di Pieve S. Stefano (AR)

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 vengono affrontati parallelamente per giungere infine all’elaborazione di un unico progetto di adeguamento e riqualificazione dell’edificio analizzato. Lo studio della risposta sismica del fabbricato è stato condotto secondo l’OPCM n. 3274 del 20 Marzo 2003 e il D.M. 14/09/05 (NTC, 2005). Il metodo di calcolo utilizzato è l’analisi modale associata allo spettro di risposta di progetto, valutato in relazione alla zona sismica considerata, alle caratteristiche del sito ed adottando un fattore di struttura q =1,5. I risultati delle verifiche di resistenza effettuate sui singoli elementi strutturali 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 portasse ad una vera e propria riqualificazione dello stabile. 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. 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. Le verifiche effettuate sulla struttura adeguata confermano che, a seguito dell’intervento, l’edificio è in grado di resistere alla combinazione sismica di progetto, così come definita nell’OPCM n.3274/03 e nel D.M. 14/09/05 (NTC, 2005). Il fabbricato è stato inoltre sottoposto ad una diagnosi delle prestazioni energetiche, relative ai consumi di gas metano per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria. L’analisi è stata eseguita sulla base dei valori reali di consumo dell’edificio, rilevati dalla bollettazione degli ultimi 5 anni. Allo stato attuale il fabbisogno di energia primaria è pari a 230 kWh/m2anno, di cui circa il 70% riconducibile al riscaldamento invernale. Il fabbricato non risulta conforme alla vigente normativa sul risparmio energetico (D.Lgs 192/05). Sono stati esaminati alcuni possibili interventi per la riduzione del fabbisogno energetico per riscaldamento e l’adeguamento dell’edificio alla più recente normativa nazionale e regionale. In particolare si è provveduto a isolare termicamente i diversi componenti dell’involucro edilizio: disponendo sulle superfici esterne un adeguato spessore di isolante termico e sostituendo gli infissi esistenti in vetro singolo con infissi ad alte prestazioni. Tali interventi portano ad una diminuzione pari al 73% del fabbisogno di energia utile rispetto alla situazione esistente; riduzione che può raggiungere l’84% prevedendo la completa correzione dei ponti termici. Sono stati quindi proposti la sostituzione della caldaia esistente con una a condensazione e l’inserimento di un sistema più efficiente di regolazione della temperatura ambiente. L’insieme degli interventi analizzati consente di ottenere un fabbisogno di energia primaria per riscaldamento di 25 kWh/m2anno, valore ampiamente inferiore al limite imposto dal D.Lgs 192/05. Allo stato modificato il fabbisogno totale di energia primaria è pari a 90 kWh/m2anno, di cui oltre il 40% rimane legato alla produzione di acqua calda sanitaria. In questo caso l’installazione di collettori solari e l’utilizzo di una caldaia a condensazione dedicata ridurrebbero ulteriormente il fabbisogno totale di energia primaria a 68 kWh/m2anno