+ All Categories
Home > Documents > Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy...

Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy...

Date post: 26-Aug-2018
Category:
Upload: trinhkhue
View: 216 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
11
Papers 1 Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture Fabio Fatiguso DAU – Department of Architecture and Town Planning Polytechnic of Bari email f.fatiguso@ poliba.it Marianna Urso DAU Department of Architecture and Town Planning Polytechnic of Bari email [email protected] INTRODUCTION The consumption of non renewable resources, as well as the tendency toward new approaches with low anthropogenic impact on the ecosystem, has been a major concern for the international scientific and technical community for the last years. The construction field, which is one of the most responsible for the consumption of resources, it has increasingly being asked to focus on the energy efficiency of buildings and on the energy "selfsufficiency" throughout the service life. The emanation of the European Directive about energetic performances of buildings (2002/91/CE), as well as all the following national dispositions, is a clear evidence of this attention. Nowadays, the operators are mainly focused on design and construction of plant system components, products and systems for energy saving, and technologies for exploitation of renewable resources applied to new buildings and buildings dating back to the 60’s and 70’s, that are built with “modern” constructional techniques and technologies. On the contrary, the interest for the traditional historical architecture is limited, probably due to the difficulty to match the improvements required by current standards and regulations with the existing architectural features. Historical buildings are basically unique. As a result, a performance policy has to be addressed in order to enhance, on the one hand, energetic efficiency/saving and self sufficiency and, on the other hand, conservation of historical identity. Within a research aimed at identifying approaches and methodologies for qualifying energy efficiency of existing historical architectures, the study aims define appropriate for improving energetic performances of buildings. The abovementioned aim will concern the integration of technological solutions and suitable products and the development of prototypes. As a consequence, it will point out tools and tecniques to integrate systems for energy production and renewable resources exploitation, in order to preserve the existing architectural heritage and to reduce the global Energy demand from the buildings, by enhancing their self sufficiency. All the procedures and solutions will be applied and checked out on a case study, a representative historical town in the Mediterranean area, in order to evaluate their effectiveness, also in terms of benefits, and to generalize the study. ENERGY EFFICIENCY OF EXISTING BUILDING HERITAGE For long time, the EU has pointed out as strategic objectives, the introduction of energy efficiency principles in all the human activities and the improvement of renewable sources exploitation. Recently,
Transcript
Page 1: Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy Self‐Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture Fabio ... Mediterranean

 

Papers 

Tradition And  Innovation  For  Energy  Self‐Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture 

Fabio Fatiguso DAU – Department of Architecture and Town Planning 

Polytechnic of Bari e‐mail  f.fatiguso@ poliba.it 

 Marianna Urso 

DAU ‐ Department of Architecture and Town Planning Polytechnic of Bari 

e‐mail  [email protected] 

INTRODUCTION 

The consumption of non renewable resources, as well as the tendency toward new approaches with low anthropogenic  impact on the ecosystem, has been a major concern for the  international scientific and technical community for the last years. The construction field, which is one of the most responsible for the  consumption  of  resources,  it  has  increasingly  being  asked  to  focus  on  the  energy  efficiency  of buildings  and  on  the  energy  "self‐sufficiency"  throughout  the  service  life.  The emanation of  the European Directive about energetic performances of buildings  (2002/91/CE), as well as all the following national dispositions, is a clear evidence of this attention. 

Nowadays, the operators are mainly focused on design and construction of plant system components, products  and  systems  for  energy  saving,  and  technologies  for  exploitation  of  renewable  resources applied  to new buildings and buildings dating back  to  the 60’s and 70’s,  that are built with “modern” constructional techniques and technologies. 

On  the contrary,  the  interest  for  the  traditional historical architecture  is  limited, probably due  to  the difficulty  to match  the  improvements  required by current standards and  regulations with  the existing architectural features. Historical buildings are basically unique. As a result, a performance policy has to be addressed in order to enhance, on the one hand, energetic efficiency/saving and self sufficiency and, on the other hand, conservation of historical identity.  

Within a research aimed at identifying approaches and methodologies for qualifying energy efficiency of existing  historical  architectures,  the  study  aims  define  appropriate  for  improving  energetic performances  of  buildings.  The  abovementioned  aim  will  concern  the  integration  of  technological solutions and suitable products and the development of prototypes. As a consequence, it will point out tools and tecniques to integrate systems for energy production and renewable resources exploitation, in order to preserve the existing architectural heritage and to reduce the global Energy demand from the buildings, by enhancing their self sufficiency.  

All  the  procedures  and  solutions will  be  applied  and  checked  out  on  a  case  study,  a  representative historical  town  in  the Mediterranean  area,  in  order  to  evaluate  their  effectiveness,  also  in  terms  of benefits,  and to generalize the study. 

ENERGY EFFICIENCY OF EXISTING BUILDING HERITAGE 

For  long  time,  the  EU  has  pointed  out  as  strategic  objectives,  the  introduction  of  energy  efficiency principles in all the human activities and the improvement of renewable sources exploitation. Recently, 

Page 2: Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy Self‐Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture Fabio ... Mediterranean

 

Papers 

through the White Paper (1) and the Green Paper (2), new guidelines of a common energetic policy have been  suggested,  as  a  necessary  precondition  (along  with  sustainability  and  reduction  of  climatic changes) to endorse competitiveness and security to the future of the European Union. 

Among the different human activities, the particular prominence of the construction sector within the compartments with  the  largest  consumption  of  resources  has  immediately  emerged, with  reference both  to  the  realization  phase  and  to  the  management  and  operation  ones.  Specifically,  there  are numerous studies and applied researches, within the EU RST programmes (JOULE‐THERMIE, INCO, FAIR, ALTENER, SAVE I e SAVE II), focused on the rational use of energy. 

More recently further studies have been developed, to enhance  investments on energy efficiency and on  renewable energy  sources  for non‐residential  and  tertiary  sector buildings  (GreenBuilding  (3), EL‐TERTIARY (4)), to propose construction strategies for passive houses in the south of Europe (Passive‐On (5)),  and  to  define  technologies  and  planning  approaches  to  sustainable  cooling  (KeepCool  (6)).  The International Energy Agency  IEA (7)  identifys different scenarios, which show substantial potentials for improvement of energy efficiency in existing buildings. In such scenarios cost effective energy efficiency improvements in buildings play a major role in the reduction of energy consumption.   

A study by ECOFYS (8) on Mitigation of CO2 Emission from the Buildings Stock shows that 55 % of the energy reduction and CO2 emissions from buildings in the European Union members can on average be saved just through increasing efficiency in the building envelope.  

This study for the European Union calculated the economic  least cost optimum for a 30 years  lifetime and only measures that are feasible for the owners are included in the estimates. Only savings that can be obtained through improvements of the buildings envelope were included.   

In this context a fundamental role is played by the existing buildings, in particular, by the traditional and historical heritage. In fact, it is not acceptable to rule out existing buildings (in Italy about 40%) from the processes of energy efficiency improvement only due to the apparent difficulty of matching the current materials and technology solutions with the specific features of traditional and historical construction.  

Moreover,  there  are  only  a  few  European  research  projects,  referred  to  singular  and  specific  cases though, for example the historical centre of Lisbon (9), the Ancient Ostia area (10), some office buildings in Greece  (11).  In Great Britain  government policies  for  the  refurbishment of historical buildings  are under  examination  (among  them,  the  pilot  project  for  the  energy  refurbishment  of  tenements  in Glasgow  is  particularly  relevant  (12)),  while  in  Germany  a  pilot  project  “Low‐Energy  Standards  for Existing Buildings” (13) about the historical heritage of Berlin is in progress.   

Several research projects have been carried out for the integration of renewable sources based systems in refurbishmant of historical contexts, including REBUILD (1993 / '95) (14) and PV ACCEPT (2001/2004) (15),  the  first  is  aimed  primarily  at  recovering  bioclimatic  passive  solutions  of  Traditional  Building Heritage, the second, to improve the acceptability of photovoltaics using outdated technology.  

OBJECTIVES AND METHODOLOGY OF RESEARCH  

Taking  into  account  the  previous  considerations  methodological  approaches  and  appropriate technological solutions are needed for the traditional and historic buildings, in order to combine energy building performances with conservation of historical‐material‐technical‐architectural features, and get to  a  dynamic  conservation  for  building  retrofitting.  The  peculiar  formal,  technological  and materic features  of  traditional  and  historic  buildings  makes  it  difficult,  and  sometimes  inappropriate,  the translation of  living quality  in objective  standards and  the  implementation of methods and  "current" solutions whose  results are not  logically  related  to  the overall objectives. This  requires,  from  the one hand,  to  overcome  traditional  categories  of  intervention  and  specialist  disciplinary  approaches  as  a 

Page 3: Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy Self‐Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture Fabio ... Mediterranean

 

Papers 

guarantee  for  achieving  quality  and,  from  another  hand,  to  get  to  a  model  of  guidelines  for  the comprehensive design, able to consider the complexity of elements and relations between those. 

Thus, the energy efficiency of traditional and historic building, which is not a 'need for modernity's sake, can be one of the essential means to combine the resolution of functional and technological criticalities and  the  refurbishment of  the original  identiity of buildings, with  the need  to ensure compliance with existing  rules and standards and  to  improve building performance. Moreover,  the specific  formal and technical  attributes  of  traditional  and  historical  architecture  must  not  be  a  barrier  to  the implementation of innovation strategies in the refurbishment, whose role can be established on a new balance between space, materials, new functional and technological elements. 

The technical solutions, through products and advanced systems, may respond appropriately to all the performance  lacks  of  buildings  built with  traditional  techniques, which  cannot  be  used  anymore  for refurbishment  purposes. In this case, the intervention quality is substantiated in a "intrinsic quality "of the  implemented  choices  and  solutions  themselves,  and  a  "relationship  quality",  referring  to  the compatibility between the solutions and the buildings. 

Specifically, this paper reports on the results (still incomplete, since the study is in progress) about the integration of renewable energy based systems  in significant historical and architectural contexts. The search starts from the knowledge of the historical heritage with particular reference to the technological and  formal  features  of  building  units  and  bioclimatic  inherent  principles  in  the  existing  traditional heritage.  Then,  the  study  develops  in  an  integrated  manner,  the  valuation  of  the  applicative potentialities of  solutions  and products developed  for new buildings  and/or other  climates,  studying application methods and variants for their compatibility with existing components and materials. More specifically, it defines innovative technological devices to produce energy from renewable sources that are compatible with materic, formal and architectonics features of existing buildings. The evaluation of the  efficiency  of  approaches  and  solutions,  through  the  application  to  a  case  study, will  verify  the effective improvement of the performance qualities and the energy consumption reductions by means of computerized modellings.  

PROTOTYPE  OF  INTEGRATED  SYSTEM  FOR  ENERGY  SELF‐SUFFICIENCY:  STONE PHOTOVOLTAIC SLAB 

The study, following the with European research projects for energy efficiency of traditional and historic building, and aware of critical issues to work in these contexts, about formal and technological building features, aims to integrate renewable energy based new technology into existing heritage.  

Specifically,  the objective of  innovative  technological device design  is  to  include  criteria of efficiency, solar  radiation,  shading,  in  compliance  with  structure,  building  envelope  and  historical  and  artistic constraints. The prototype,  in  fact, aimed at overcoming problems  found  in the whole Mediterranean area about integrated photovoltaic systems installation and walkable roofing level, where stone paving is matter of protection.  

The  Photovoltaic  stone  slab  (Figg.  1‐2)  converts  solar  energy  into  electricity  respecting  building volumetric ratios, because the prototype is designed to provide good aesthetics and high performance technology. 

The System develops two techniques, that are widely experienced in construction, composite stone and panels  for  outdoor  use  in  raised  access  floor,  making  it  possible  to  pursue  a  sustainable  design approach. The first one uses recycled material molds that makes  it possible to adapt technology to all the different stone typologies used  in Mediterranean area construction, while adapting the support to any context and any type of surface, both vertically and horizontally, respecting geometric constraints that  each  installation  presents.  The  second  one  instead,  ensures  high  performance  in  terms  of 

Page 4: Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy Self‐Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture Fabio ... Mediterranean

 

Papers 

ventilation, mechanical strength and maintainability of  the system. This  technology  is also  reversibile, very important feature for refurbishment of the historical heritage.  

  

Fig 1. Prototype render   Fig 2. Prototype elements  

The prototype is composed of a stone slab, designed to meet requirements such as mechanical strength, impermeability, durability and it doesn’t change aesthetic aspect. The size is of 300 x 600 mm, consists of several layers, including a core calcium sulphate fiber reinforced of 25 mm thick, on whose sides are primed retardant plastic edges to ensure waterproof and moisture resistence of the panel. The second layer of 20 mm, glued to the first with adhesives based on aqueous dispersions of special copolymers function  as  a  coating, made  of  composite  natural  stone  and  treated  with  environmentally  friendly solvent‐free curing agent. The surface layer is colored with iron oxides, which ensure a longer life than natural  stone.  In  fact,  they are enhanced, during  treatment, against acid  rain  corrosion and UV  solar rays. The panel, appropriate for photovoltaic module installation, consists of mixed granulometry stone aggregates  and  organic  polymers,  which  provide  with  resistance  and  high  integration  with  existing pavement, possibly refurbished. The total thickness is 45 mm including stone cladding.  

The panel has a set‐off of 436 x 136 x 10 mm, ventilated by  four rifts below, measuring 80 x 10 mm, which ventilate the back of the cell, and two cavities, 468 x 164 x 5 mm and 454 x 150 x 5 mm, used for, respectively, placement of protective  glass  stuck  in 4  special  collections  and photovoltaic module.  In order to make connections and to close the electrical circuit two holes (Ø 15) have been provided on the stone slab, to allow the passage of the connectors. For static reasons, set‐off allows that each element transfer the weight on resistant structure and not on the underlying component.  

Another component of the prototype  is the photovoltaic module covering the surface made of PMMA (polymethylmethacrylate). The  thickness of 6 mm  is  sufficient  to obtain a good mechanical  strength, improved by metallic ribs that give strength to the element.  

The slide  is flat and perfectly adherent to the form of set‐off where the couple will enter. For a quick assembly, four protrusions, of 5 x 12 mm suitably shaped, fit together to stone support. The dimensions of 468 x 164 mm,  larger  than  the module,  serve  to provide protection  from atmospheric agents and possible shocks.  

The PV module used for converting solar energy into electricity, is designed for maximum performance while providing a reduced module surface, consisting of three polycrystalline silicon cells arranged on a single  panel.  Specifically  the module  is  provided  by  tempered  solar  glass  4 mm  thick,  two  layers  of Ethylene Vinyl Acetate (EVA) and a  layer of Tedlar, which cover the silicon cells. a process of rolling at 140 ° C generates a unique body resistant and waterproof.  Modules come into standard cell size of 156 

Page 5: Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy Self‐Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture Fabio ... Mediterranean

 

Papers 

x 156 mm, with an efficiency of 15 and 16.4%.  

The  cables  adopted  for  the  prototype  are  high‐performing,  in  terms  of  abrasion  resistance,  high mechanical stress; they are  insulate with e‐beam crosslinking and sheathed; high termic, oil, abrasion, ozone, UV and fire resistence, development of  low smoke, halogen free, flame‐retardant, flexible,  low footprint,  very  resistant  to mechanical  stress,  long‐lasting.  The  technology  is  specially  developed  for connecting components of photovoltaic systems  inside and outside of buildings and equipment which may occur  in high mechanical stresses and extreme weather conditions. Features needed by the time the photovoltaic stone slab prototype is designed to be installed in cover.  

To  complete  the design of  the  technology,  the  assessment was performed  in  a  cost‐benefit  analysis which have resulted, for the production and installation, in 683 € / m2 cost. 

 Fig 3. Solar energy plant axonometric projection  

The  study of photovoltaic  slab  is designed  to ensure maximum versatility, not only of geometric and chromatic features, but also in terms of applications. The prototype allows a basic technology similar to establish a building diverse  technological systems  that can coexist without causing a visible  impact or interfere  linked  to  the  different  technical  requirements.  Indeed,  the  need  to  integrate  technological systems  capable  of  converting  solar  energy  into  useful  energy,  concerns  not  only  the  field  of photovoltaics,  but  solar  thermal  as  well.  In  the  latter  case,  the  situation  could  be  even  more unfavorable, since the collectors and storage tanks are undoubtedly greater than photovoltaic panels.  

To overcome this difficulty a possible variant of the prototype has been suggested (Fig 3). The idea is to change the shape of the support in composite stone and polymers from the set‐off, in order to realize a floor heating  that can power  the circuit of health,  through  the use of suitable  reservoirs and  thermal storage, and integrate a heating low temperature. The application, due to the length of the solar panels, will be provided on size equal to 300 x 1200 mm.   

APPLICATION TO CASE STUDY: THE HISTORICAL CENTER OF MOLFETTA  

In  Italy  the  “Istituto  Centrale  di  Catalogazione  e  Documentazione”  (Iccd)  conducted  the  National 

Page 6: Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy Self‐Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture Fabio ... Mediterranean

 

Papers 

historical towns Census, identifying 22,000 units of which 50% originated in medieval times. The already significant number tends to increase by extending the Analysis of Mediterranean region. The case study representative of historical buildings serial to test the validity of the prototype has been identified in the historical town of Molfetta (Italy).  

Historical town consists, mainly by building organized into blocks, each comprising a variable number of 20‐30 individual housing units dating back to the medieval period (Figg. 4‐5). 

The  block  type  consists  of  urban  dual  comb,  two  sets  of  cells  as  opposed  to  the  prevailing  primary vertical, pull along the longitudinal direction of development, parallel to the borders freely.  

The primary unit  is  configured  in  general with  the  "tower house",  each built on multiple  levels with independent access to ground floor and a staircase that serves the different levels.  

  Fig 4. Block 17 plan  Fig 5. Case study aerial photography  

As  far  as  geometric‐dimensional  features  of  elementary  cell  is  usually  formed  in  a  single  plant overlooking  the street with a  reduced  front  that  rarely  reaches 7 meters  in width, while  the depth  is defined  by  the  number  of  rooms.  Elevation  is  distributed  over  two  or  three  levels  above  ground, sometimes has a basement with heights between floors of less than 4.5 meters (16).   

The main technical and constructive  features, however, are represented by a vertical masonry carring skeleton structure, the horizontal closure are vaulting on basement and  low ground floor, wood floors upstairs, vertical  links with  steep  stairs  to  the development predominantly  straight, brick  floor earth, wood at higher levels, positioned in the orthogonal direction to the windowed front. Typically each floor housing unit consists of a single compartment, with no openings on the ground floor and one window, which is not always aligned with those adjacent, to each of the upper levels.  

The  horizontal  openings  misalignment  on  the  various  tables  point  out,  inter  alia,  the  different proportion of free floor plans for the various cells adjacent, effect of the constructive autonomy of each unit.  

Health  conditions  are  uneasy  for  low  ventilation  and  lighting,  and  sanitation  and  technology  lack  in general.  The  case  study  is  the  housing  unit  address  in  via  Forno  house  number  17‐19,  emblematic example of housing and urban context  for location and accessibility, but considerations done could be extend to the old town.  

In  the preliminary  step of design and  theory application of photovoltaic  flooring,  it was necessary  to make a thorough environmental conditions analysis of the area. The photovoltaic modules are, in fact, under the continuous influence of solar radiation, atmospheric agents and other elements such as dust 

Page 7: Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy Self‐Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture Fabio ... Mediterranean

 

Papers 

and pollution.  

The key factor for the total return of the plant, is represented by solar and sky energy radiation, which is the essential source of power to the system. Best design practice aims to place photovoltaic modules to intercept the maximum solar radiation, in this case the horizontal arrangement was necessary. Another important  parameter  is  operant  cell  temperature,  closely  related  to  radiation  and  air  temperature values, and other factors such as wind speed or support type on which the photovoltaic component  is applied .  

To  examine  the  mentioned  factors  above  in  the  old  town  of Molfetta,  it  has  developed  a  three‐dimensional computer model, created with the computerized ECOTECT V520, to study in detail the the block and building unit solar exposure.  

Examining,  in  fact,  the  solar  paving  radiation  at  December  22,  in  which  the  angle  formed  by  the projection on the plane of the horizon line joining the Sun‐Earth is a minor over the entire year, and at June 22,  in where the angle  is greater,  it was possible to observe how the sun exposure  is poor  in the late afternoon hours of the months ranging from September to December (Fig 6‐7). 

Fig 6. Polar Diagram 22/12  Fig 7. Polar Diagram 22/06 

In a  first qualitative approach, using  the exemplified model of  the entire block, marked  in orange  to distinguish it from the boundary condition, it’s possible to evaluate the shade (the one in the picture (Fig 8) is reported at June 22) and critical points due the offsets on the south‐west altitude, a consequence of the construction autonomy that is typical of the historical town development.  

  Fig 8. Shadow Model at June 22 

Page 8: Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy Self‐Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture Fabio ... Mediterranean

 

Papers 

Using  the same computer support  (ECOTECT)  it  is  impossible  to quantify accurately  the  incident solar radiation intensity on a surface of the model, specifically, we got the figures relating to the flat roof of the dwelling in via Forno n. 17‐19. 

The numerical value about Avg Daily  total  (Wh / m²),  information on  total daily average solar energy hitting the surface coverage, is equal to 3276.157, 1658.052 in Wh / m² is the value of Avg Daily Direct and Diffuse is 1618.105 Wh / m² (Fig 9).   

The cumulative insolation Analysis is necessary to correctly position of stone photovoltaic slabs roof, so it manages to capture the maximum amount of solar radiation throughout the year.  

 Fig 9. Solare exposure via Forno n. 17‐19 

The computerized simulation permits to estimate, known the incident solar radiation value, the annual electricity production of photovoltaic devices. The survey  is more accurate, considering the pv module surface material type and energy efficiency, in the specific case of the prototype, the modules efficiency is equal to 16%.  

Energy production of the roof is of 2233.8 kWh. The same data can also be read on the chart below (Fig 10).  

Fig 10. Electricity energy production Roof covering 

Page 9: Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy Self‐Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture Fabio ... Mediterranean

 

Papers 

Further  to  the  solar  analysis  and  showing  advantage  to  building  energy  performance  of  partial photovoltaic paving, 105 solar stone slabs have been provided, with east‐west, measuring 60 x 30 cm able to ensure the most efficient coverage. In order to avoid a partial shading of the modules, the actual module surface area is reduced to 18.78 m2.  

The photovoltaic slab surface is not centered within the entire coverage area: the reason for this choice is  related  to  the boundary  situation of  the building unit  that has, on  the  south  side, buildings with a maximum height above 10.80 m, favoring a greater roof shading in the cold months. The overall energy efficiency  achieved  is  equal  to  1.26  kWp,  but  could  be  increased,  assuming  a  system  that  works differently  in warmer months  and during  the  afternoon of  cold ones.  Indeed, we  can  install  a  larger number  of  slabs,  equivalent  to  15  pieces  for  an  increase  of  200  kWp.  Such  intervention  should  be further investigated for effective assessment of feasibility.  

The Image below (Figg. 11‐12) is an overview of the roof covering, being able to evaluate the visual and aesthetic impact that the project leads to technological solution. 

 Fig 11‐12. Perspective view of building unit in via Forno n. 17‐19 

For the photovoltaic coverage installation a package was designed similar to that of raised access floor for  outdoor  use.  The  system  can,  in  fact,  to  ensure  such  benefits,  roof  waterproofing,  modules ventilation, easily inspected and maintainability of the fully integrated plant.  

Fig 13. Photovoltaic paving stone construction detail  

Page 10: Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy Self‐Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture Fabio ... Mediterranean

 

Papers 

10 

On a wooden support structure consistent with the original system, consisting of beams (15 x 25 cm), joists (10 x 10 cm) in laminated wood and table (5 cm), there is a concrete slab, packed with expanded clay  to  a depth of 7  cm.  Isolation  is  achieved by: bituminous prefabricated  vapor barrier membrane reinforced with aluminum  sheets, waterproof  feltpaper 8  cm  thick,  sealing and waterproofing  sheath both  made  of  bitumen  (Fig  13).  On  the  latter  plastic  pedestals  are  arranged  where  the  stone photovoltaic slabs will be placed. First the photovoltaic slab will be placed, then 66 stone slabs will be placed across the perimeter cuts to be made to measure.  

CONCLUSIONS 

The  investigation  and  development  of  the  prototype  simulation  for  the  case  study  showed  how  a specific  design  of  components  and  systems  for  the  exploitation  of  renewable  energy  sources  to  be integrated within  significant historical and architectural areas  is  feasible and efficient. Specifically  the application  should be extended  to  the whole area according  to a broader approach.  It appears quite clear  that  these  contexts,  although more  critical  than  new  buildings,  can  not  be  excluded  from  the necessary  evolution  process  that  is  changing  the  market  in  particular  in  terms  of  energy  and performance  demand.  Nevertheless,  in  such  contexts,  the  awareness  of  new  technologies  is  highly recomended in order to further minimize the impact caused by plants on valuable buildings. This study is  the  initial  phase  of  a  wider  research  carried  out  by  the  Department  of  Architecture  and  Urban Planning  at  the  Polytechnic of Bari.  Specifically,  the  research  aims  to develop new  technologies  and prototypes using advanced  technologies such as photovoltaic coatings composed by organic cells and photovoltaic  optical  fibers.  The  research  on  these  topics  and  on  the  compatibility  between  new technologies and existing materials of the traditional heritage, supported by experimental investigation, is  really  challenging  and  interesting,  In  fact,  it  might  address  the  application  of  strategies  for  the refurbishment and energy self‐sufficiency of historic buildings in the Mediterranean area.  

References 

(1) Energia per  il  futuro:  le  fonti energetiche  rinnovabili – Libro Bianco per una strategia ed un piano d’azione per la Comunità, 1997.  (2)  Libro  Verde  –  Verso  una  strategia  europea  di  sicurezza  dell’approvvigionamento  energetico, Lussemburgo, 2001.  (3) GreenBuilding, Improved Energy Efficiency for Non‐Residential Buildings, IEE Project.  (4) EL‐TERTIARY, Monitoring Electricity Consumption in the Tertiary Sector, EU DG TREN IEE, 2006‐2007.  (5) Passive‐On Project, EU Research DG, 2005‐2006.  (6) KeepCool, Promotion of  sustainable  summer  comfort  in  service buildings, EU Research DG, 2005‐2006.  (7)  IEA, “Energy efficiency requirements  in building codes, energy efficiency polizie for new buildings”, Information paper in support of the G8 Plan of Action, 2008.  (8) ECOFYS, “Mitigation of CO2 Emissions from the Building Stock”, DM 797.  (9)  SAVE Programme: Rehabilitation  for  Improving Energy Efficiency of  the Buildings  in  the Historical Area 'Largo do Chafariz de Dentro' (Instituto de Tecnologia e Inovação oara a Modernização Empresarial (ITIME) Lisbon).  (10) RENA Programme:  Saline‐ Ostia Antica. Urban planning of  a  social  area  in  the  suburbs of Rome maximizing  the  use  of  renewable  energies,  respecting  the  environement  and with  the  objective  of reaching the "zero‐emission town (Azienda Comunale Energia e Ambiente di Roma).  (11)  SAVE  Programme:  Rehabilitation  of  old  office  buildings  to  improve  their  energy  efficiency  (A. N.Tombazis and Associates Architects LTD).  (12)  Energy  Heritage,  a  guide  to  improving  energy  efficiency  in  traditional  and  historic  homes, Changeworks Initiative.  (13) Low Energy standars for existing Buildings, Project website: www.neh‐im‐bestand.de Besser als ein Neubau, Das Pilotprojekt, Niedrigenergiehaus im Bestand“. 

Page 11: Tradition And Innovation For Energy Self Sufficiency Of ... · Tradition And Innovation For Energy Self‐Sufficiency Of Mediterranean Traditional Architecture Fabio ... Mediterranean

 

Papers 

11 

(14)  REBUILD,  “From  energy  conscious  buildings  towards  energy  conscious  cities”,  Programme  U.E. RECITE n. 91/00/29/0/9. (15) Innovation and SME, PV ACCEPT/ IPS‐2000‐0090 Final report, 2005.  (16) G.  De  Tommasi, G.  C.  Casanova,  D.  De  Salvia,  A. Guida,  F.  Fatiguso,  V. Nitti, M.  De Marco, G. Bisceglia, F. Napoli. Qualità prestazionale per il recupero dell’edilizia storica, una proposta metodologica per un codice di pratica. Adda Editore, 2001.    


Recommended