In Italy, as in many other European countries, a large part of the real estate was built before restrictive regulations regarding seismic resistance and energy efficiency were issued. Consequently, existing buildings are often characterized by inadequate structural and energy performances. However, although a combined renovation is highly recommended and despite several tax incentives are available, the building retrofit market is still struggling to take off. In fact, the lack of information and/or awareness of the involved parties and the difficulty for condominiums to approve disruptive and expensive retrofit works are often relevant obstacles. A Decision Support System (DSS) may help in evaluating and comparing several combined renovation scenarios and promoting the regeneration of cities. For this reason, the PhD research project focuses on developing a new DSS for the seismic and energy renovation of reinforced concrete framed buildings. The proposed methodology focuses on setting up a user-friendly tool to allow a quick, simple and effective identification of the best retrofit strategy, based on the preset of a priority scale (costs and duration of intervention, disruption to the occupants, environmental sustainability, thermal comfort and structural safety). For this purpose, the DSS calculates suitable performance indicators and the relative costs. Afterwards, the system proposes a ranking of the best combined seismic and energy retrofit scenarios, including demolition and reconstruction. Furthermore, although this tool presents some limits and approximations related to the adopted simplified evaluation models, it should be noted that its goal is also to minimize computational time and resources, since the application of a rigorous and precise procedure would instead be excessively burdensome. Moreover, though a skilled user (e.g. engineer, architect) is required, the proposed DSS supports such technicians as occupants and building owners, but it should be especially useful to real estate managers at a large scale. The developed methodology has been applied to selected case studies. Validations of the results related to energy and seismic performance assessments were carried out through the comparison of the results provided by the DSS with those coming from specific commercial software. The gaps emerging in terms of energy and seismic performance were, respectively, around 4 and 6 percent. Finally, it is reasonable to expect that the outcomes of this research may contribute to the development of combined renovation projects, with significant economic and social benefits due to a lower waste of money and time, the higher convenience to users, the better quality of life in terms of thermal comfort and seismic safety, as well as improving the psycho-physical well-being of the building occupants.

In Italia, come in molti altri Paesi europei, gran parte del patrimonio immobiliare è stato costruito prima dell'emanazione di normative restrittive in materia di resistenza sismica ed efficienza energetica. Di conseguenza, gli edifici esistenti sono spesso caratterizzati da prestazioni strutturali ed energetiche inadeguate. Tuttavia, nonostante una ristrutturazione combinata sia altamente raccomandata e nonostante siano disponibili diversi incentivi fiscali, il mercato del retrofit degli edifici stenta ancora a decollare. Infatti, la mancanza di informazioni e/o di consapevolezza delle parti interessate e la difficoltà dei condomìni ad approvare opere di riqualificazione invasive e costose sono spesso ostacoli rilevanti. Un sistema di supporto decisionale (DSS) può aiutare a valutare e confrontare diversi scenari di riqualificazione combinata e a promuovere la rigenerazione delle città. Per questo motivo, il progetto di ricerca di dottorato si concentra sullo sviluppo di un nuovo DSS per la riqualificazione sismica ed energetica di edifici intelaiati in calcestruzzo armato. La metodologia proposta si concentra sulla creazione di uno strumento di comodo utilizzo che consenta di individuare in modo rapido, semplice ed efficace la migliore strategia di retrofit, in base alla preselezione di una scala di priorità (costi e durata dell'intervento, disturbo per gli occupanti, sostenibilità ambientale, comfort termico e sicurezza strutturale). A tal fine, il DSS calcola degli opportuni indicatori di prestazione e i relativi costi. Successivamente, il sistema propone una classifica dei migliori scenari combinati di riqualificazione sismica ed energetica, compresa la demolizione e la ricostruzione. Inoltre, sebbene questo strumento presenti alcuni limiti e approssimazioni legati ai modelli di valutazione semplificati adottati, va notato che il suo obiettivo è anche quello di minimizzare i tempi e le risorse computazionali, poiché l'applicazione di una procedura rigorosa e precisa sarebbe invece eccessivamente onerosa. Inoltre, sebbene sia richiesto un utente esperto (ad esempio ingegnere, architetto), il DSS proposto supporta tecnici come occupanti e proprietari di edifici, ma potrebbe essere particolarmente utile anche per i gestori di immobili su larga scala. La metodologia sviluppata è stata applicata ad alcuni casi studio selezionati. La validazione dei risultati relativi alle valutazioni delle prestazioni energetiche e sismiche è stata effettuata confrontando i risultati forniti dal DSS con quelli provenienti da specifici software commerciali. Gli scarti emersi in termini di prestazioni energetiche e sismiche sono stati, rispettivamente, di circa il 4 e il 6 per cento. In conclusione, è ragionevole aspettarsi che i risultati di questa ricerca possano contribuire allo sviluppo di progetti di riqualificazione combinata, con significativi benefici economici e sociali dovuti al ridotto dispendio di denaro e di tempo, alla maggiore convenienza per gli utenti, alla migliore qualità della vita in termini di comfort termico e sicurezza sismica, nonché al miglioramento del benessere psico-fisico degli occupanti degli edifici.

Sviluppo di un sistema di supporto decisionale per la riqualificazione sismica ed energetica di edifici a struttura intelaiata in calcestruzzo armato / Artino, Antonio. - (2024 Mar 22).

Sviluppo di un sistema di supporto decisionale per la riqualificazione sismica ed energetica di edifici a struttura intelaiata in calcestruzzo armato

ARTINO, ANTONIO
2024-03-22

Abstract

In Italy, as in many other European countries, a large part of the real estate was built before restrictive regulations regarding seismic resistance and energy efficiency were issued. Consequently, existing buildings are often characterized by inadequate structural and energy performances. However, although a combined renovation is highly recommended and despite several tax incentives are available, the building retrofit market is still struggling to take off. In fact, the lack of information and/or awareness of the involved parties and the difficulty for condominiums to approve disruptive and expensive retrofit works are often relevant obstacles. A Decision Support System (DSS) may help in evaluating and comparing several combined renovation scenarios and promoting the regeneration of cities. For this reason, the PhD research project focuses on developing a new DSS for the seismic and energy renovation of reinforced concrete framed buildings. The proposed methodology focuses on setting up a user-friendly tool to allow a quick, simple and effective identification of the best retrofit strategy, based on the preset of a priority scale (costs and duration of intervention, disruption to the occupants, environmental sustainability, thermal comfort and structural safety). For this purpose, the DSS calculates suitable performance indicators and the relative costs. Afterwards, the system proposes a ranking of the best combined seismic and energy retrofit scenarios, including demolition and reconstruction. Furthermore, although this tool presents some limits and approximations related to the adopted simplified evaluation models, it should be noted that its goal is also to minimize computational time and resources, since the application of a rigorous and precise procedure would instead be excessively burdensome. Moreover, though a skilled user (e.g. engineer, architect) is required, the proposed DSS supports such technicians as occupants and building owners, but it should be especially useful to real estate managers at a large scale. The developed methodology has been applied to selected case studies. Validations of the results related to energy and seismic performance assessments were carried out through the comparison of the results provided by the DSS with those coming from specific commercial software. The gaps emerging in terms of energy and seismic performance were, respectively, around 4 and 6 percent. Finally, it is reasonable to expect that the outcomes of this research may contribute to the development of combined renovation projects, with significant economic and social benefits due to a lower waste of money and time, the higher convenience to users, the better quality of life in terms of thermal comfort and seismic safety, as well as improving the psycho-physical well-being of the building occupants.
22-mar-2024
In Italia, come in molti altri Paesi europei, gran parte del patrimonio immobiliare è stato costruito prima dell'emanazione di normative restrittive in materia di resistenza sismica ed efficienza energetica. Di conseguenza, gli edifici esistenti sono spesso caratterizzati da prestazioni strutturali ed energetiche inadeguate. Tuttavia, nonostante una ristrutturazione combinata sia altamente raccomandata e nonostante siano disponibili diversi incentivi fiscali, il mercato del retrofit degli edifici stenta ancora a decollare. Infatti, la mancanza di informazioni e/o di consapevolezza delle parti interessate e la difficoltà dei condomìni ad approvare opere di riqualificazione invasive e costose sono spesso ostacoli rilevanti. Un sistema di supporto decisionale (DSS) può aiutare a valutare e confrontare diversi scenari di riqualificazione combinata e a promuovere la rigenerazione delle città. Per questo motivo, il progetto di ricerca di dottorato si concentra sullo sviluppo di un nuovo DSS per la riqualificazione sismica ed energetica di edifici intelaiati in calcestruzzo armato. La metodologia proposta si concentra sulla creazione di uno strumento di comodo utilizzo che consenta di individuare in modo rapido, semplice ed efficace la migliore strategia di retrofit, in base alla preselezione di una scala di priorità (costi e durata dell'intervento, disturbo per gli occupanti, sostenibilità ambientale, comfort termico e sicurezza strutturale). A tal fine, il DSS calcola degli opportuni indicatori di prestazione e i relativi costi. Successivamente, il sistema propone una classifica dei migliori scenari combinati di riqualificazione sismica ed energetica, compresa la demolizione e la ricostruzione. Inoltre, sebbene questo strumento presenti alcuni limiti e approssimazioni legati ai modelli di valutazione semplificati adottati, va notato che il suo obiettivo è anche quello di minimizzare i tempi e le risorse computazionali, poiché l'applicazione di una procedura rigorosa e precisa sarebbe invece eccessivamente onerosa. Inoltre, sebbene sia richiesto un utente esperto (ad esempio ingegnere, architetto), il DSS proposto supporta tecnici come occupanti e proprietari di edifici, ma potrebbe essere particolarmente utile anche per i gestori di immobili su larga scala. La metodologia sviluppata è stata applicata ad alcuni casi studio selezionati. La validazione dei risultati relativi alle valutazioni delle prestazioni energetiche e sismiche è stata effettuata confrontando i risultati forniti dal DSS con quelli provenienti da specifici software commerciali. Gli scarti emersi in termini di prestazioni energetiche e sismiche sono stati, rispettivamente, di circa il 4 e il 6 per cento. In conclusione, è ragionevole aspettarsi che i risultati di questa ricerca possano contribuire allo sviluppo di progetti di riqualificazione combinata, con significativi benefici economici e sociali dovuti al ridotto dispendio di denaro e di tempo, alla maggiore convenienza per gli utenti, alla migliore qualità della vita in termini di comfort termico e sicurezza sismica, nonché al miglioramento del benessere psico-fisico degli occupanti degli edifici.
Decision Support System; Building Renovation; Seismic Retrofit; Energy Efficiency; Global Cost; Environmental Sustainability; Occupants’ Disruption
Sistema di supporto decisionale; Riqualificazione edilizia; Riqualificazione sismica; Efficienza energetica; Costo globale; Sostenibilità ambientale; Disturbo agli occupanti
Sviluppo di un sistema di supporto decisionale per la riqualificazione sismica ed energetica di edifici a struttura intelaiata in calcestruzzo armato / Artino, Antonio. - (2024 Mar 22).
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.11769/641394
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