La presentazione di Caterina Frau e Marco Pittaluga (SOTACARBO) in occasione dell'evento finale del progetto PRELuDE che si è tenuto online il 26 marzo 2021.

1. Progetto finanziato con fondi POR FESR 2014/2020 - ASSE
PRIORITARIO I “RICERCA SCIENTIFICA, SVILUPPO
TECNOLOGICO E INNOVAZIONE.

2. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
Work Package N°5 Protocollo "PRELuDE3" – PRotocollo ELaborazione Dati
per l'Efficienza Energetica in Edilizia
A.5.1 Definizione dei processi di gestione dell'informazione relativa agli oggetti edilizi
A.5.2 Definizione delle metodologie di valutazione globale dell’efficacia dell’intervento
A.5.3 Definizione delle metodologie di rappresentazione dei risultati degli interventi
A.5.4 Scrittura del protocollo "PRELuDE3"
In particolare viene descritto il processo della Simulazione degli interventi migliorativi:
Formulazione di soluzioni non convenzionali per la riqualificazione energetica del
Padiglione Mandolesi attraverso il ricorso a tecnologie e materiali innovativi nel settore
dell'involucro architettonico.
Questo processo dovrà proporre una metodologia per la comparazione e la successiva
scelta della soluzione di intervento più idonea, che non sarà quella che massimizzerà il
risultato su una componente a scapito delle altre, ma quella che ne consentirà la migliore
combinazione in base alle istanze.

3. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
IL PADIGLIONE MANDOLESI
Il Padiglione Mandolesi prende il suo nome dal progettista, Ing. Enrico Mandolesi, docente di Architettura
Tecnica dell'Università di Cagliari.
Progettato nel 1962 nel polo di Piazza d'Armi, a Cagliari, come V e VI edificio del complesso (dell’impianto
planimetrico predisposto nel 1944 da Salvatore Rattu) e ultimato nel 1970, rappresenta un modello
innovativo sia dal punto di vista architettonico che costruttivo.
Sono stati analizzati gli elaborati del progetto originario e quelli delle varianti in corso d’opera che si sono
rese necessarie durante la costruzione.

4. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
1. doppia soletta in calcestruzzo armato, 60 cm;
2. Trave a "T" in Calcestruzzo armato;
3. doppia soletta in calcestruzzo armato, 55 cm;
4. pilastro in calcestruzzo armato;
5. parete composta da mattoni pieni all'interno
(mezzo mattone doppio UNI, 6 cm), intercapedine
vuoto, lana di vetro isolante, pannello
prefabbricato in cemento armato sp. 6 cm;
6. finestre in profili di acciaio;
7. telaio in profili di acciaio;
8. lastra di calcestruzzo a anima cava, 50 cm;
9. nervature a sbalzo in cemento armato;
10. alloggiamento per i canali del sistema
tecnologico.

5. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE DAL MODELLO BIM AL SOFTWARE PER LA SIMULAZIONE
ENERGETICA

6. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE DAL MODELLO BIM AL SOFTWARE PER LA SIMULAZIONE
ENERGETICA

7. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE DAL MODELLO BIM AL SOFTWARE PER LA SIMULAZIONE
ENERGETICA

8. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE GLI OUTUP DELLA SIMULAZIONE
• un file report.htm
che riporta in modo
completo ed
esaustivo tutti i dati
della simulazione
stessa.
• Dati giornalieri o
mensili in formato
tabellare o grafico
dei seguenti valori:
Illuminazione Generale (kWh) Elettricità Stanza (MWh)
Varie (kWh) Illuminazione (MWh)
Computer + Dispositivi (kWh) Elettricità (MWh)
Occupazione (kWh) Riscaldamento (Elettricità) (MWh)
Apporti Solari attraverso Finestre Esterne (kWh) Raffrescamanto (Elettricità) (MWh)
Riscaldamento Sensibile di Zona (kWh) ACS (Elettricità) (MWh)
Raffrescamento Sensibile di Zona (kWh) Temperatura Esterna a Bulbo Secco (°C)
Temperatura Aria (°C) Temperatura Esterna a Bulbo Umido (°C)
Temperatura Radiante (°C) Raffrescamento Sensibile (kWh)
Temperatura Operante (°C) Raffrescamento Totale (kWh)
Temperatura Esterna a Bulbo Secco (°C) Riscaldamento di Zona (kWh)
Infiltrazione esterna (kWh) Velocità del Vento (m/s)
Umidità Relativa (%) Direzione del Vento (°)
Fanger PPD (%) Altezza Solare (°)
Ore Disagio (tutti i vestiti) (ore) Azimuth Solare (°)
Indice Fanger PMV () Pressione Atmosferica (Pa)x10^3
Indice Pierce PMV ET () Radiazione Solare Diretta (kWh)
Indice Pierce PMV SET () Radiazione Solare Diffusa (kWh)
Vent Mecc + Vent Nat + Infiltrazioni (vol/h)
Dati apporti
Involucro e
ventilazione -
comfort
Località, carichi di sistema,
totale carburante,
consumi separati

9. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 100
descrizione Trasmittanza
(W/m²K)
calcolata da
Design Builder
Trasmittanza (W/m²K)
calcolata con un foglio
di calcolo (UNI EN ISO
13786):
Solaio di
copertura
solaio laterocementizio di spessore
complessivo di circa 60 cm, con
travetti armati e pignatte e con un
massetto armato dello spessore di 9
cm 1,9 2,092
chiusura
orizzontale di
base
massetto armato di 13 cm
3,508 3,517
solaio
intermedio
(semiesposto)
soletta armata dello spessore di 11
cm
3,74 nd
Chiusure
verticali
opache
Pannello in cls (6 cm), intercapedine
da 20 cm con isolamento in lana di
vetro; mezzo mattone pieno da 6 cm
1,529 nd
Telaio infisso Tipo ferro finestra senza taglio
termico 5,894 nd
Vetri Singola lastra spessore 3 mm 5,881 nd
scenario 100

10. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 100
La sensazione soggettiva di
benessere non dipende pertanto
da uno solo dei relativi fattori
ambientali (temperatura, umidità,
velocità dell’aria ecc.), bensì dalla
loro combinazione. Per esprimere
questo concetto, sono stati quindi
studiati vari indici microclimatici.
Gli indici più importanti, noti come
indici di Fanger, sono:
• PMV (predicted mean vote):
esprime un voto medio previsto
per la sensazione di benessere
termico
• PPD (predicted percentage of
disatisfied): è la percentuale
prevista delle persone
insoddisfatte

11. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 100

12. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 101
Lo scenario 101 prevede la simulazione del
Mandolesi nella sua configurazione AsBuilt nello
stato attuale, con in funzione il sistema di
condizionamento, l'impianto di produzione di acqua
calda sanitaria e l'impianto di illuminazione, e con
l'apporto di calore dovuto ai macchinari.
Come si vedrà nelle tabelle, si considera l’impianto
di raffrescamento attivo dal lunedì al sabato, dalle 8
alle 20, da maggio a settembre. L’impianto di
riscaldamento risulta invece attivo dal lunedì al
sabato, dalle 8 alle 20, da Novembre a Marzo. Ad
Aprile e ad Ottobre nessun impianto è in funzione:
questo comporta che nel mese di Ottobre, come si
vedrà nelle tabelle riportate di seguito, vengano
registrati dei picchi relativi in termini di aumento
delle temperature e delle ore di discomfort.

13. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 101
Lo scenario 101 prevede la simulazione del
Mandolesi nella sua configurazione AsBuilt nello
stato attuale, con in funzione il sistema di
condizionamento, l'impianto di produzione di acqua
calda sanitaria e l'impianto di illuminazione, e con
l'apporto di calore dovuto ai macchinari.
Come si vedrà nelle tabelle, si considera l’impianto
di raffrescamento attivo dal lunedì al sabato, dalle 8
alle 20, da maggio a settembre. L’impianto di
riscaldamento risulta invece attivo dal lunedì al
sabato, dalle 8 alle 20, da Novembre a Marzo. Ad
Aprile e ad Ottobre nessun impianto è in funzione:
questo comporta che nel mese di Ottobre, come si
vedrà nelle tabelle riportate di seguito, vengano
registrati dei picchi relativi in termini di aumento
delle temperature e delle ore di discomfort.

14. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 101

15. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE GLI ALTRI SCENARI
scenario Descrizione Intervento di efficientamento tamponature opache Infissi
Illuminazione
e acqua calda
sanitaria condizionamento
Ponti
termici
S100 Stato di fatto as built vetro singolo e telaio ferro finestra senza taglio termico no senza HVAC si
S101 Stato di fatto as built vetro singolo e telaio ferro finestra senza taglio termico in funzione con HVAC si
Int 01 nuovi infissi as built
Dbl LoE Spec Sel Clr 6mm/13mm Arg - telaio PVC a taglio
termico no senza HVAC ridotti
Int 02 nuovi infissi as built
Dbl LoE Spec Sel Clr 6mm/13mm Arg - telaio PVC a taglio
termico in funzione con HVAC ridotti
Int 03 isolamento termico interno chiusure verticali as built + FOAM vetro singolo e telaio ferro finestra senza taglio termico no senza HVAC ridotti
Int 04 isolamento termico interno chiusure verticali as built + FOAM vetro singolo e telaio ferro finestra senza taglio termico in funzione con HVAC ridotti
Int 05 isolamento termico chiusure orizzontali as built vetro singolo e telaio ferro finestra senza taglio termico no senza HVAC si
Int 06 isolamento termico chiusure orizzontali as built vetro singolo e telaio ferro finestra senza taglio termico in funzione con HVAC si
Int 07
isolamento termico esterno chiusure verticali con
intonaco isolante as built + intonaco MTF vetro singolo e telaio ferro finestra senza taglio termico no senza HVAC no
Int 08
isolamento termico esterno chiusure verticali con
intonaco isolante as built + intonaco MTF vetro singolo e telaio ferro finestra senza taglio termico in funzione con HVAC no
Int 09 nuovi infissi con vetri elettocromici as built
SageGlass Climaplus Classic SR2.0 No Tint - telaio PVC
taglio term no senza HVAC ridotti
Int 10 nuovi infissi con vetri elettocromici as built
SageGlass Climaplus Classic SR2.0 No Tint - telaio PVC
taglio term in funzione con HVAC ridotti
Int 11
isolamento termico interno chiusure verticali con
aerogel as built + aerogel vetro singolo e telaio ferro finestra senza taglio termico no senza HVAC no
Int 12
isolamento termico interno chiusure verticali con
aerogel as built + aerogel vetro singolo e telaio ferro finestra senza taglio termico in funzione con HVAC no

16. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 102
• Riempimento dell'intercapedine
delle chiusure verticali con
insufflaggio di cellulosa.
• Sostituzione degli infissi con nuovi
infissi dotati di telaio in PVC a taglio
termico e vetrocamera isolante.
(Come nuovo pannello trasparente
si considera un vetrocamera a una
intercapedine costituito da due
lastre di vetro basso-emissivo (low-
e) da 6 mm e un intercapedine da
13 mm con gas argon.)
• Intervento di isolamento delle
chiusure orizzontali esposte
(isolamento termico in lana di
roccia da 10 cm, protetto con uno
strato di guaina di
impermeabilizzazione).
descrizione Trasmittanza
(W/m²K)
calcolata da
Design Builder
Trasmittanza (W/m²K)
calcolata con un foglio
di calcolo (UNI EN ISO
13786):
descrizione Trasmittanza
(W/m²K)
calcolata da
Design Builder
Trasmittanza (W/m²K)
calcolata con un foglio di
calcolo (UNI EN ISO
13786):
Solaio di
copertura
solaio laterocementizio di spessore
complessivo di circa 60 cm, con
travetti armati e pignatte e con un
massetto armato dello spessore di 9
cm 1,9 2,092
isolamento termico in lana
di roccia (10 cm), protetto
con uno strato di guaina di
impermeabilizzazione 0,371 nd
chiusura
orizzontale di
base
massetto armato di 13 cm
3,508 3,517
solaio
intermedio
(semiesposto)
soletta armata dello spessore di 11
cm
3,74 nd
Chiusure
verticali
opache
Pannello in cls (6 cm), intercapedine
da 20 cm con isolamento in lana di
vetro; mezzo mattone pieno da 6 cm
1,529 nd insufflaggio di cellulosa 0,189 0,18
Telaio infisso Tipo ferro finestra senza taglio
termico
5,894 nd
telaio in PVC a taglio
termico 3,476 nd
Vetri Singola lastra spessore 3 mm
5,881 nd
vetrocamera a una
intercapedine costituito da
due lastre di vetro basso-
emissivo (low-e) da 6 mm e
un intercapedine da 13 mm
con gas argon 1,628 nd
scenario 100 scenario 102

17. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 103
Lo scenario numero 103, che
comprende tutti gli interventi di
riqualificazione di cui si è detto in
precedenza, viene proposto
considerando attivi gli impianti di
illuminazione, HVAC e ACS.
Si procede con il confronto tra lo
scenario As Built S101 e lo scenario
S103.
serie 1: scenario S101
serie 2: scenario S103.
14
16
18
20
22
24
26
Serie1
Serie2
TEMPERATURE INTERNE

18. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 103
Lo scenario numero 103, che
comprende tutti gli interventi di
riqualificazione di cui si è detto in
precedenza, viene proposto
considerando attivi gli impianti di
illuminazione, HVAC e ACS.
Si procede con il confronto tra lo
scenario As Built S101 e lo scenario
S103.
serie 1: scenario S101
serie 2: scenario S103.
INDICE DI FANGER
-1,8
-1,6
-1,4
-1,2
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
Serie1
Serie2

19. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 103
Lo scenario numero 103, che
comprende tutti gli interventi di
riqualificazione di cui si è detto in
precedenza, viene proposto
considerando attivi gli impianti di
illuminazione, HVAC e ACS.
Si procede con il confronto tra lo
scenario As Built S101 e lo scenario
S103.
serie 1: scenario S101
serie 2: scenario S103.
ORE DI DISAGIO
0
20
40
60
80
100
120
140
160
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
Serie1
Serie2

20. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 103
RISCALDAMENTO
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
Serie1
Serie2
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
Serie1
Serie2
RAFFRESCAMENTO
costo unitario costo totale
Energia annuale per riscaldamento S 101 260753,15 kWh 0,17 €/kWh € 44.328,04
Energia annuale per riscaldamento S 103 150236,01 kWh 0,17 €/kWh € 25.540,12
Energia annuale per raffrescamento S 101 306056,72 kWh 0,17 €/kWh € 52.029,64
Energia annuale per raffrescamento S 103 323815,18 kWh 0,17 €/kWh € 55.048,58
S101 € 96.357,68
S103 € 80.588,70
risparmio all'anno diff € 15.768,98

21. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 104

22. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 104
Come nuovo pannello trasparente
si considera un vetrocamera a una
intercapedine costituito da due
lastre di vetro basso emissivo (low-
e) da 6 mm e un intercapedine da
13 mm con aria.
Per quanto invece riguarda il nuovo
telaio si costruisce un nuovo
template che simula le
caratteristiche dei profili Ferro
Finestra, a taglio termico, della
azienda Secco, modello OS2 75.
https://www.seccosistemi.com/it/p
rodotti/os2-75-1-ferrofinestra-
taglio-termico

23. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 104

24. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 104

25. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 104
descrizione Trasmittanza
(W/m²K)
calcolata da
Design Builder
Trasmittanza (W/m²K)
calcolata con un foglio
di calcolo (UNI EN ISO
13786):
descrizione Trasmittanza
(W/m²K)
calcolata da
Design Builder
Trasmittanza (W/m²K)
calcolata con un foglio di
calcolo (UNI EN ISO
13786):
descrizione Trasmittanza
(W/m²K)
calcolata da
Design Builder
Trasmittanza (W/m²K)
calcolata con un foglio di
calcolo (UNI EN ISO
13786):
Solaio di
copertura
solaio laterocementizio di spessore
complessivo di circa 60 cm, con
travetti armati e pignatte e con un
massetto armato dello spessore di 9
cm 1,9 2,092
isolamento termico in lana
di roccia (10 cm), protetto
con uno strato di guaina di
impermeabilizzazione 0,371 nd
massetto, isolamento
termico in stiferite (10 cm),
guaina di
impermeabilizzazione, e
aerogel all'intradosso 0,123 0.131
chiusura
orizzontale di
base
massetto armato di 13 cm
3,508 3,517
solaio
intermedio
(semiesposto)
soletta armata dello spessore di 11
cm
3,74 nd
nuovo isolamento in
stiferite (6 cm) e massetto
alleggerito Lecacem (5 cm) 0,357 0,356
Chiusure
verticali
opache
Pannello in cls (6 cm), intercapedine
da 20 cm con isolamento in lana di
vetro; mezzo mattone pieno da 6 cm
1,529 nd insufflaggio di cellulosa 0,189 0,18 nuovi pannelli di facciata 0,217 0,211
Telaio infisso Tipo ferro finestra senza taglio
termico
5,894 nd
telaio in PVC a taglio
termico 3,476 nd
profili Ferro Finestra, a
taglio termico, della
azienda Secco, modello OS2
75 1,591 nd
Vetri Singola lastra spessore 3 mm
5,881 nd
vetrocamera a una
intercapedine costituito da
due lastre di vetro basso-
emissivo (low-e) da 6 mm e
un intercapedine da 13 mm
con gas argon 1,628 nd
vetrocamera a una
intercapedine costituito da
due lastre di vetro basso
emissivo (low-e) da 6 mm e
un intercapedine da 13 mm
con aria 1,628 nd
scenario 100 scenario 102 scenario 104

26. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 105 serie 1: scenario 101
serie 2: scenario 103
serie 3: scenario 105
14
16
18
20
22
24
26
Serie1
Serie2
Serie3
ANDAMENTO TEMPERATURE INTERNE
-1,8
-1,6
-1,4
-1,2
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
Serie1
Serie2
Serie3
INDICE DI FANGER

27. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
LA FASE DI SIMULAZIONE LO SCENARIO 105
serie 1: scenario 101
serie 2: scenario 103
serie 3: scenario 105
ORE DI DISAGIO
RISCALDAMENTO
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Serie1
Serie2
Serie3
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
Serie1
Serie2
Serie3
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
Serie1
Serie2
Serie3
RAFFRESCAMENTO

28. Ing. Caterina Frau – Ing. Marco Pittaluga La simulazione degli interventi migliorativi per il padiglione Mandolesi
costo unitario costo totale
Energia annuale per riscaldamento S 101 260753,15 kWh 0,17 €/kWh € 44.328,04
Energia annuale per riscaldamento S 103 150236,01 kWh 0,17 €/kWh € 25.540,12
Energia annuale per riscaldamento S 105 139937,76 kWh 0,17 €/kWh € 23.789,42
Energia annuale per raffrescamento S 101 306056,72 kWh 0,17 €/kWh € 52.029,64
Energia annuale per raffrescamento S 103 323815,18 kWh 0,17 €/kWh € 55.048,58
Energia annuale per raffrescamento S 105 324621,58 kWh 0,17 €/kWh € 55.185,67
S101 € 96.357,68
S103 € 80.588,70
S105 € 78.975,09
risparmio all'anno
Risparmio annuo per interventi combinati (S 103): € 15.768,98
Risparmio annuo per interventi combinati (S 105): € 17.382,59