La personale linea ed attività di ricerca riguarda diverse tematiche di seguito descritte. La ricerca consente di approfondire aspetti che nell'attività professionale rimangono "in sospeso" per la necessità di dover risolvere, caso per caso i problemi.

A questi aggiungo l'interesse personale verso i temi dell'epistemologia e della storia della scienza, della tecnica con l'occhio dell'architetto, in quanto ritengo che

• Prestazioni energetiche degli edifici e Energy Performance Building Directive
• Architettura ed energia Progettazione energetica dell'architettura
• Pianificazione Energetica e Territoriale
• Exergia & LowExergy, and Constructal Theory
• EPBD metodologie di calcolo e Building Automation Controls System (BACS)
• ESCO e mercato TEE e Certificati Verdi

www.kristianfabbri.com

www.ciarm.ing.unibo.it

Studio degli aspetti legati alla Direttiva 2002/91/Ce "Rendimento energetico negli edifici" ed alla Certificazione Energetica degli Edifici, in particolare le modalità di Classificazione e di Calcolo dei consumi energetici in relazione ai contenuti della Normativa CEN . L'impostazione del CEN Umbrella consente di Certificare le prestazioni energetiche di un edificio valutando tutti i fabbisogno ed i relativi consumi energetici.
L'interesse è rivolto sia verso gli aspetti tecnici (modelli di calcolo,costruzioni classi di performance, tecnologie e materiali, coefficienti di conversione etc...), sia verso gli aspetti procedurali e legislativi (Attestato di Certificazione  Energetica Targa, Decreti Attuativi  legislazione, inserimento nei Regolamenti Urbani Edilizi e applicaizone da parte dei Tecnici e dei professionisti) sia per l'impatto che dovrebbe avere sugli operatori dei servizi energetici (ESCo)

Il progetto di architettura ha sempre avuto relazioni con il contesto, la "tipologia architettonica" è la risposta data dagli abitanti rispetto alle caratteristiche del luogo, alla cultura materiale, alle tecnologie disponibili, alle caratteristiche climatiche etc...
L'involucro architettonico, la "forma architettonica" le caratteristiche dei muri, delle aperture, l'inserimento nel territorio e molti altri fattori sono stati per secoli l'unico strumento per il raggiungimento del comfort negli ambienti interni.
Prima della rivoluzione industriale e dell'applicazione delle conoscenze della fisica tecnica ai sistemi impiantistici e alla loro introduzione nelle costruzioni gli unici sistemi impiantistici (proto-impiantistici) presenti nell'edificio erano i camini.
La relazione tra l'architettura e l'energia è quindi un interessante oggetto di approfondimento, si potrebbe dire che nell'architettura in particolare in quella vernacolare, "la forma ha seguito l'energia".
Le relazioni tra Architettura ed Energia interessano:

• l'aspetto progettuale attraverso lo studio delle soluzioni tecniche e architettoniche (anche del passato) in base alle performance energetiche (vedi Progettazione Energetica dell'Architettura);
• l'aspetto storico attraverso lo studio delle soluzioni costruttive e tipologie del passato(la lezione dell'architettura);
• l'aspetto fisico tecnico ambientale, non solo gli aspetti energetici ma anche l'ACUSTICA, l'ILLUMINOTECNICA (in particolare l'illuminazione naturale), la Qualità dell'Aria interna in base alla scelta dei materiali etc...;
• l'aspetto didattico, attraverso l'attività integrativa presso la Facoltà di Architettura di Cesena, nel quale si cerca di esemplificare le strette connessioni tra la Fisica Tecnica Ambientale e la progettazione tecnico-architettonica.

In relazione anche alle considerazioni di cui sopra per progettazione energetica intendo un approccio al progetto di architettura che metta in gioco anche la componente energetica (e non solo impiantistica) nella definizione degli aspetti estetici ed etici dell'architettura, così come lo è l'aspetto strutturale.
Estetico perchè le scelte progettuali incidono sullo scambio di energia tra interno ed esterno, e quindi sulla forma architettonica, con l'aggiunta dell'aspetto estetico dovuto all'integrazione del sistema impiantistico e all'interfaccia fra il sistema impiantistico e l'architettura. Etico, dalla Biennale di Architettura del 2000 "Less Aesthetics More Ethics", ampliando e riflettendo sul concetto dello slogan perchè il ruolo dell'architetto e del progettista in genere non può esimersi dal considerare l'IMPATTO che la costruzione e la pianificazione territoriale ha sull'ambiente e sulle ricadute nel sistema economico ed energetico. Economico, perchè i consumi energetici incidono nelle dinamiche territoriali e nella vita di un edificio, qualunque sia la sua destinazione d'uso, per lo svolgersi delle attività ospitate secondo i comfort e standard contemporanei. Ecologico, in quanto l'attività costruita modifica l'ambiente direttamente, durante la costruzione ed il suo utilizzo, e indirettamente per le dinamiche territoriali ed economiche legate all'attività.

Il segno architettonico, la formazione del progetto di architettura deve considerare l'energia, come un elemento della Composizione Architettonica e del progetto così come lo è l'aspetto strutturale.
A questo si aggiungano gli aspetti fisico-tecnici e pratici ovvero alla necessità di confrontarsi con altre professioni specializzate (termotecnici elettrotecnici etc...) in maniera sinergica e con cognizione di causa, cioè conoscendo il vocabolario tecnico (fisica tecnica ambientale) di quello di cui si sta parlando.
La progettazione energetica dell'architettura quindi non è una progettazione di tipo tecnico, monodisciplinare, ma interdisciplinare e con l'obiettivo di adottare scelte tecnico-costruttive ed impiantistiche coerenti con le necessità e volonta del progetto architettonico..

Architettura e sistema impiantistico
La fine e l'inizio del mio percorso formativo ha avuto nel rapporto tra l'architettura e gli impianti il suo cardine. Durante la stesura della tesi di laurea "Conservazione e impianti; per un approfondimento della componente impiantistica nel patrimonio esistente" ho avuto modo di approfondire la storia degli impianti e il problema dell'interfaccia tra il sistema impiantistico e l'architettura, problema non ancora adeguatamente affrontato. Mentre il cemento armato il vetro l'acciaio hanno avuto i loro teorici in architettura (B.Taut, tutto il movimento moderno, Le Corbusier ed altri) gli impianti non sono stati oggetto di dibattito, forse perchè è stato fin da subito una aggiunta al costruito. (Le Corbusioer diceva che Boullè era fortunato perchè non aveva i fili e i tubi). Pochi testi, tra cui quello di Banham "Ambiente e tecnica nell'architettura moderna", hanno affrontato il tema, che trovo interessante perchè spesso gli impianti sono una aggiunta all'edificio anche nelle nuove costruzione con soluzioni esteticamente sgradevoli e non adatte.
Sono un esempio lampante le unità esterne dei condizionatori, scoordinate rispetto al disegno delle facciate di forme diverse, oppure le canne fumarie, o i vani tecnici ricavati di ripiego in androni o posti in copertura o mal nascosti in quanto aggiunta.
Un altro argomento collegato è la relazione tra gli impianti e il restauro. Negli edifici storici lo stridore dato dal contrasto tra l'edificio e l'impianto è ancora più grave ed emblematico dato il valore di tali edifici. Stridore che è presente in molti musei, in cui campeggiano trionfanti quadri del 1600 o reperti archeologici a fianco di pessimi ventilconvettori vecchi di 20 anni e rumorosi.
E' come se l'occhi facesse una selezione escludendo dalla vista l'impianto (vedi foto)
Mi chiedo perchè non trovare soluzioni tecniche alternative e/o soluzioni estetiche con minore impatto o comunque che si pongono in termini dialettici.
I sistemi BACS per esempio offrono ottime soluzioni, lo studio del comportamento microclimatico degli edifici storici può offrire sicuramente elementi per scegleire le soluzioni impiantistiche più adatte.
In ultimo la storia degli impianti, dato che, come l'archeologia industriale, anche le tecnologie impiantistiche si sono evolute e sono testimonianza di un passato che rischia di perdersi. Alcuni impianti sono come i dinosauri, la storia della tecnologia ha conservato alcuni di questi dinosauri, perchè non studiare soluzioni tecniche per conservare gli impianti, almento nei musei della scienza o negli edifici storici.

Materiali da costruzione e soluzioni tecnologiche innovative.
Aggiornamento e studio delle caratteristiche dei materiali da costruzione in commercio, quelli sperimentali e innovativi (gli isolamenti a cambiamento di fase, i pannelli sottovuoto, ecc...), delle modalità di diagnosi delle prestazioni termofisiche dei materiali in sito, in particolare per l'edilizia storica.

Fonti Energetiche Rinnovabili, Efficienza Energetica.
Aggiornamento e studio delle soluzioni tecniche da fonti energetiche alternative e soluzioni per l'efficientamento energetico, caratteristriche, costi, applicazioni e riferimento legislativi e normativi: procedure di calcolo dell'impianto, contributi per il calcolo della prestazione energetica dell'edificio e/o per la pianificazione territoriale, per il calcolo, le procedure autorizzative e la sicurezza.

 L'energia è alla base di ogni processo di trasformazione del territorio, delle attività industriali, manifatturiere, dei trasporti, e del sistema insediativo e dei processi economici.
L'energia determina il costo delle materia prime del trasporto e dei prodotti, il costo delle bollette energetiche delle famiglie, la dinamicità di una città  dipende dalla capacità di usare e trasformare energia.
Il consumo di energia è a sua volta determinato dalle caratteristiche del sistema insediativo dalle reti, dall'efficienza del parco edilizio e industriale, dalla possibilità di autoprodurre energia rinnovabile in loco, dall'estensione delle reti energetiche e delle reti per la mobilità.
La pianificazione territoriale non affronta nella legislazione nella costruzione degli indici di edificabilità e degli strumenti urbanistici questo aspetto.
Nell'ambito della collaborazione con NuovaQuasco e il Settore Energia della Regione Emilia-Romagna ho approfondito il tema della pianificazione energetica e degli strumenti per la pianificazione territoriale riscontrando pochi esempi e riferimenti tecnici, operativi e legislativi.

• la modellazione del consumo energetico e della produzione di energia nella città
• la costruzione di un modello del microclima di parti di città, soleggiamento irraggiamento,
• la costruzione di indici energetici in relazione agli indici di edificabilità e alla zonizzazione cittadina
• il controllo e l'incidenza delle reti
• le modalità di costruzione degli scenari energetici e delle politiche energetiche,
• le fonti energetiche rinnovabili

Questi temi li sto affrontando da poco ed ho trovato in alcuni software (LEAP, SUNTool) il supporto per gli studi di cui sopra. In merito alla legislazione il sistema energetico è sempre visto subordinato all'impatto ambientale o alla creazione delle infrastrutture energetiche, dimenticando il sistema insediativo e le applicazioni alla piccola scala.

L'exergia è la grandezza termodinamica che descrive l'energia utile consumata durante una trasformazione. A differenza dell'energia lo studio dell'exergia consente di valutare i processi energetici in relazione alle temperature (in e out) dei dispositivi. Lo studio dell'exergia riguarda prevalentemente i processi ed impianti industriali, le centrali per la produzione di energia ecc... per il dimensionamento dei dispositivi in modo da ridurre al minimo l'entropia dovuta alla trasformazione. Una disciplina molto interessante derivata dall'exergia e dall'economia è la exergoeconomia del prof.G.Tsatasarionis che mette in relazione l'exergia dei processi industriali e il costo dei dispositivi necessari per

L'applicazione dell'exergia alle costruzioni ed al territorio consente di valutare i vantaggi eneregtici ed exergetici nell'adozione di dotazioni impiantistiche a bassa temperatura (o a bassa exergia, come i pannelli radianti). Il gruppo Lowex e l'Annex 49 si occupano dello studio dell'exergia per i sistemi impiantistici a servizio dell'edificio e delle caratteristiche dell'edificio stesso.

Personalmente ritengo interessante questa linea di ricerca perchè consente di conoscere il comportamento energetico dell'edificio e impianti termici in funzione delle temperature di progetto.

La spiegazione "classica" per comprendere cosa sia l'exergia è la seguente: l'energia impiegata per riscaldare un litro di acqua calda per il tè a 100°C e l'energia necessaria per riscaldare l'acqua per il bagno a circa 35-40°C è la stessa, ma nel primo caso il salto di temperatura è maggiore quindi si ha una maggiore generazione di entropia e maggior consumo di exergia (energia utile), cioè molta dell'energia impiegata non viene direttamente utilizzata per il salto di temperatura. Nel secondo caso si ha minore generazione entropia e un maggiore consumo di exergia (energia utile). A parità di energia il processo con il minore salto di temperatura è quaello che consente di utilizzare la maggiore quantità di energia utile (exergia).

L'interesse è lo studio dell'exergia come grandezza termodinamica per valutare le soluzioni tecniche per un edificio, parametrizzabili in funzione della differenza di temperature e della relativa exergia consumata. Il parametro "exergetico" consente da parte dei progettisti, ma anche degli operatori dei servizi energetici (ESCo), in campo industriale ed edile di valutare e prestazioni del componente o dispositivo senza ricorrere alla valutazione energetica nel complesso.

La Constructal Theory che si potrebbe tradurre in "teoria costruttiva o costruttivista", sviluppata da Adrian Bejan, studia la generazione della forma in relazione ai processi energetici. La teoria è nata dall'osservazione che alcuni organismi naturali hanno la medesima struttura pur avendo funzioni diverse, per esempio le ramificazioni di un albero e le ramificazioni dei bronchi polmonari hanno lo stesso sviluppo strutturale delle diramazioni, perchè questa analogia? La Constructal Theory studia la relazione tra forma ed energia (e qui i legami con l'architettura sono evidenti!) dato che la forma segue il percorso dove è più facile il flusso di energia. Il libro "Shape and Structure from Engineering to Nature" di A.Bejan è illuminante ed applica la teoria a tutti i sistemi naturali, termici, meccanici, ma anche ai trasporti e alle dinamiche economiche.

L'interesse mi è venuto dopo aver assisito ad una lezione di A.Bejan, in particolare per una sua osservazione in merito allo schema di sviluppo della Città. Questo tema non è stato studiato ed è qui il mio interesse, come si genera la città, quali sono i processi morfologici che ne determinano quella forma e non un'altra, non possono essere esclusivamente legate alle scelte di pianificazione, anche perchè la pianificazione è una disciplina relativamente recente. Anche Victor Olgyay, il padre dell'architettura bioclimatica, aveva trovato

Spero di riuscire ad approfondire il tema che si preannuncia molto interessante ...

http://www.annex49.com

http://www.exergy.org/

http://www.lowex.net/

http://www.costexergy.eu

http://www.eventos.uevora.pt/ieees/

http://www.constructal.org/

Studio degli aspetti legati alla Direttiva 2002/91/Ce (Energy Performance Buildings Directive - EPBD) ed alla Certificazione Energetica degli Edifici, in particolare le modalità di Classificazione e di Calcolo dei consumi energetici in relazione ai contenuti della Normativa CEN . L'impostazione del CEN Umbrella consente di Certificare le prestazioni energetiche di un edificio valutando tutti i fabbisogno ed i relativi consumi energetici.
L'interesse di ricerca è rivolto :

• agli aspetti tecnici : modelli di calcolo, costruzioni classi di performance, tecnologie e materiali, progettazione architettonica ed energetica, soluzioni tecnico costruttive, , coefficienti di conversione etc...;
• agli aspetti procedurali e legislativi: Attestato di Certificazione  Energetica Targa, Decreti Attuativi  legislazione e normativa tecnica, il sistema energetico nel settore edile e nella pianificazione territoriale ed urbanistica: Piani strategici Comunali (PSC), Regolamenti Urbani Edilizi (RUE) e
• adempimenti e formazione dei tecnici e dei professionisti
• impatto che dovrebbe avere per gli operatori dei servizi energetici (ESCo) operanti nel settore edile e immobiliare (tra cui la "vendita di energia" alle famiglie previste dalla liberalizzazioen del mercato energetica

La Direttiva 2006/32/CE del Parlamento europeo e del consiglio del 5 aprile 2006 "concernente l'efficienza degli usi finali dell'energia e i servizi energetici e recante abrogazione della direttiva 93/76/CEE del Consiglio” ha come finalità l’efficienza degli usi finali di energia e la definizione dei ruoli degli operatori dei servizi energetici. Costituisce il primo riferimento europeo in merito alle Società dei Servizi Energetici (ESCo), ai Distributori e gestori dell'energia, alla Diagnosi energetica comparanto la certificazione energetica di cui alla Direttiva 2002/91/Ce, come attività di diagnosi energetica.

Il CEN ha attualmente in corso due Comitati tecnici (TC 189 e TC190) riguardandi rispettivamente:

• i criteri e requisiti minimi delle "Società dei servizi energetici",degli "Esperti indipendenti per l'energia" (inclusi gli Energy Managers) e i Servizi di gestione energetica (Energy Management Services)
• gli indicatori energetici di rifeirmento per diagnosi ed audit energetica, le mdalità dai calcolo Top Dow e Bottom-up

L'interesse di ricerca è rivolto:

• agli aspetti tecnici: modelli di calcolo, indicatori energetici per la pianificaizone e la programmazione energetica (Top-Down) nelle scelte politiche e di pianificaizone territoriale, indicatori energetici per la realizzazione degli interventi (Bottom-Up) per il rilascio e il riconoscimento di sistemi incentivanti, aspetti procedurali, soluzioni progettuali, verifica da parte di esperti indipendenti ecc...
• agli aspetti normativi e "giuridici": statuto e requisiti minimi delle ESCo e sistemi di accreditamento, tipologie di contratto energetico (Energy Service Contratc. EPC); criteri e contenuti dei servizi di gestione e manutenzione dei processi e impianti energetici; ruolo, requisiti e formazione degli esperti indipendenti.

A questo specifico argomento si affianca l'aggiornamento e l'osservazione dei temi:

• mercato energetico e liberalizzazioni: tariffe, incentivi e disposizioni finanziarie;
• mercato dei titoli di efficienza energetica (TEE) e delibere Autorità per l'energia;
• Certificati Verdi.