Alla ricerca di un modello olistico sostenibile e replicabile per un completo recupero energetico negli edifici storici
10.6092/issn.1973-9494/3381
application/pdf
1973-9494
3381
en
Marija S. Todorović
Conservation Science in Cultural Heritage
valuation
In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings
Text.Serial.Journal
https://conservation-science.unibo.it/
12
Articles
2012-12-21
2012-12-24
2015-11-02
27-53
CSCH
Marija S. Todorović
2012
10.6092/issn.1973-9494/3381
27
1973-9494
valuation
en
53
FATTA G., CAMPISI T., LI CASTRI M., VINCI C., 2009, The façades along the Cassaro in Palermo: historical-building characterization, degradation, restoration norms
In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings
https://conservation-science.unibo.it/article/download/3381/2746
12
I   N SEARCH OF A HOLISTIC, SUSTAINABLE
    AND REPLICABLE MODEL FOR COMPLETE ENERGY
    REFURBISHMENT IN HISTORIC BUILDINGS



      Marija S. Todorović●1
      University of Belgrade
      Virtual Engineering and Art – Investment Vision, Belgrade, Serbia



      Keywords: heritage conservation, sustainability, energy efficiency, renewable ener-
      gy, valuation

     1. Introduction

   It was in 1972 when the famous three word closing message “Only one Earth”
was delivered at the closing session of the “UN Environment Conference 1972”. To-
day, forty years later, fascinating technical and technological breakthroughs have been
achieved in many domains, but humanity is faced with the ever growing magnitude
of problems concerning resources exhaustion and waste disposal. Industrialization
and the increasing consumption of resources, spurred on by demands for higher liv-
ing standards from an exponentially growing population, are polluting Earth’s oceans
and atmosphere, denuding forests, depleting the ozone layer of the stratosphere and
intensively increasing global warming.




                                                                                                 CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
   Natural resources of energy and matter constitute Earth’s natural capital, which is
essential for human civilization and may be classified as: solar capital (99% of the en-
ergy used on the Earth) and Earth capital (life support resources and processes includ-
ing humans). Consuming natural energy resources and raw materials and consequently
producing wastes is the way industrial and natural systems operate. Too many exam-
ples of the clearly dissipative use of resources exist, many products are degraded and
dispersed to the environment with no attempt to reuse or recycle them. Approximately
30 – 50% of total energy use and greenhouse gas (GHG) emissions result directly
from operating buildings and 10 – 30% of GHG emissions are generated indirectly by
the production and transport of building materials and components (embodied energy)
and disposal of construction and demolition waste. In addition, life support resources
of oxygen and water (freshwater in the world’s lakes and rivers makes up a tiny fraction
about 1 part in 10,000 of all the water on Earth) which represent a vulnerable global
heritage on the Earth, are today under siege and being progressively degraded.
   Relatively recently, the submission of the United Nations Environment Program
(UNEP, 2009) Sustainable Building Initiative (SBCI) to the Ad Hoc Working Group on
Long-Term Cooperative Action under the Convention (AWG-LCA) UNEP SBCI pro-
posed that emission reduction in buildings be recognized as an appropriate area within


●
    Corresponding author: vea@eunet.rs; deresmt@eunet.rs

                                                                                            27
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings



                                                                                                                                           NAMA (Nationally Appropriate Mitigation Action) and that the development of frame-
                                                                                                                                           works required to monitor, report and verify such actions are included in a post-2012
                                                                                                                                           Agreement [1].
                                                                                                                                              A registry of nationally appropriate mitigation action by all developing countries
                                                                                                                                           should be established, supported and enabled by developed countries through the
                                                                                                                                           provision of the means of implementation (technology, financing and capacity-building)
                                                                                                                                           to developing countries in a measurable, reportable and verifiable manner in order to
                                                                                                                                           develop policy packages that promote emission reductions in buildings under NAMAs.
                                                                                                                                              These policy packages will require the development of indicators and metrics to
                                                                                                                                           report on emissions from buildings and to establish national baselines to enable report-
                                                                                                                                           ing of achieved emission reductions.
                                                                                                                                              Greenhouse gas emission reduction in buildings offers an obvious opportunity for
                                                                                                                                           developed and developing countries to cooperate in achieving common but differenti-
                                                                                                                                           ated action to realize significant energy efficiency improvements. It should be noted
                                                                                                                                           that all emission scenarios and models report on how to stabilize the concentration of
                                                                                                                                           greenhouse gases in the atmosphere at 450 ppm CO2 eqv, and assume a high level
                                                                                                                                           of energy efficiency implementation, because:
                                                                                                                                            potential for reducing large emission in buildings exists in all countries;
                                                                                                                                            there are widespread opportunities for country-to-country technology-sharing agree-
                                                                                                                                               ments and international capacity building support as the level for implementing en-
                                                                                                                                               ergy efficiency measures in buildings is at different stages in different countries;
                                                                                                                                            emission reduction from buildings can be relatively easily monitored, through en-
                                                                                                                                               ergy consumption in individual buildings or groups of buildings, converted to green-
                                                                                                                                               house gas emissions through emission factors. If the metrics used for energy ef-
                                                                                                                                               ficiency and emission reduction in buildings can be internationally agreed, actions
                                                                                                                                               undertaken by countries will also be measurable, reportable and verifiable at an
                                                                                                                                               international level;
                                                                                                                                            the financing needed for energy efficiency improvements in buildings can to a large
                                                                                                                                               part be offset by reduced energy costs during the lifetime of buildings through fi-
                                                                                                                                               nancial mechanisms. In addition, a concerted approach to investments in energy
                                                                                                                                               efficient buildings would also support a wider shift towards a low carbon society;
                                                                                                                                            a targeted effort involving energy efficiency in buildings under NAMA would not
                                                                                                                                               only reduce greenhouse gas emissions but would also contribute towards other
                                                                                                                                               national sustainable development priorities including employment generation and
                                                                                                                                               upgrading of skills in the existing workforce, provision of more sustainable, afford-
                                                                                                                                               able and healthy buildings, and improved energy security through reduced overall
                                                                                                                                               energy demand. International technology transfer agreements and support to na-
                                                                                                                                               tional capacity building would thereby provide an additional incentive for develop-
                                                                                                                                               ing countries to undertake NAMA in this area.
                                                                                                                                              Related background has been described as follows: the building sector is respon-
                                                                                                                                           sible for more than one third of total energy use and, in most countries, is the largest
                                                                                                                                           source of greenhouse gas emissions. Energy is consumed principally during the use
                                                                                                                                           stage of buildings, for heating, cooling, ventilation, lighting, appliances, etc. A smaller
                                                                                                                                           percentage (approx. 10-20%) of energy use is for the manufacturing, construction
                                                                                                                                           and demolition of materials. According to the Fourth Assessment Report (AR-4) of the
                                                                                                                                           Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) [2], building-related GHG emis-
                                                                                                                                           sions were estimated at 8.6 billion metric tons CO2 eqv. in 2004, and could almost
                                                                                                                                           double by 2030 to reach 15.6 billion metric tons CO2 eqv. in a high-growth scenario.


                                                                                                                                      28
    The IPCC further concluded that the building sector not only has the largest poten-
tial for significantly reducing greenhouse gas emissions, but that this potential is also
relatively independent of the cost per ton of CO2 eqv. achieved. With proven and com-
mercially available technologies, energy consumption in both new and old buildings
can be cut by an estimated 30-50% without significantly increasing investment costs,
while energy savings can be achieved by implementing measures to improve energy
efficiency (smart design, improved insulation, low energy consumption appliances,
high efficiency ventilation and heating/cooling systems, and conservative behavior of
building users, etc.). To ensure that the necessary information for making energy ef-
ficiency improvements in buildings is readily available, and to further this objective,
SBCI, in cooperation with the Finnish research institute VTT, the Central European
University in Hungary and the UNEP Risø Centre on Energy, Climate and Sustainable
Development in Denmark has conducted research and investigated the effects of poli-
cies and approaches tested in countries in both the developed and developing world,
to reduce greenhouse gas emissions from buildings [2]. The diagram, from IPCC AR-4
[2] shown in Figure1, indicates that the significant potential for energy efficiency im-
provements and greenhouse gas emission reduction from buildings is common among
developed and developing countries, as well as in economies in transition. Given po-
tentials do not include non-technical options such as lifestyle changes.
    The most recent Brussels document dated 22.6.2011 – “Proposal for a Directive of
the European Parliament and of the Council on Energy Efficiency and Repealing Di-
rectives 2004/8/EC and 2006/32/EC” has set the objective of achieving 20 % primary
energy savings in 2020.




                                                                                                 CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE




Figure 1. IPCC AR-4: Estimated economic mitigation potential by sector and region using
technologies and practices expected to be available in 2030 [2].

   The commission has put forward a new Energy Efficiency Plan (EEP) setting out
measures to achieve further savings in energy supply and use by transforming certain
aspects of the EEP into binding measures. In addition, it also looks beyond the 20 %
target and seeks to set a common framework to promote energy efficiency in the Union
beyond 2020. The proposal was a strategic priority in the commission’s work program
for 2011. By 2020, all new buildings in the EU must be a “nearly-zero” energy building,
and by 2018, every newly occupied Public Building (new construction or with major
renovations) in the EU must be a “nearly-zero” energy building with minimized loads


                                                                                            29
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings



                                                                                                                                           and exclusively RES used to satisfy remaining energy demand [3]. Most of the herit-
                                                                                                                                           age buildings in Europe are public buildings, consequently the EU 2018’s “nearly-zero”
                                                                                                                                           public buildings law encompasses heritage buildings, too.

                                                                                                                                              2. Sustainability and heritage in a world of change

                                                                                                                                               There are very serious threats to the above mentioned UNEP Sustainable Building
                                                                                                                                           Initiative (SBCI) for it to be realized world-wide. Even if this Initiative were realized, the
                                                                                                                                           road to sustainability would not be opened, unless it were in synergy with improved
                                                                                                                                           energy efficiency and renewable energy sources were not in widespread dissemina-
                                                                                                                                           tion and use. The enormous increase in most developed nations’ productivity and eco-
                                                                                                                                           nomic growth is based on fossil fuel consuming technologies, leading ultimately to
                                                                                                                                           consequent resource exhaustion. Hence, in regarding resource exhaustion and waste
                                                                                                                                           production, for most developed countries with extensively industrialised systems the
                                                                                                                                           situation is at a critical stage. Reality is different. Only a few distinct countries and
                                                                                                                                           nations achieve healthy results and economic growth [4], but resource exhaustion
                                                                                                                                           and waste generation with their consequences are spread nearly uniformly around
                                                                                                                                           the world, so it is the Earth and humankind as a whole, at this critical point, that must
                                                                                                                                           search for renewable energy, environmental and material resources. To understand
                                                                                                                                           how difficult this task is and how many complex constraints must be faced, it should
                                                                                                                                           be stressed that the main effects produced by enormous technical and technological
                                                                                                                                           development are the destruction of the environment and the depletion of resources,
                                                                                                                                           while the most lucrative effects are arms and wars. The rate of resource exhaustion
                                                                                                                                           is in rapid growth, not only as a consequence of an immoderate use regarding many
                                                                                                                                           pathological, technical and technological aspects, but also as a result of wars and
                                                                                                                                           other destructive activities throughout the world.
                                                                                                                                               Sustainable development – the concept of meeting the world’s current needs with-
                                                                                                                                           out compromising the ability of future generations to do the same – has important im-
                                                                                                                                           plications for civil society and economy, the natural environment, and social well being.
                                                                                                                                           Cultural heritage professionals, working to safeguard the built environment, recognize
                                                                                                                                           the synergetic relationship between conservation and sustainability. However, the role
                                                                                                                                           of heritage conservation in achieving sustainability has not yet been fully acknowl-
                                                                                                                                           edged nor have heritage needs been well integrated into sustainability initiatives. This
                                                                                                                                           situation, in some instances, is causing conflict between heritage conservation efforts
                                                                                                                                           and environmental regulations.
                                                                                                                                               In January, 2011, in an event organized by the Getty Conservation Institute, a panel
                                                                                                                                           of cultural heritage professionals discussed their personal experiences in negotiating
                                                                                                                                           these conflicts and offered ways to deal with the causes for this conflict [5]. Architects,
                                                                                                                                           engineers, planners, and conservators discussed the following issues: achievements
                                                                                                                                           in the field of sustainable design for historic buildings; the wide range of conserva-
                                                                                                                                           tion issues, including urban planning, development, economics, policy, and technical
                                                                                                                                           matters; the relationship of heritage conservation with the modern world – including
                                                                                                                                           conferences on museum collections, climate change and on the often contentious in-
                                                                                                                                           terface between preservation and development in “living” historic districts; problems of
                                                                                                                                           deteriorating materials on historic structures; initiatives which seek to improve energy
                                                                                                                                           efficiency in historic buildings without causing harm to their character and appearance.
                                                                                                                                               Historic buildings are inherently sustainable. Conservation maximizes the use of
                                                                                                                                           existing materials and infrastructures, reduces waste, and preserves the historic char-


                                                                                                                                      30
acter of older towns and cities. Sustainability begins with conservation. Historic build-
ings were traditionally designed with many sustainable features that responded to cli-
mate and site. When effectively restored and reused, these features can bring about
substantial energy savings. Taking into account the original climatic adaptations of
historic buildings, today’s sustainable technology can supplement inherent sustainable
features without compromising their unique historic character.
    Preservation keeps history and culture alive. The public benefits of both preser-
vation and sustainability are clearly evident and as objectives should be considered
jointly. Museums house the treasures of world history and are showcases for our cul-
tural heritage. They are often buildings of great importance and representative of the
culture of their society. In the context of energy and environment, museums not only
number tens of thousands of buildings in Europe, they are also visited by millions of
people. Consequently, they are of great significance in furthering culture in the tourist
economy and of tremendous importance as a demonstration of educational poten-
tial. Despite their importance however, existing museums as well as new museum
buildings are very rarely energy efficient and often provide unsatisfactory conditions in
terms of comfort.
    Historic buildings have often been considered “off limits” for energy projects by
those trying to meet energy efficiency goals. However, high energy costs, and for
example in the EU, strict requests/directives – EPBD (Energy Performance Building
Directive) for public buildings (which museums obviously are) cannot be ignored. Im-
provement of museum building energy efficiency and the implementation of renewable
energy sources can definitely contribute to their integrated sustainability (construction,
satisfying energy demand, the economy, IAQ, protection and conservation of artifacts).
    One of the first projects in this direction was the EU – Intelligent Europe project
“New energy for old buildings – promoting the integration of RES & RUE (Renew-
able Energy Sources and Rational Use of Energy) measures in historic buildings (NE-




                                                                                                  CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
W4OLD), 2007 -2008 /4/. The project’s aim was to promote the integration of renew-
able energy and energy efficiency technologies into historic buildings, and to create a
European network of Renewable Energy Houses (REH) in the different Member States
of the European Union. The New4Old aim was to create a network of similar houses
within the EU Member States with the objective of creating a focal point for renewable
energy and energy efficiency measures in these countries and thereby contribute to
overcoming the lack of information about these technologies, which remains one of
the prevailing obstacles to their application. Its focus was to facilitate the integration
of RES and energy efficiency into historic buildings contributing at the same time to
their protection. This approach was chosen because there is such a vast heritage in
Europe which includes architecturally historic buildings under threat of demolition and
secondly, due to the large amounts of energy they waste.
    In the US, the Energy Policy Act of 2005, required federal buildings to achieve spe-
cific levels of energy efficiency and did not exempt historic buildings or even include
their historical conservation as a reason for an agency to exonerate a building from the
requirements of law [7]. Simultaneously, the National Historic Preservation Act calls
for the preservation of US heritage in built environments. Lastly, Executive Orders
encourage private/public partnerships to achieve goals in both energy efficiency and
historical preservation.
    Approximately 25% of the General Services Administration’s (GSA’s) 1,600
buildings are on the National Register of Historic Places, and as much as 50% are


                                                                                             31
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings



                                                                                                                                           more than 50 years old. Similarly, 30% of the Department of Defense’s (DOD’s)
                                                                                                                                           350,000 buildings are historic with a full 69% eligible for this designation within
                                                                                                                                           20 years. Both the National Park Service and Smithsonian Institution are also
                                                                                                                                           known for their stewardship of a large number of historic buildings. It is clear that
                                                                                                                                           agencies need to take measures regarding historic buildings in order to meet the
                                                                                                                                           EPAct 2005 goals, yet energy projects are often precluded by historic preservation
                                                                                                                                           requirements.

                                                                                                                                             3. Heritage Building Refurbishment – case studies and methodologies

                                                                                                                                               The EU seven museums project [8] concerns the energy efficient and sustainable
                                                                                                                                           retrofitting of eight selected museums and the construction of a new arts centre. The
                                                                                                                                           following buildings were included: Archaeological Museum of Delphi, Greece; Art Mu-
                                                                                                                                           seum of Kristinehamn, Sweden; Herzog-Anton-Ulrich Museum, Braunschweig, Ger-
                                                                                                                                           many; National Museum Pompeo Aria, Marzabotto, Italy; The pUBLIC Arts Centre,
                                                                                                                                           West Bromwich, United Kingdom; National Archaeological Museum, Lisbon, Portugal;
                                                                                                                                           Bardini Museum, Florence, Italy; Slovene Ethnographic Museum, Ljubljana, Slovenia.
                                                                                                                                           The main objectives of the project were as follows:
                                                                                                                                            to apply and test new and innovative technologies to advance architecturally inte-
                                                                                                                                                grated environmental control strategies;
                                                                                                                                            to demonstrate that energy efficient and sustainable museum buildings can fully
                                                                                                                                                meet architectural, functional, visual and thermal comfort, control and safety re-
                                                                                                                                                quirements;
                                                                                                                                            to achieve total energy savings of over 35% in retrofitting and 40% in new buildings
                                                                                                                                                and reduce CO2 emissions by over 50%;
                                                                                                                                            to contribute to preserving European cultural heritage and to accepting innovative
                                                                                                                                                and renewable technologies in public buildings.
                                                                                                                                                The project was only partially completed due to unexpected delays and unforeseen
                                                                                                                                           problems in some of the projects. Out of the eight museums, five were completed, two
                                                                                                                                           completed part of the construction work, while one museum reached only the design
                                                                                                                                           stage. However, the performed simulations and monitoring results proved the retrofit-
                                                                                                                                           ting strategies to be successful, thus setting new standards for energy consumption in
                                                                                                                                           museum buildings.
                                                                                                                                               The main difference in the project compared to a conventional museum design
                                                                                                                                           was in the approach. The conventional approach in museum design nowadays usually
                                                                                                                                           opts for the sealed or nearly enclosed box approach, where the museum operation
                                                                                                                                           relies completely on artificial means. The implementation of the MUSEUMS project
                                                                                                                                           has demonstrated that the application of bioclimatic and energy efficient design strate-
                                                                                                                                           gies regarding day-lighting, natural ventilation and use of the building’s thermal mass
                                                                                                                                           can significantly reduce energy consumption without reducing comfort and safety re-
                                                                                                                                           quirements. It was furthermore demonstrated that the vast existing building stock in
                                                                                                                                           Europe (old buildings, warehouses, factories) can well be reused and converted into
                                                                                                                                           museums.
                                                                                                                                               The energy designs for the retrofitting, conversion, and new construction of the
                                                                                                                                           museum buildings addressed in the MUSEUMS project, incorporate improvement
                                                                                                                                           measures which are not only innovative in the field of museum design, but also highly
                                                                                                                                           replicable in similar museums in Europe. They include:



                                                                                                                                      32
   improvement of the microclimate through the appropriate use of shading, planting,
    water surfaces etc. in order to decrease air temperature surrounding the building
    and reduce the building's cooling requirements;
 improvement of the building envelope by improving insulation, glazing, optimizing
    natural ventilation and daylight techniques through appropriate design and the use
    of advanced materials and components in their construction in order to reduce
    thermal loss in the buildings;
 improvement of HVAC (heating, ventilation and air conditioning) and energy supply
    systems used for heating (i.e. heat recovery), cooling (i.e. use of ceiling fans, night
    ventilation, exposed mass strategies), ventilation (i.e. demand control ventilation)
    and artificial lighting (i.e. improved luminaries and lighting devices, use of task light-
    ing, day-light compensation;
 improvement of control strategies including use of BEMS (Building Energy Man-
    agement System), distribution/demand control strategies, intelligent control etc. in
    order to optimize the performance of the various installed innovative systems and
    properly adjust their operation according to building requirements.
    Some of the specific innovative techniques that have been incorporated in muse-
    ums include:
 demand controlled hybrid ventilation and automatically controlled natural ventila-
    tion;
 daylight optimization for general illumination and for exhibit display and light redi-
    rection ceiling geometry for best daylight distribution, as well as special window
    panels to control day-lighting and, at the same time, provide sound absorption to
    compensate for highly reflective historic internal surfaces that cannot be altered;
 innovative glazing components like super insulating and diffusing glass;
 highly efficient lighting system with HF-ballasts(high frequency) and continuous
    daylight control;




                                                                                                      CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
 active solar energy supply air preheating (solar thermal) and PV roof integrated
    lighting system;
 low temperature floor heating systems with pulse operation and use of the return
    water from a radiator system;
 borehole water cooling and recycling systems;
 use of ecologically sound materials;
   A large variety of technical innovations regarding the energy design and control
systems were implemented in the retrofitting conversion or erection of the museum
buildings involved in this project. The majority of the building owners participating in
the project were public institutions which deal with the erection or refurbishment of mu-
seums, and there is expectation that the results obtained through the implementation
of the project will lead to the refurbishment or new construction of a number of further
energy efficient museum buildings.

    3.1. Importance of BPS – Building Performance simulation

   The Belgrade Museum of Contemporary art [9], constructed 25 years ago was ar-
chitecturally designed to be a modern day masterpiece (Figure 2). With huge glazed
envelope surfaces it needed a great deal of attention with respect to controlling solar
radiation and solar gains, as well as glare-effect day-lighting.



                                                                                                 33
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings




                                                                                                                                           Figure 2. Contemporary art Museum in New Belgrade (left); in reconstruction (right).

                                                                                                                                              In planning the refurbishment, RADIANCE and ADELINE software was used as it
                                                                                                                                           was of crucial importance to select the best glazing features and study dynamic day-
                                                                                                                                           lighting, with BPS to optimize the whole envelope and building structure integrally with
                                                                                                                                           HVAC and other technical systems (see day lighting study results in Figures 3-4).




                                                                                                                                           Figure 3. Day-lighting in the office desk plane 90cm above 1st floor, for glazing visible light
                                                                                                                                           transmittance 0,72% and sunny sky, left max 7010lux, min: 140lux, right max: 350lux, min: 80lux




                                                                                                                                           Figure 4. Day-lighting distribution in the office on 1st floor, for glazing visible light transmittance
                                                                                                                                           0,72% and sunny sky, left at 12 am and right at 6 pm

                                                                                                                                              3.2. The importance of CFD study for HVAC design and optimal operation
                                                                                                                                              control

                                                                                                                                              The Tombs of the kings, Luxor, Egypt [10] is one of the national income supports
                                                                                                                                           which helps in increasing the standard of living .The Tombs of the kings, Luxor, Egypt
                                                                                                                                           are considered one of the most important structures in Egyptian Pharaoh heritage


                                                                                                                                      34
and a favorite destination for tourists. User comfort is an important issue to study to
improve and attract further tourism. Relative humidity, temperature, mechanical vibra-
tions, lighting, noise and insects are the main factors given attention for their significant
influence on both humans and artifacts. The monuments in the Valley of the Kings are
under serious threat, both from natural phenomena (flash-flooding) and from the con-
stant demands of tourism. The wall paintings in the Valley represent the greatest col-
lection of ancient art in the world. As Egypt’s Ministry of Culture and Supreme Council
of Antiquities are only too aware, dramatic steps must and are being taken to control
the situation, reverse current trends and ensure the tombs’ continuing survival. There
are many factors producing negative effects on the artifacts which can be divided into
external factors and internal factors.
    The greatest external threat factor is flood water penetration by flash flooding,
as illustrated by the dramatic and tragic events of 1994. Heavy rains in the Theban
Mountains are not unusual and have been noted since ancient times. Several tombs in
the Valley of the Kings are completely choked or contain chambers that are thoroughly
encumbered with the debris of flooding.
    Internal threat factors are relative humidity, temperature, illumination intensity, bio-
logical attacks by microbiological infections, vibration and human comfort as well as
certain chemical reactions to artifact materials. There is a level of Environmental Mois-
ture Content (EMC), consistent with maximum chemical, physical, or biological stabil-
ity. When the EMC is too low or too high, the associated relative humidity becomes
a risk factor. Therefore, it is of prime importance to regulate the surrounding relative
humidity to within acceptable limits in order to minimize risk associated with moister
levels. Temperature is a very critical factor because of chemical changes which occur
when temperature becomes too low or too high. Thermal energy not only accelerates
aging, but can also magnify the effects of incorrect relative humidity. Recommended
standards for thermal comfort parameters are published in the ASHRAE handbook /6/




                                                                                                     CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
(Table 1). It is extremely important to control room temperature to avoid any harmful
effect. Illumination intensity control is important because overexposure to light can
cause photochemical or photo physical changes in some materials. Biological attacks
include some insect species, mold, fungi and bacteria; monitoring relative humidity
and ventilation can keep it under control, while fungi activity can be curbed by reducing
relative humidity levels. Fungi activity can be observed in the Valley of the Kings and
has led to undesirable effects such as those shown in the figure below on the tomb wall
paintings. Most molds thrive at warmer temperatures.

Table 1. Mold temperature and moisture relationship – ASHRAE [11]

                                          Optimum                     Limits

           Species                  °C     RH                 °C     °C        RH
aspergillums asmteelodami            33    93%                10       42           71%
A. niger                             33    >98%               12       43           78%
A. Gumigatus                         40    >97%               12        53          82%
Penicillium matensil                 23    >98%               <5        32          79%
P.islandicum                         31    >97%               10        38          83%
 Stackybotrys atra                   23    >8%                7         37          94%


                                                                                                35
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings



                                                                                                                                               Vibration transmitted by motors, compressors, tourist buses, seismic shocks and
                                                                                                                                           the wind can damage sensitive objects. Care must be taken due to the risk of vibration
                                                                                                                                           transfer through ductwork to works hung on adjacent walls or in particularly active air
                                                                                                                                           currents. Human comfort is a very important issue. The above parameter can be con-
                                                                                                                                           trolled and is also affected by health, age, activity, clothing, sex, food, location, season,
                                                                                                                                           etc. ASHRAE standard 55-1992 Thermal Environmental Conditions for Human Oc-
                                                                                                                                           cupancy sets out several principles that must be accomplished by the air distribution
                                                                                                                                           system.
                                                                                                                                               One thesis [10] investigates the airflow characteristics inside the archaeological
                                                                                                                                           tombs of the kings. It is important to study and monitor the inside climate system of
                                                                                                                                           these tombs for the preservation of artifacts and visitor comfort. This study includes
                                                                                                                                           literature review from previous studies related to ventilation systems inside the en-
                                                                                                                                           closure using CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis principles. The solution
                                                                                                                                           algorithm is carried out using FLUENT® a commercial CFD program; the algorithm
                                                                                                                                           used for linking velocities and pressure is the SIMPLEC algorithm and the turbulence
                                                                                                                                           model used is principally a standard k-e model.
                                                                                                                                               Airflow characteristics in ventilated and air-conditioned spaces play an important
                                                                                                                                           role in attaining comfort and hygiene conditions. The thesis utilizes a 3D CFD model
                                                                                                                                           to assess the airflow characteristics in the ventilated and air-conditioned archeologi-
                                                                                                                                           cal tombs of the Egyptian Kings in the Valley of the Kings, Luxor, Egypt. It was found
                                                                                                                                           that an optimum airside design system can be attained if the airflow is directed so as
                                                                                                                                           to pass all the enclosure areas before extraction by carefullyl selecting near wall ve-
                                                                                                                                           locities to avoid any wear or degradation of the tomb-wall paintings. Evaluation should
                                                                                                                                           include assessment of the airflow characteristics in each tomb passage according to
                                                                                                                                           its position in the enclosure, thermal pattern and air quality. The airside design and
                                                                                                                                           internal obstacles are the focus of the present work. The free air supply and mechani-
                                                                                                                                           cally extracted ducted air play an important role in the main flow pattern and the crea-
                                                                                                                                           tion of main recirculation zones. Internal obstacles can affect the airflow pattern in
                                                                                                                                           different ways, such as increasing the recirculation zones or by deflecting the main
                                                                                                                                           airflow pattern.
                                                                                                                                               To design an optimum HVAC airside system that provides comfort and air quality
                                                                                                                                           in the air-conditioned spaces with efficient energy consumption is a great challenge.
                                                                                                                                           The level of air conditions to be maintained are dictated by the local environment, type
                                                                                                                                           and number of visitors, required climate and required visitors comfort and conserva-
                                                                                                                                           tion status. One study [10] introduces a description of the computational solver and its
                                                                                                                                           validation with steady state results from previous related literature. Basically, airside
                                                                                                                                           design types are considered here for the tomb passage of King Ramses VII, including
                                                                                                                                           the alternative positioning of visitors (obstacles) to introduce the capacity of the design
                                                                                                                                           to provide optimal characteristics for airflow and thermal regime. The primary objective
                                                                                                                                           was to assess airflow characteristics, thermal pattern and energy consumption in the
                                                                                                                                           different tomb ventilation configurations in view of basic known flow characteristics.
                                                                                                                                           Based on optimized work, the simulated design proposes to extract air through floor-
                                                                                                                                           mounted ports each 1.0x0.15 m at four different locations, with air freely entering the
                                                                                                                                           tomb at 310 K. Considering that the air velocity in the tomb should not exceed 0.12 m/s
                                                                                                                                           in order not to create any undesired drafts, Figure 5 shows that this limit is satisfied
                                                                                                                                           regarding velocity values (left) and the predicted impact of visitor numbers on relative
                                                                                                                                           humidity is shown in the graph on the right.
                                                                                                                                               It is very interesting to observe the higher velocities in the middle section of the tomb


                                                                                                                                      36
as a result of the reduction in passage height. The internal structure of the tomb and
the existence of visitors as obstacles resulted in the shown velocity contours. The main
flow pattern of the free supplied air and floor mounted extracts is proposed as a viable
solution to reduce the relative humidity in the tomb to preserve the artifacts.




Figure 5. Predicted Velocity Contour distribution around visitors plane, m/s (left); relative humidity
profiles for different visitor numbers

   The completed study indicated the adequacy of floor extracts that do not disturb
the archeological value of the tomb without the need to add artificial materials in the
tombs. The influence of the recirculation zones on the visitors occupancy zone and
on the supply of fresh air were also investigated. The influence of the visitors on the
flow pattern and thermal behavior was shown in different cross sectional views for air
velocity and temperatures. For each zone in the tomb, a corresponding airside design
(extract grille locations) is suggested to provide optimum utilization of the supplied air
and to limit relative humidity.




                                                                                                              CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
   4. Belgrade aviation museum refurbishment – Benchmarking and Labeling

   An initiative has currently been launched in Belgrade for the Museum of Aviation
project with the aim of achieving complete energy renovation/refurbishment in the
museum building. The Museum of Aviation in Belgrade was founded in 1957 as the
Yugoslav Aeronautical Museum (MJV – Muzej Jugoslovenskog Vazduhoplovstva now
MVB – Muzej vazduhoplovstva-Beograd). The facility is located adjacent to Nikola
Tesla Airport. The current facility opened to the public on May 21, 1989 (Figures 6-7).
   The main collection is housed in an architecturally noteworthy geodesic-based
glass building with additional aircraft displayed on the surrounding grounds. The mu-
seum owns over 200 aircraft used in the past by the Serbian and Yugoslav Air Forces,
Aeronautical clubs and Avio-companies, and range from gliders to helicopters to jet
fighters. At any given time, around 50 are exhibited inside the building. A few of the
aircraft on display are the only surviving examples of their type, including the Fiat G.50.
The museum also displays relics of US and NATO aircraft “donated” during the 1990s
Balkans conflict, including wreckage from a US F-117 Nighthawk. In addition, the col-
lection consists of more than 130 aviation engines, numerous radars, rockets, various
aeronautical equipment, over 20,000 reference books and technical documentation as
well as more than 200,000 photographs.
   Although huge progress has been made in air conditioning and heating technolo-
gies while saving energy in modern buildings, most of the damage to collections of


                                                                                                         37
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings



                                                                                                                                           art works in historic buildings are still caused by unfavorable climate conditions. An
                                                                                                                                           increasing problem caused by the adaptation of traditional buildings to new uses is
                                                                                                                                           the proliferation of mold growth. Knowledge of how to prevent microbiological attack is
                                                                                                                                           already needed in the planning stage of interventions. The problem of mold growth has
                                                                                                                                           been found among other forms of deterioration on the glazed and concrete part of the
                                                                                                                                           museum structure. This kind of problem will eventually gain further importance due to
                                                                                                                                           the effects of climate change, since in various parts of Europe it is becoming increas-
                                                                                                                                           ingly warmer and more humid [12-13].
                                                                                                                                              Preliminary building inspection and audit, including relevant data collection have been
                                                                                                                                           carried out and currently project development work is being devoted to the Deep Energy
                                                                                                                                           Refurbishment Design Brief . This will encompass even the very fundamental redefinition
                                                                                                                                           of the Museum’s New Mission and new activities, thus taking on a challenging new role
                                                                                                                                           aimed at sustainability, heritage knowledge, the dissemination of ethics, and management
                                                                                                                                           in a changing world. A series of topics are included, related to the museum’s sustainability,
                                                                                                                                           in particular relevant benchmarking and the determination of reference sustainability mod-
                                                                                                                                           els as required features for the building’s environmental and energy relevant performance
                                                                                                                                           (nearly Zero, netZero or Zero) or in other words which labeling rating system to apply. At
                                                                                                                                           present, there is no ideal system available. Globally, the most well known and recognized is
                                                                                                                                           LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) – even the current version should
                                                                                                                                           be revisited to better take into consideration the social values and environmental benefits
                                                                                                                                           of preserving historic structures; this would be a good start. The discussion, however, must
                                                                                                                                           continue to engage preservation, sustainability, and construction communities to assure the
                                                                                                                                           best possible outcome [14-15].




                                                                                                                                           Figure 6. Museum building’s glazed envelope and exposed aircraft -artifact




                                                                                                                                           Figure 7. Museum building’s glazing and concrete construction structure
                                                                                                                                      38
  5. Revisiting the LEED Rating System – conclusion

    The LEED [7] green building rating system is an assessment tool that is being
adopted throughout North America for the evaluation and promotion of sustainable
design. Its objective is to define and promote practices that limit the negative impact
of buildings on the environment and occupants, and to prevent exaggerated or false
claims of sustainability by providing a standard of measurement. The five key sections
of the LEED rating system are sustainable sites, water efficiency, energy and atmos-
phere, materials and resources, and indoor environmental quality; in addition, a sixth
section deals with design process and innovation. It is assumed that LEED focuses
only on new constructions, but LEED is equally, or possibly even more important for
existing buildings. The majority of buildings we use are at least 30 years old, and are
potentially an enormous resource we need to refurbish deeply using integrated RES
technologies. In Europe, the expected life of a building is usually at least 60-100 years
and many buildings last considerably longer, while much shorter time periods are typi-
cal in North America [7].
    LEED can be used for major renovations, and there are measurable environmen-
tal gains to be achieved through the maintenance, conservation, improvement and
evolution of existing building stock, including heritage buildings and presents a major
investment in natural and human resources. Maintenance and conservation can sig-
nificantly reduce the volume of demolition and construction waste, reducing demand
for nonrenewable materials utilization and the embodied energy that would be invested
in the construction of new buildings. Comparisons suggest that the embodied energy
saved from renovating an older building rather than building new can be equivalent to
10 to 30 years of operating energy use.
    Although LEED does not outline recognition of the benefits in saving heritage build-
ings, it does encourage the reuse of existing buildings. Credits are available for reus-




                                                                                                 CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
ing 75 percent to 95 percent of the existing building structure and shell. Thus, there
is some incentive for designers to focus on existing structures. However, due to con-
cerns about global warming, a significant focus in LEED is on energy efficiency and
related greenhouse gas emissions, which in a certain sense is a potential discrepancy
between heritage conservation and sustainability objectives that may be difficult to
resolve. Many older buildings have poor insulation and air tightness, poor thermal per-
formance and consequently higher energy use. They were often designed for different
uses and density of occupancy than their current use. Renovation strategies, such as
modern quality glazing and increased insulation, are in conflict with conservation poli-
cies and can sometimes create technical problems , such as potential condensation.
It is consequently necessary to develop effective methods for energy use reduction in
heritage buildings with minimal damage to cultural artifacts and structures. To move
towards a more sustainable built environment, we need to treat existing buildings as a
potential resource. Demolition should be seen as a last resort, and even then materials
and components can provide valuable resources for new buildings, avoiding the use
of new primary materials.
    Instead of the concluding remarks for this paper, a list follows with consequent com-
ments and corresponding proposals as a result of revisiting LEED’s rating system with
reference to historic and heritage buildings and main items in the LEED system [7].
    Sustainability Rating Systems and Historic Buildings – general remarks:



                                                                                            39
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings



                                                                                                                                              Recognize that there is an existing initiative to encourage the incorporation of his-
                                                                                                                                               toric building qualities into LEED, for which only historic buildings can qualify.
                                                                                                                                            Encourage the review of credit categories.
                                                                                                                                           Energy Efficiency:
                                                                                                                                            Reexamine the energy efficiency performance threshold.
                                                                                                                                            Include a new measurement platform for examining new construction vs. old con-
                                                                                                                                               struction over the course of the life cycle.
                                                                                                                                           Materials:
                                                                                                                                            Establish a credit for retention and repair and traditional craft.
                                                                                                                                            Measure the quality of materials removed; currently credit is provided only for re-
                                                                                                                                               maining materials.
                                                                                                                                            Assign points for the design of repairs.
                                                                                                                                            Reexamine the point system for no action or retention of existing materials.
                                                                                                                                           Siting:
                                                                                                                                            Recognize the difficulty for historic buildings in terms of siting issues.
                                                                                                                                           Indoor Air Quality:
                                                                                                                                            Amplify current benefits.
                                                                                                                                           Innovation:
                                                                                                                                            Introduce cultural value; possibly applicable for historic buildings only.
                                                                                                                                            Recognize intrinsic value of traditional building structures and systems.
                                                                                                                                            Recognize the need for a technical study on durable materials worthy of environ-
                                                                                                                                               mental credit.
                                                                                                                                           Holistic approach characteristics:
                                                                                                                                            Climate specific.
                                                                                                                                            Examines urgency of upgrades; applicable primarily for long-term projects.
                                                                                                                                            Must account for a building’s total needs.
                                                                                                                                            Studies a building’s inherent energy efficiency features.
                                                                                                                                            Should examine the history of building and energy use.
                                                                                                                                            Should consider possible unintended consequences of modern technologies in his-
                                                                                                                                               toric buildings.
                                                                                                                                            Respect historic preservation and energy efficiency ideals.

                                                                                                                                                 References

                                                                                                                                           [1]    Submission of the United Nations Environment Programme (UNEP) Sustainable
                                                                                                                                                  Building Initiative (SBCI) to the Ad Hoc Working Group on Long-Term Cooperative
                                                                                                                                                  Action under the Convention (AWG-LCA), 24 April 2009
                                                                                                                                           [2]    IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007 (AR4)
                                                                                                                                           [3]    HOLL M., Cost optimal policy for energy efficiency and nearly zero energy build-
                                                                                                                                                  ings in recast EPBD Directive, the European Commission, DG Energy, REHVA,
                                                                                                                                                  Annual Meeting, Tallin, 2011
                                                                                                                                           [4]    TODOROVIC M. S., Sustainability Research and Education via Interdisciplinari-
                                                                                                                                                  ness and Harmony, International Conference on Advances in Infrastructure for
                                                                                                                                                  Electronic Business, Science, and Education on Internet, Proceedings, F 3-6,
                                                                                                                                                  paper No. 161, pp. 1-10, Scuola Superiore G. Reiss Romoli, L`Aquila, 2000
                                                                                                                                           [5]    Getty Conservation Institute, Sustainability and Heritage in a World of Change,
                                                                                                                                                  Video/Panel discussion, January 11, 2011,http://www.cultureindevelopment.nl/
                                                                                                                                                  News/


                                                                                                                                      40
[6]    Discussing_Culture_and_Development/ 922/ Sustainability_ and_Heritage_
       in_a_World_of_ ChangeNew energy for old buildings – Promoting the integration
       of RES & RUE measures in historic buildings (NEW4OLD), 2007 -2008
[7]    Proceedings of the Workshop on Historic Preservation and Energy Efficiency in
       Federal Buildings, December 6-7, 2006, Decatur House Museum Washington,
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       ergy Efficiency and Renewable Energy, U.S. Department of Energy
[8]    Project Number: NNE5-1999-00020: Title of Project: MUSEUMS – Energy Ef-
       ficiency and Sustainability in Retrofitted and New Museum Buildings – Common
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[9]    TODOROVIC M.S., 2002, Contemporary Art Museum in Belgrade, Dynamic Day-
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[10]   SALAMA O.M., 2008, Flow, Thermal Patterns and Moisture Distributions in Ven-
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[11]   ASHRAE Handbook – HVAC Applications (SI), Chapter 21: museums, galleries,
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[12]   PETROSYAN V., 2011, Chemical Safety Problems, Conservation Science in Cul-
       tural Heritage, 11, pp. 51-67
[13]   ALTERIO S., BARBARO S., CAMPIONE F.C., CAMPODONICO A., NICASTRI
       E., 2010, Microclimate Management for the Preservation of Cultural Heritage,
       Conservation Science in Cultural Heritage, 10, pp. 71-100
[14]   LORUSSO S., CARBONARA G., GENTILE M.T., 2002, Architectural restoration:
       different conceptions during centuries, Quaderni di Scienza della Conservazione,
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[15]   FATTA G., CAMPISI T., LI CASTRI M., VINCI C., 2009, The façades along the




                                                                                                                 CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
       Cassaro in Palermo: historical-building characterization, degradation, restoration
       norms for interventions, Conservation Science in Cultural Heritage, 9, pp. 231-
       286


               Alla ricerca di un modello olistico sostenibile e replicabile per un completo
            recupero energetico negli edifici storici

               Parole chiave: conservazione, sostenibilità, efficienza energetica, valutazione

                1. Introduzione
                Si era nel 1972 quando le tre famose parole del messaggio di chiusura “Una sola
            Terra” sono state trasmesse in occasione della sessione conclusiva della “Conferenza
            sull’Ambiente delle Nazioni Unite 1972”. Oggi, quarant’anni dopo, avendo raggiunto
            significative innovazioni tecniche e tecnologiche in molti campi, l’umanità si trova
            ad affrontare problemi sempre più evidenti e maggiori in relazione all’esaurimento
            delle risorse e allo smaltimento dei rifiuti. L’industrializzazione e il consumo crescente
            delle risorse, stimolato dalle richieste di standard di vita più elevati da parte di una
            popolazione in crescita esponenziale, stanno inquinando gli oceani e l’atmosfera
            della Terra, spogliando le foreste, riducendo lo strato di ozono della stratosfera ed
            aumentando sempre di più il riscaldamento globale.
                Le risorse naturali di energia e materia costituiscono il capitale naturale della
            Terra, che è essenziale per la civiltà umana e può essere classificato come: capitale
            solare (il 99% dell’energia utilizzata sulla Terra) e capitale terrestre (risorse e processi
            di supporto vitale tra cui gli esseri umani). Il modo in cui i sistemi industriali e naturali
            operano è quello di consumare le risorse naturali di energia e le materie prime e


                                                                                                            41
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings



                                                                                                                                           produrre rifiuti. Ci sono troppi esempi di usi chiaramente dannosi delle risorse, molti
                                                                                                                                           prodotti sono degradati, dispersi nell’ambiente, e persi senza alcun tentativo di
                                                                                                                                           essere riutilizzati o riciclati. Circa il 30 – 50% del consumo totale di energia e di gas a
                                                                                                                                           effetto serra (GHG) deriva direttamente da edifici e il 10 – 30% delle emissioni di gas
                                                                                                                                           serra sono generate indirettamente dalla produzione e dal trasporto di materiali da
                                                                                                                                           costruzione, dei componenti (energia incorporata) e dallo smaltimento dei materiali di
                                                                                                                                           costruzione e demolizione. Inoltre, le risorse vitali di ossigeno e acqua (l’acqua dolce
                                                                                                                                           nei laghi e fiumi del mondo costituisce una piccola frazione di circa 1 parte su 10.000
                                                                                                                                           di tutta l’acqua sulla Terra), un patrimonio globale vulnerabile sulla Terra, oggi sono
                                                                                                                                           sotto assedio e in progressivo degrado.
                                                                                                                                               Relativamente recente, la presentazione di United Nations Environment Program
                                                                                                                                           (UNEP, 2009) Sustainable Building Initiative (SBCI) alla Ad Hoc Working Group
                                                                                                                                           on Long-Term Cooperative Action under the convention (AWG-LCA) UNEP SBCI
                                                                                                                                           propone che la riduzione dell’emissione negli edifici sia riconosciuta in un’appropriata
                                                                                                                                           area del NAMA (Nationally Appropriate Mitigation Action) e che lo sviluppo di
                                                                                                                                           programmi necessari per monitorare, segnalare e verificare tali azioni siano inserite
                                                                                                                                           in un accordo post-2012 Agreement [1].
                                                                                                                                               Un registro di un’appropriata azione di attenuazione a livello nazionale da parte
                                                                                                                                           dei Paesi in via di sviluppo dovrebbe essere istituito, sostenuto e consentito dai Paesi
                                                                                                                                           sviluppati, attraverso la fornitura dei mezzi di attuazione (tecnologia, finanziamenti e
                                                                                                                                           di capacity-building) ai Paesi in via di sviluppo in maniera misurabile, rendicontabile
                                                                                                                                           e verificabile, al fine di sviluppare delle linee guida che promuovano la riduzione
                                                                                                                                           delle emissioni negli edifici all’interno del NAMA. Queste linee guida richiederanno lo
                                                                                                                                           sviluppo di indicatori che segnalino le emissioni dagli edifici e linee di base nazionali
                                                                                                                                           in grado di comunicare le riduzioni delle emissioni conseguite.
                                                                                                                                               La riduzione delle emissioni dei gas serra negli edifici offre l’evidente opportunità
                                                                                                                                           per i Paesi sviluppati e in via di sviluppo di cooperare al raggiungimento di un’azione
                                                                                                                                           comune, ma differenziata per realizzare significativi miglioramenti di efficienza
                                                                                                                                           energetica. Va notato che tutti gli scenari e i modelli di rapporto su come stabilizzare la
                                                                                                                                           concentrazione di gas a effetto serra nell’atmosfera a 450 ppm CO2 eqv, suppongono
                                                                                                                                           un alto livello di attuazione di efficienza energetica, perché:
                                                                                                                                           • il potenziale per la riduzione di grandi emissioni negli edifici esiste in tutti i Paesi;
                                                                                                                                           • ci sono opportunità diffuse di accordi di condivisione tecnologica da Paese a
                                                                                                                                                Paese e di sostegno internazionale allo sviluppo delle capacità, visto che
                                                                                                                                                l’attuazione delle misure di efficienza energetica negli edifici è a livelli diversi nei
                                                                                                                                                diversi Paesi;
                                                                                                                                           • la riduzione delle emissioni dagli edifici può essere monitorata in modo
                                                                                                                                                relativamente facile attraverso il consumo di energia negli edifici singoli o gruppi
                                                                                                                                                di edifici, convertita attraverso fattori di emissione alle emissioni di gas serra. Se
                                                                                                                                                i parametri utilizzati per l'efficienza energetica e la riduzione delle emissioni negli
                                                                                                                                                edifici possono essere concordati a livello internazionale, le azioni intraprese dai
                                                                                                                                                Paesi saranno anche misurabili, rendicontabili e verificabili a livello internazionale;
                                                                                                                                           • la necessità di finanziamento per il miglioramento dell'efficienza energetica negli
                                                                                                                                                edifici può in gran parte essere compensata dai costi energetici ridotti durante il
                                                                                                                                                periodo di vita degli edifici, attraverso meccanismi finanziari. Inoltre, un approccio
                                                                                                                                                concentrato sugli investimenti in efficienza energetica degli edifici potrebbe anche
                                                                                                                                                portare a un più largo cambiamento verso una società con più bassa emissione
                                                                                                                                                di carbonio;
                                                                                                                                           • un’efficienza energetica mirata negli edifici in NAMA non solo ridurrebbe le
                                                                                                                                                emissioni di gas serra, ma contribuirebbe anche ad altre priorità di sviluppo
                                                                                                                                                sostenibile nazionali, tra cui la creazione di occupazione e la riqualificazione
                                                                                                                                                delle competenze della forza lavoro esistente, la fornitura di edifici più sostenibili,
                                                                                                                                                accessibili e sani, e migliorerebbe la sicurezza energetica grazie alla riduzione
                                                                                                                                                della domanda complessiva di energia. Accordi internazionali in materia di
                                                                                                                                                trasferimento di tecnologia e il supporto allo sviluppo delle capacità nazionale
                                                                                                                                                fornirebbero in tal modo un ulteriore incentivo per i Paesi in via di sviluppo ad
                                                                                                                                                intraprendere NAMA in questo settore.
                                                                                                                                               La relativa considerazione di fondo è stata descritta come segue: il settore edilizio
                                                                                                                                           è responsabile di oltre un terzo del consumo totale di energia e, nella maggior parte
                                                                                                                                           dei Paesi, è la più grande fonte di emissioni di gas serra. L'energia viene consumata
                                                                                                                                           principalmente per i vari usi degli edifici: per il riscaldamento, il raffreddamento,
                                                                                                                                           la ventilazione, l’illuminazione, gli elettrodomestici, ecc. Una percentuale minore
                                                                                                                                           (circa 10-20%) del consumo energetico dipende dalla produzione, costruzione

                                                                                                                                      42
e demolizione di materiali. Secondo il Quarto Rapporto di Valutazione (AR-4) del
Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC) [2], le emissioni di gas
serra connessi agli edifici sono state stimate in 8,6 miliardi di tonnellate di CO2 eqv.
nel 2004, e potrebbero quasi raddoppiare entro il 2030, fino a raggiungere 15,6
miliardi di tonnellate metriche di CO2 eqv. in uno scenario di forte crescita.
    IPCC ha inoltre concluso che il settore edilizio non solo ha il maggior potenziale
di riduzione delle emissioni di gas a effetto serra, ma anche che questo potenziale
è relativamente indipendente dal costo per tonnellata di CO2 eqv. raggiunta. Con
le tecnologie collaudate e disponibili in commercio, il consumo di energia negli
edifici vecchi e nuovi può essere tagliato di circa il 30-50%, senza aumentare in
modo significativo i costi di investimento, mentre il risparmio energetico può essere
ottenuto ottimizzando le misure per il miglioramento dell’efficienza energetica (design
intelligente, miglioramento dell’isolamento, elettrodomestici a basso consumo
energetico, ventilazione ad alta efficienza e sistemi di riscaldamento / raffreddamento,
comportamento conservativo degli utilizzatori degli edifici, ecc.). Per garantire che vi
siano informazioni disponibili necessarie per utilizzare il miglioramento dell’efficienza
energetica negli edifici e per promuovere questo obiettivo, SBCI, in collaborazione
con l’istituto di ricerca finlandese VTT, la Central European University in Ungheria e
l’UNEP Risø Centre on Energy, Climate and Sustainable Development in Danimarca,
ha condotto ricerche e investigato gli effetti delle politiche e degli approcci testati sia
nei Paesi nel mondo sviluppato che in quelli in via di sviluppo, per ridurre le emissioni
di gas serra provenienti da edifici [2]. Il diagramma, da IPCC AR-4 [2], visualizzato
in Figure1, indica che il significativo potenziale di miglioramento dell’efficienza
energetica e di riduzione delle emissioni di gas a effetto serra da edifici è comune
tra i Paesi sviluppati e in via di sviluppo, così come nelle economie in transizione. I
potenziali forniti non includono opzioni non tecniche come il cambiamento del modo
di vivere.
    Il più recente documento di Bruxelles, in data 2011/06/22 – “The Proposal for a
Directive of the European Parliament and of the Council on Energy Efficiency and
Repealing Directives 2004/8/EC and 2006/32/EC” – si pone l’obiettivo di raggiungere
il 20% di energia primaria da salvare per il 2020. La commissione ha presentato un
nuovo Energy Efficiency Plan (EEP) che stabilisce le misure per conseguire ulteriori
risparmi nell’approvvigionamento energetico e nell’uso, trasformando alcuni aspetti di
EEP in misure vincolanti. Inoltre, guarda oltre l’obiettivo del 20% e cerca di stabilire un
quadro comune per promuovere l’efficienza energetica nell’Unione dopo il 2020. La




                                                                                                       CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
proposta è stata una priorità strategica nel programma di lavoro della Commissione
per il 2011. Entro il 2020, ogni nuovo edificio nell’Unione Europea deve essere un
edificio a energia “quasi-zero”, ed entro il 2018 ogni nuovo edificio pubblico (nuova
costruzione o grande ristrutturazione) in Europa deve essere a energia “quasi-zero”
con carichi ridotti al minimo ed esclusivamente RES utilizzato per soddisfare il resto
del fabbisogno energetico [3]. La maggior parte degli edifici storici in Europa sono
edifici pubblici e, di conseguenza, la legge sugli edifici pubblici “quasi-zero” di EU
2018 comprende anche gli edifici storici.

    2. Sostenibilità e patrimonio in un mondo che cambia
    Ci sono seri comportamenti che riguardano “l’Iniziativa di costruzione sostenibile”
UNEP, (Sustainable Building Initiative (SBCI)) perché sia realizzata in tutto il mondo,
e anche in questo caso, la strada per la sostenibilità non sarebbe aperta se, in
sinergia con il miglioramento dell’efficienza energetica, le fonti di energia rinnovabile
non fossero diffuse su larga scala e in uso. L’enorme aumento della produttività e
della crescita economica delle nazioni più sviluppate si basa sulle tecnologie e, di
conseguenza, causa l’esaurimento delle risorse. Di qui i Paesi più sviluppati con i
sistemi industriali più estesi sono ad oggi, per quanto riguarda l’esaurimento delle
risorse e la produzione di rifiuti, in una fase più critica. La realtà è diversa. Solo
pochi Paesi e nazioni distinte raggiungono risultati sani e una crescita economica
[4], ma l’esaurimento delle risorse e la creazione di rifiuti e i loro effetti sono distribuiti
quasi uniformemente in tutto il mondo, ed è la Terra e l’umanità, nel suo complesso
ad un punto critico, che deve incrementare le energie rinnovabili e le risorse
materiali e ambientali. Per scoprire quanto sia difficile questo compito e quanti e
complessi ostacoli ci sono da affrontare, deve essere sottolineato che i principali
effetti di un grande sviluppo tecnico e tecnologico sono la distruzione degli ambienti
e l’esaurimento delle risorse, mentre quelli più redditizi sono la produzione di armi; il
tasso di esaurimento delle risorse non è solo una conseguenza di un uso smodato

                                                                                                  43
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings



                                                                                                                                           che riguarda molti aspetti patologici dello sviluppo tecnico e tecnologico, ma è anche
                                                                                                                                           il risultato di guerre e altre attività distruttive condotte in tutto il mondo.
                                                                                                                                                Lo sviluppo sostenibile – ovvero la possibilità di soddisfare i bisogni correnti del
                                                                                                                                           mondo senza compromettere la capacità delle generazioni future di fare la stessa
                                                                                                                                           cosa – ha importanti implicazioni per la società civile e l’economia, l’ambiente
                                                                                                                                           naturale e il benessere sociale. I professionisti del patrimonio culturale, lavorando
                                                                                                                                           per salvaguardare l’ambiente costruito, riconoscono il rapporto sinergico tra
                                                                                                                                           conservazione e sostenibilità. Tuttavia, il ruolo della conservazione del patrimonio
                                                                                                                                           nel raggiungimento della sostenibilità non è stato ancora ben riconosciuto, né vi sono
                                                                                                                                           iniziative di sostenibilità rivolte al patrimonio culturale. Questa situazione, in alcuni
                                                                                                                                           casi, sta portando ad alcuni conflitti tra gli sforzi di conservazione del patrimonio e le
                                                                                                                                           norme in materia ambientale.
                                                                                                                                                Nel gennaio 2011, in un evento organizzato dal Getty Conservation Institute, un
                                                                                                                                           gruppo di professionisti del patrimonio culturale ha discusso le proprie esperienze
                                                                                                                                           nella negoziazione di questi conflitti e ha offerto modi per risolvere i motivi di conflitto
                                                                                                                                           [5]. Architetti, ingegneri, pianificatori e conservatori hanno discusso le questioni
                                                                                                                                           seguenti: conquiste nel campo della progettazione sostenibile per gli edifici storici;
                                                                                                                                           vasta gamma di problemi di conservazione, compresi la pianificazione urbana, lo
                                                                                                                                           sviluppo, l’economia, la politica e le questioni tecniche; il rapporto della conservazione
                                                                                                                                           del patrimonio con il mondo moderno, incluse le conferenze sulle collezioni museali,
                                                                                                                                           sul cambiamento climatico e sull’interfaccia spesso contenziosa tra conservazione
                                                                                                                                           preventiva e sviluppo del “vivere” in quartieri storici; i problemi di deterioramento
                                                                                                                                           dei materiali delle strutture storiche; le iniziative che mirano a migliorare l’efficienza
                                                                                                                                           energetica negli edifici storici senza provocare danni alle loro caratteristiche.
                                                                                                                                                Gli edifici storici sono intrinsicamente sostenibili. La conservazione massimizza
                                                                                                                                           l’utilizzazione dei materiali esistenti e delle infrastrutture, riduce gli sprechi e conserva
                                                                                                                                           il carattere storico delle vecchie città. La sostenibilità inizia con la conservazione. Gli
                                                                                                                                           edifici storici sono stati tradizionalmente progettati con molte caratteristiche sostenibili
                                                                                                                                           che hanno risposto al clima e al terreno. Se efficacemente restaurati e riutilizzati,
                                                                                                                                           queste caratteristiche possono portare a notevoli risparmi energetici. Tenendo conto
                                                                                                                                           degli adattamenti originali climatici degli edifici storici, la tecnologia sostenibile di
                                                                                                                                           oggi può integrare intrinsiche caratteristiche sostenibili senza compromettere un solo
                                                                                                                                           carattere storico.
                                                                                                                                                La conservazione mantiene viva la storia e la cultura. I benefici pubblici sia di
                                                                                                                                           conservazione che di sostenibilità sono molto chiari e questo spiega perché questi
                                                                                                                                           obiettivi sono legati. I musei raccolgono i tesori della storia del mondo e sono vetrine
                                                                                                                                           del nostro patrimonio culturale. Si tratta spesso di edifici di grande importanza e
                                                                                                                                           rappresentativi della cultura della loro società. Nel contesto energetico e ambientale i
                                                                                                                                           musei non solo rappresentano un gran numero di decine di migliaia di edifici in Europa,
                                                                                                                                           ma sono anche visitati da milioni di persone. Di conseguenza, hanno un grande
                                                                                                                                           significato, oltre che dal punto di vista culturale, anche per l’economia turistica e sono
                                                                                                                                           di enorme importanza come dimostrazione e potenzialità educative. Nonostante la
                                                                                                                                           loro importanza, i nuovi edifici museali sono raramente ad alta efficienza energetica
                                                                                                                                           e spesso forniscono condizioni di comfort insoddisfacente.
                                                                                                                                                Gli edifici storici sono stati spesso considerati “off limits” per i progetti energetici
                                                                                                                                           da coloro che cercano di soddisfare i loro obiettivi di efficienza energetica. Tuttavia,
                                                                                                                                           gli alti costi energetici e, per esempio in UE, le richieste / direttive severe – tipo
                                                                                                                                           EPBD per gli edifici pubblici (quali sono ovviamente anche i musei) – non possono
                                                                                                                                           essere ignorati: infatti il miglioramento dell’efficienza energetica degli edifici museali
                                                                                                                                           e la realizzazione di fonti di energia rinnovabili sicuramente possono contribuire
                                                                                                                                           alla loro sostenibilità integrata (l’edilizia, la soddisfazione della domanda di energia,
                                                                                                                                           l’economia, IAQ, i manufatti).
                                                                                                                                                Uno dei primi progetti in questa direzione è stato UE – Intelligent Europe project “New
                                                                                                                                           energy for old buildings (Nuova energia per gli edifici vecchi) – che promuove l’integrazione
                                                                                                                                           delle fonti rinnovabili (RES) e delle misure RUE in edifici storici (NEW4OLD), 2007 – 2008
                                                                                                                                           [6]. Scopo del progetto era di promuovere l’integrazione delle energie rinnovabili e le
                                                                                                                                           tecnologie di efficienza energetica in edifici storici, e di creare una rete europea nelle
                                                                                                                                           case di energia rinnovabile e in diversi Stati membri dell’Unione europea. Lo scopo di
                                                                                                                                           New4Old era quello di creare una rete di case simili all’interno degli Stati membri dell’UE
                                                                                                                                           con l’obiettivo di creare un punto focale per le energie rinnovabili e misure di efficienza
                                                                                                                                           energetica in questi paesi: quindi, di contribuire a superare la mancanza di informazioni
                                                                                                                                           su queste tecnologie, che è ancora uno degli ostacoli prevalenti alla loro integrazione
                                                                                                                                           negli edifici. Il suo obiettivo era quello di facilitare l’integrazione delle fonti rinnovabili e

                                                                                                                                      44
dell’efficienza energetica negli edifici storici che contribuiscono allo stesso tempo alla
tutela degli edifici storici. Questo approccio è stato scelto perché vi è un grande patrimonio
edilizio di edifici storici in Europa sotto la minaccia di demolizione. In secondo luogo,
sprecano grandi quantità di energia.
    Negli Stati Uniti, EPAct 2005 ha richiesto che gli edifici federali raggiungessero
specifici livelli di efficienza energetica e che non fossero esonerati gli edifici storici
ovvero che fosse anche inclusa la conservazione storica per gli edifici nell’ambito
dei requisiti di legge [7]. Contemporaneamente, il National Historic Preservation Act
prevede la conservazione del patrimonio degli Stati Uniti nell’ambiente costruito. E,
infine, Ordini Esecutivi incoraggiano partenariati pubblico / privato per raggiungere gli
obiettivi sia per l’efficienza energetica che per la conservazione storica.
    Circa il 25% dei 1.600 edifici dell’Amministrazione dei Servizi Generali (General
Services Administration’s (GSA’s)) sono nel National Register of Historic Places, e
ben il 50% hanno più di 50 anni. Allo stesso modo, il 30% dei 350.000 edifici del
Dipartimento della Difesa (Department of Defense’s (DOD)) sono storici con un
69% ammissibile per tale designazione entro 20 anni. Sia il National Park Service
che il Smithsonian Institution sono anche noti per la gestione di un gran numero di
edifici storici. Chiaramente, le agenzie devono adottare misure in edifici storici al fine
di soddisfare gli obiettivi EPACT 2005, anche se i progetti energetici sono spesso
preclusi da esigenze di preservazione storica.

    3. Ristrutturazione di edifici del patrimonio culturale: casi di studio e
metodologie
    Il progetto EU sette musei [8] riguarda l’efficienza energetica e il rimodernamento
sostenibile di otto musei e la costruzione di un nuovo centro di arte. Gli edifici erano
i seguenti: il Museo archeologico di Delphi, Grecia; il Museo d’arte di Kristinehamn,
Svezia; il Museo Herzog-Anton-Ulrich, Braunscheweig, Germania; il Museo
nazionale Pompeo Aria, Marzabotto, Italia; The Public Arts Centre, West Bromwich,
Regno Unito; il Museo archeologico nazionale, Lisbona, Portogallo; Museo Bardini,
Firenze, Italia; Museo etnografico sloveno, Ljubljana, Slovenia. I principali obiettivi
del progetto erano:
• applicare e testare nuove e innovative tecnologie per promuovere in modo
     architettonico strategie di controllo ambientale integrate;
• dimostrare che gli edifici museali sostenibili e ad efficienza energetica possono
     totalmente incontrare i requisiti di sicurezza, controllo e comfort architettonico,




                                                                                                      CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
     funzionale, visuale e termico;
• aggiungere un risparmio energetico totale di oltre 35% nel rimodernamento e il
     40% nei nuovi edifici e ridurre l’emissione di CO2 oltre il 50%;
• contribuire alla preservazione dei beni culturali europei e accettare tecnologie
     innovative e rinnovabili negli edifici pubblici.
    Il progetto era parzialmente completato, grazie a un ritardo inaspettato e problemi
imprevisti in alcuni dei progetti. Degli otto musei, cinque erano completati, due con i
lavori di costruzione in parte completati, mentre un museo arrivava solo a uno stadio
di progetto. Comunque, le simulazioni svolte e i risultati monitorati hanno provato che
le strategie di modernizzazione hanno avuto successo, testando così nuovi standard
per il consumo di energia negli edifici museali.
    La principale differenza nel progetto, comparata a un’idea di museo convenzionale,
era il suo approccio. L’approccio convenzionale nell’idea museale al giorno d’oggi
solitamente opta per un approccio a scatola sigillata o quasi chiusa, dove l’intervento
museale si basa completamente su strumenti artificiali. L’incremento del progetto
MUSEUMS ha dimostrato che l’applicazione di strategie bioclimatiche e idee di
efficienza energetica, che riguardano la luce del giorno, la ventilazione naturale e
un uso di massa termica dell’edificio, può significativamente ridurre il consumo di
energia senza la riduzione dei requisiti di comfort e sicurezza. Inoltre è dimostrato che
la grande quantità di edifici esistenti in Europa (vecchi edifici, magazzini, fabbriche)
può essere ben riusata e convertita in musei.
    Le idee di energia per la modernizzazione, conversione e nuova costruzione degli
edifici museali, trattate nel progetto MUSEUMS, incorpora misure di miglioramento,
che non sono solo innovative nel campo della progettazione del museo, ma anche
altamente replicabili in musei simili in Europa. In particolare si tratta di:
• miglioramento del microclima attraverso l’appropriato uso di shading (coperture),
     acqua superficiale, ecc. in modo da diminuire la temperatura dell’aria che
     circonda l’edificio e ridurre il raffreddamento dell’edificio;

                                                                                                 45
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings



                                                                                                                                           •   miglioramento della copertura degli edifici mediante le tecniche di isolamento e
                                                                                                                                               l’applicazione di vetri, ottimizzando la ventilazione e la luce naturale attraverso
                                                                                                                                               una progettazione appropriata, l’uso di materiali e componenti avanzati nelle
                                                                                                                                               costruzioni in modo da ridurre la perdita termica degli edifici;
                                                                                                                                           • miglioramento dei sistemi HVAC e dei sistemi di approvvigionamento energetico
                                                                                                                                               per il riscaldamento (ad esempio il recupero di calore), il raffreddamento (per
                                                                                                                                               esempio l'uso di ventilatori a soffitto, la ventilazione notturna, le strategie di
                                                                                                                                               comunicazione di massa), la ventilazione (cioè la ventilazione richiesta, quella
                                                                                                                                               di controllo) e la luce artificiale (ad esempio il miglioramento dei dispositivi di
                                                                                                                                               illuminazione, l'uso di illuminazione mirata, la compensazione della luce diurna;
                                                                                                                                           • miglioramento delle strategie, compreso l'uso di BEMS, di controllo intelligente
                                                                                                                                               in modo da ottimizzare le prestazioni dei vari sistemi innovativi installati e una
                                                                                                                                               regolazione adeguata al funzionamento a seconda delle esigenze costruttive.
                                                                                                                                           Alcune delle tecniche specifiche innovative, che sono state inserite nei musei,
                                                                                                                                           includono:
                                                                                                                                           • il controllo ibrido della ventilazione e il controllo automatico della ventilazione
                                                                                                                                               naturale;
                                                                                                                                           • la luce solare ottimizzata per l’illuminazione generale e per le mostre e la luce
                                                                                                                                               direzionata sul soffitto per una migliore distribuzione della luce solare, così come
                                                                                                                                               gli speciali pannelli delle finestre per controllare la luce diurna e, allo stesso
                                                                                                                                               tempo, provvedere all’illuminazione della superficie del manufatto storico senza
                                                                                                                                               causare alterazioni;
                                                                                                                                           • componenti innovativi per le vetrate, come vetri super isolanti e attenuanti;
                                                                                                                                           • il sistema di illuminazione ad alta efficienza con reattori HF e il controllo continuo
                                                                                                                                               della luce solare;
                                                                                                                                           • una quantità di energia solare che preriscalda l'aria (solare termica) e un tetto
                                                                                                                                               fotovoltaico integrato con il sistema di illuminazione;
                                                                                                                                           • impianti di riscaldamento del pavimento a bassa temperatura con funzionamento
                                                                                                                                               ad impulsi e l'uso dell'acqua di ritorno del sistema di radiatori;
                                                                                                                                           • un pozzo d'acqua di raffreddamento e sistemi di riciclaggio;
                                                                                                                                           • l’uso di materiali ecologicamente sicuri.
                                                                                                                                               Una grande varietà di innovazioni tecniche in materia di progettazione energetica
                                                                                                                                           e sistemi di controllo sono stati attuati nella conversione alla modernizzazione o
                                                                                                                                           nella costruzione di edifici museali coinvolti in questo progetto. La maggior parte dei
                                                                                                                                           proprietari degli immobili che partecipano al progetto sono stati le pubbliche istituzioni
                                                                                                                                           che si occupano della costruzione o della ristrutturazione dei musei. Ma non vi sono
                                                                                                                                           state aspettative circa i risultati relativi all'attuazione del progetto di ristrutturazione o
                                                                                                                                           di nuova costruzione di edifici museali ad alta efficienza energetica.

                                                                                                                                               3.1. L’importanza di BPS – Building Performance Simulation
                                                                                                                                               Il Museo di Belgrado di arte Contemporanea [9], costruito 25 anni fa, è stato
                                                                                                                                           designato come il capolavoro architettonico dei giorni nostri (Figure 2). Con grandi
                                                                                                                                           superfici vetrate coperte, esso aveva bisogno di molta più attenzione in riferimento
                                                                                                                                           alle radiazioni solari, così come al controllo dell’effetto abbagliante della luce diurna.
                                                                                                                                               In vista della ristrutturazione, per selezionare le caratteristiche migliori per la scelta
                                                                                                                                           delle vetrate da applicare, studi sulla variazione della luce solare, attraverso l’uso dei
                                                                                                                                           software RADIANCE e ADELINE e l’uso di BPS (Building Performance Simulation)
                                                                                                                                           per ottimizzare l’intera copertura e la struttura dell’edificio in modo integrato con
                                                                                                                                           il sistema HVAC e altri sistemi tecnici, sono stati di particolare importanza (alcuni
                                                                                                                                           risultati di studio sulla luce solare vengono riportati in Figure 3-4).

                                                                                                                                               3.2. Importanza dello studio CFD per un progetto HVAC e operazioni di
                                                                                                                                           controllo ottimali
                                                                                                                                               Le tombe dei Re, Luxor, Egitto [10] rappresentano un supporto economico per la
                                                                                                                                           crescita dello standard di vita. Esse sono considerate uno dei più importanti manufatti
                                                                                                                                           dei faraoni egiziani e uno dei siti più visitati. Il comfort rappresenta un problema
                                                                                                                                           da studiare per il benessere dei turisti. Umidità relativa, temperatura, vibrazioni
                                                                                                                                           meccaniche, luce, rumori e insetti sono i fattori principali a cui rivolgere l’attenzione,
                                                                                                                                           vista la loro significativa influenza sia sugli esseri umani che sui manufatti. I
                                                                                                                                           monumenti della Valle dei Re sono sotto rischi seri, dovuti sia a fenomeni naturali
                                                                                                                                           (come le inondazioni veloci) che alla costante richiesta di turismo. I dipinti murali
                                                                                                                                           nella Valle rappresentano la più grande collezione di arte antica del mondo. Il Ministro
                                                                                                                                           della Cultura dell’Egitto e il Supremo consiglio dell’antichità sono molto consapevoli

                                                                                                                                      46
della necessità di provvedimenti radicali che sono stati intrapresi per controllare la
situazione, invertire i comportamenti correnti e assicurare la continua sopravvivenza
delle tombe. Ci sono molti fattori che interessano negativamente i manufatti, divisi tra
fattori interni ed esterni.
     Il più grande fattore di rischio esterno è la penetrazione di acqua a causa delle
inondazioni, come illustrano i drammatici e tragici eventi durante il 1994. Piogge
torrenziali nelle montagne Theban non sono inusuali sin dai tempi antichi. Molte
tombe nella Valle dei Re sono completamente ostruite o contengono camere che
sono riempite dai detriti delle inondazioni.
     I fattori di rischio interni sono umidità relativa, temperatura, intensità luminosa,
attacco biologico a causa di infezioni microbiologiche, vibrazioni e comfort umano
così come determinate reazioni chimiche sui manufatti.
     C’è un livello di contenuto di umidità ambientale (Environmental Moisture Content
(EMC)), che consiste nella massima stabilità chimica, fisica o biologica. Quando il
valore EMC è troppo basso o troppo alto, l’umidità relativa associata diventa un fattore
di rischio. Quindi è di primaria importanza controllare che l’umidità relativa dell’area
circostante sia dentro limiti accettabili in modo da minimizzare i rischi associati con
i livelli di umidità. La temperatura è un fattore molto critico per via dei cambiamenti
chimici che avvengono quando essa è troppo bassa o troppo alta. L’energia termica
non solo accelera l’invecchiamento, ma può anche amplificare gli effetti di un valore
scorretto di umidità relativa. Nel manuale ASHRAE [11] sono pubblicati gli standard
raccomandati per i parametri termici idonei (Tabella 1). È molto importante controllare
la temperatura della stanza per evitare i suoi effetti dannosi. Il controllo dell’intensità
luminosa è importante perché un’esposizione eccessiva alla luce può causare
cambiamenti fotochimici o fotofisici in alcuni materiali. L’attacco biologico include
alcune specie di insetti, muffe, funghi e batteri, e può essere controllato controllando
umidità relativa e ventilazione; l’attività fungina può essere limitata riducendo i livelli
di umidità relativa. La presenza di quest’ultima è stata riscontrata nella Valle dei Re:
questa attività ha portato a effetti indesiderati, come mostrato dalle figure nella parte
inferiore dei dipinti murali della tomba. Molte muffe crescono a temperature più alte.
     Le vibrazioni che si trasmettono dai motori, compressori, autobus dei turisti,
shock sismici e dal vento possono causare danni agli oggetti fragili. Bisogna prestare
attenzione al rischio di vibrazioni trasmesso attraverso condutture che lavorano tra
mura adiacenti o spifferi d’aria particolarmente forti. Il comfort umano è un problema
importante. Questo parametro può essere controllato e dipende anche da condizioni




                                                                                                   CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
di salute, età, attività, abbigliamento, sesso, cibo, ubicazione, stagione, ecc. Lo
standard ASHRAE 55-1992 “Condizioni ambientali termiche per l’occupazione umana”
sottolinea alcuni principi che devono essere raggiunti dal sistema di aerazione.
     Una tesi [10] investiga le caratteristiche del flusso di aria all’interno delle
tombe archeologiche dei Re. È molto importante studiare e controllare il sistema
climatico interno di queste tombe sia per la conservazione dei manufatti che per il
comfort dei visitatori. Questo studio include una rassegna dei precedenti studi che
riguardano il sistema di ventilazione dentro spazi chiusi, usando i principi dell’analisi
CFD. L’algoritmo per la soluzione è ottenuto usando FLUENT, un programma CFD
commerciale; l’algoritmo usato per unire velocità e pressione è l’algoritmo SIMPLEC,
e il modello di turbolenza usato è principalmente il modello standard k-e.
     Le caratteristiche del flusso di aria in spazi ventilati e con aria condizionata
giocano un ruolo importante per raggiungere il comfort e le condizioni di igiene.
La tesi utilizza un modello 3D Computational Fluid Dynamics (CFD) per valutare
le caratteristiche del flusso di aria nelle tombe archeologiche, ventilate e con aria
condizionata, dei re egiziani nella Valle dei Re a Luxor, Egitto. È stato trovato che
si può raggiungere un sistema di progettazione ottimale di ventilazione se il flusso
di aria è diretto in modo da passare in tutte le aree chiuse prima di uscire con una
selezione attenta della velocità vicino al muro, per evitare ogni logorio o degrado ai
dipinti murali della tomba. Si dovrebbero valutare le caratteristiche del flusso di aria in
ogni passaggio di tomba, in accordo alla sua posizione nello spazio chiuso, al modello
termico e alla qualità dell’aria. La progettazione dell’aerazione e gli ostacoli interni
sono il punto centrale del presente lavoro. L’apporto di aria libera e l’aria incanalata
meccanicamente estratta giocano un ruolo importante nel modello principale del
flusso e nella creazione delle principali zone di ricircolo. Gli ostacoli interni possono
ostacolare il flusso di aria in diversi modi, come per esempio aumentando le zone di
ricircolo o deviando il flusso d’aria principale.
     Progettare un ottimo sistema di aria HVAC, che fornisca sia comfort che qualità

                                                                                              47
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings



                                                                                                                                           dell’aria negli spazi con aria condizionata con un efficiente consumo energetico, è una
                                                                                                                                           sfida impegnativa. I livelli di aria condizionata che devono essere mantenuti dipendono
                                                                                                                                           dall’ambiente locale, dal tipo e dal numero di visitatori, dal clima richiesto, dal comfort
                                                                                                                                           dei visitatori richiesto e dalla conservazione del patrimonio. Uno studio [10] introduce
                                                                                                                                           una descrizione delle soluzioni computazionali e la sua validazione con risultati
                                                                                                                                           costanti della precedente letteratura propriamente relativa. Fondamentalmente, i tipi
                                                                                                                                           di progetto di aerazione considerati qui sono per il passaggio tombale del Re Ramses
                                                                                                                                           VII, includendo diverse alternative per i visitatori (ostacoli) per introdurre la capacità
                                                                                                                                           del progetto di fornire caratteristiche di flusso ottimale e regimi termici. L’obiettivo
                                                                                                                                           primario era di valutare le caratteristiche del flusso di aria, il modello termico e il
                                                                                                                                           consumo di energia secondo le configurazioni della ventilazione nelle diverse
                                                                                                                                           tombe, in vista della conoscenza di base delle caratteristiche del flusso. Basato sul
                                                                                                                                           lavoro ottimizzato, il progetto simulato proposto è di far uscire l’aria attraverso dei
                                                                                                                                           condotti montati sul pavimento, ognuno di 1,0x0,15m in quattro diverse posizioni,
                                                                                                                                           con l’aria che entra liberamente nella tomba a 310 K. Considerando che la velocità
                                                                                                                                           dell’aria nella tomba non dovrebbe superare 0,12 m/s in modo da non creare spifferi
                                                                                                                                           indesiderati, la Figure 5 mostra che questo limite è soddisfatto riguardo ai valori di
                                                                                                                                           velocità (a sinistra), mentre l’impatto previsto del numero dei visitatori sull’umidità
                                                                                                                                           relativa è mostrato nel grafico di destra.
                                                                                                                                               È molto interessante osservare le velocità più alte nella sezione media della
                                                                                                                                           tomba come risultato della riduzione dell’altezza del passaggio. La struttura interna
                                                                                                                                           della tomba e la presenza di visitatori come ostacoli risultano nei contorni di velocità
                                                                                                                                           mostrati. Il principale modello di flusso dell’aria libera fornita ed estratta dalle strutture
                                                                                                                                           montanti sul pavimento è proposto come soluzione fattibile per ridurre l’umidità
                                                                                                                                           relativa nella tomba e preservare i manufatti.
                                                                                                                                               Lo studio presentato ha mostrato l’adeguatezza delle strutture sul pavimento
                                                                                                                                           (floor extracts) che non disturbano il valore archeologico della tomba e non installano
                                                                                                                                           alcun materiale artificiale nelle tombe. Sono state oggetto di studio l’influenza delle
                                                                                                                                           zone di ricircolo nella zona occupata dai visitatori e l’aria pulita fornita. L’influenza
                                                                                                                                           dei visitatori nel modello del flusso e nel comportamento termico è mostrata a diversi
                                                                                                                                           valori di velocità dell’aria e temperatura. Per ogni zona nella tomba è suggerito
                                                                                                                                           un progetto di aerazione corrispondente (la posizione dei condotti di aerazione è
                                                                                                                                           riportata su una griglia) in modo da utilizzare in modo ottimale l’aria fornita e limitare
                                                                                                                                           l’umidità relativa.

                                                                                                                                                4. Rimodernamento del museo dell’aviazione di Belgrado – benchmarking
                                                                                                                                           e labeling
                                                                                                                                               Attualmente a Belgrado è stata promossa un’iniziativa per il progetto del Museo
                                                                                                                                           di aviazione con lo scopo di un profondo rinnovamento/rimodernamento dell’edificio
                                                                                                                                           museale dal punto di vista energetico. Il Museo dell’aviazione a Belgrado è stato
                                                                                                                                           fondato nel 1957 come Museo aeronautico iugoslavo (MJV – Muzej Jugoslovenskog
                                                                                                                                           Vazduhoplovstva, ora MVB – Muzej vazduhoplovstva-Beograd). L’impianto è
                                                                                                                                           adiacente all’aeroporto Nikola Tesla. L’edificio attuale è stato aperto al pubblico il 21
                                                                                                                                           maggio 1989 (Figure 6-7).
                                                                                                                                               La collezione principale è collocata in un edificio di vetro di tipo geodetico degno
                                                                                                                                           di nota per l’architettura, con un velivolo aggiuntivo disposto sul terreno circostante.
                                                                                                                                           Il museo possiede più di 200 velivoli che sono stati usati dalla Air Force serba e
                                                                                                                                           iugoslava, dal club di Aeronautica e da Avio-companies, comprendenti sia alianti
                                                                                                                                           che elicotteri e jet da combattimento. Inoltre, circa 50 sono disposti dentro l’edificio.
                                                                                                                                           Alcuni velivoli esposti sono gli unici esemplari sopravvissuti del loro tipo, incluso il
                                                                                                                                           Fiat G.50. Il museo mostra anche relitti di velivoli di US e NATO “donati” durante i
                                                                                                                                           conflitti balcanici del 1990, includendo il rottame di un Nighthawk US F-117. Inoltre,
                                                                                                                                           la collezione consiste in più di 130 motori di aviazione, molti radar, missili, varia
                                                                                                                                           attrezzatura aeronautica, più di 20.000 libri relativi e documentazione tecnica così
                                                                                                                                           come di più di 200.000 fotografie.
                                                                                                                                               In ogni caso, un grande progresso è stato fatto con le tecnologie di aria condizionata
                                                                                                                                           e riscaldamento e con il risparmio energetico negli edifici moderni, mentre la maggior
                                                                                                                                           parte dei danni alle collezioni di opere d’arte negli edifici storici sono ancora causati da
                                                                                                                                           condizioni climatiche sfavorevoli. Un problema crescente causato dall’adattamento di
                                                                                                                                           edifici tradizionali a nuovi usi è la proliferazione di muffe. La conoscenza di come
                                                                                                                                           prevenire l’attacco microbiologico è necessaria già nello stadio di pianificazione degli
                                                                                                                                           interventi. Il problema della crescita delle muffe è stato riscontrato insieme ad altri
                                                                                                                                           danni nelle parti di vetro e di pietra della struttura dell’edificio museale, e questo tipo

                                                                                                                                      48
di problemi acquisterà importanza in futuro a causa degli effetti del cambiamento
climatico, visto che in varie parti di Europa sarà più caldo e più umido [12-13].
    Un sopralluogo e un controllo preliminare dell’edificio, raccogliendo una sequenza
di dati rilevanti, sono stati effettuati, e attualmente è in corso di stesura, nell’ambito
dello sviluppo del progetto, lo scritto Deep energy refurbishment design brief, che
comprende anche ogni fondamentale ridefinizione della nuova missione e delle nuove
attività del Museo, in riferimento alla sostenibilità, alla diffusione e al management
etico in un mondo in cambiamento. Vengono trattati una serie di argomenti relativi
alla sostenibilità del museo, in modo particolare il benchmarking e la determinazione
di un modello di sostenibilità di riferimento degli edifici per un profondo rinnovamento
dell’energia richiesta e delle prestazioni a seconda delle caratteristiche ambientali e
energetiche, o, in altre parole, quale sistema di classificazione (labeling) applicare.
Non c’è ancora un sistema ideale disponibile. Rappresenta un buon inizio il LEED
più conosciuto a livello mondiale – anche se la sua versione più attuale deve essere
rivisitata per conferire una maggiore importanza al valore sociale e ai benefici
ambientali nei riguardi delle strutture storiche [14-15].

     5. Pseudo-conclusioni – Sistema di valutazione LEED rivisitato
     LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) [7] – sistema di
valutazione di edifici green – è uno strumento di valutazione che è stato adottato dal
Nord America per la valutazione e la promozione del progetto sostenibile. L’obiettivo
di LEED è definire e promuovere pratiche che limitino l’impatto negativo degli edifici
sull’ambiente e sugli occupanti, e prevenire richieste esagerate o false di sostenibilità
fornendo uno standard di misure. Le cinque sezioni chiave del sistema di valutazione
LEED sono i siti sostenibili, l’efficienza di acqua, energia e atmosfera, i materiali,
le risorse e la qualità degli ambienti interni, e, in più, una sesta sezione si occupa
di processi di progettazione e innovazione. Principalmente si assume che LEED si
focalizzi solo su nuove costruzioni, ma LEED è ugualmente importante, o dovrebbe
esserlo ancora di più, per gli edifici già esistenti. La maggior parte degli edifici che
stiamo trattando hanno almeno 30 anni, e questi sono potenzialmente un’enorme
risorsa che dobbiamo rimodernare profondamente con l’uso integrato di RES. In
Europa, l’aspettativa di vita di un edificio è solitamente di 60-100 anni e molti edifici
durano anche più a lungo, mentre periodi più brevi sono tipici in Nord America [7].
     LEED può essere usato per rinnovamenti maggiori, e ci sono guadagni
ambientali misurabili che devono essere raggiunti attraverso la manutenzione, la




                                                                                                   CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
conservazione, il miglioramento e l’evoluzione degli edifici esistenti, inclusi edifici
del patrimonio, con un maggiore investimento in risorse umane e naturali. La
manutenzione e conservazione possono significativamente ridurre il volume dello
spreco di demolizione e costruzione, riducendo la domanda per l’uso di materiali
non rinnovabili e di energia che dovrebbero essere investiti nella costruzione di
nuovi edifici. Confronti suggeriscono che l’energia recuperata dal rinnovamento di un
edificio più vecchio piuttosto che la costruzione di uno nuovo può essere equivalente
a 10-30 anni di uso di energia di gestione.
     Sebbene LEED non identifichi dei benefici nel salvare edifici del patrimonio,
esso incoraggia il riuso di edifici esistenti. I meriti sono rivolti al riuso dal 75 al 95%
delle strutture e dell’armatura degli edifici esistenti. In questo modo, c’è un incentivo
per i designers a concentrarsi sulle strutture esistenti. In ogni caso, a causa delle
preoccupazioni del riscaldamento globale, un punto focale significativo di LEED è
l’efficienza energetica e la relativa emissione di gas serra che, in un certo senso, è una
potenziale discrepanza tra la conservazione del patrimonio e gli obiettivi di sostenibilità
che può essere difficilmente risolvibile. Molti edifici vecchi hanno un isolamento povero
e una carenza di aria, una povera prestazione termica e, di conseguenza, un uso più
alto di energia. Sono stati spesso progettati per differenti usi e densità di occupazione
rispetto al loro uso corrente. Strategie di rinnovamento, come una qualità di vetri moderni
e un miglioramento dell’isolamento, sono in conflitto con le politiche di conservazione
e possono qualche volta creare problemi tecnici, come una potenziale condensazione.
È necessario sviluppare metodi effettivi per la riduzione dell’uso energetico in edifici
del patrimonio culturale con il minimo danno ai beni culturali. Per muoversi verso
un ambiente costruito in modo più sostenibile, abbiamo bisogno di trattare gli edifici
esistenti come una potenziale risorsa. La demolizione dovrebbe essere vista come
ultima risorsa, e anche in tal caso i materiali e i componenti possono essere risorse
valide per i nuovi edifici, evitando l’uso di nuovi materiali primari.
     Al posto delle osservazioni conclusive, in questo articolo, segue una lista di

                                                                                              49
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings



                                                                                                                                                      commenti conseguenti e proposte corrispondenti come risultato di un sistema di
                                                                                                                                                      valutazione LEED rivisitato con riferimento a edifici storici e culturali e ai principali
                                                                                                                                                      oggetti del sistema LEED [7].
                                                                                                                                                          Sistema di valutazione della sostenibilità e degli edifici storici – osservazioni
                                                                                                                                                      generali:
                                                                                                                                                      • Riconosce che c’è un iniziativa esistente per incoraggiare l’incorporazione delle
                                                                                                                                                           qualità degli edifici storici nel LEED, dove solo gli edifici storici possono essere
                                                                                                                                                           qualificati.
                                                                                                                                                      • Incoraggia la revisione delle categorie di merito.
                                                                                                                                                      Efficienza energetica:
                                                                                                                                                      • Riesamina la soglia di rendimento di efficienza energetica.
                                                                                                                                                      • Include una nuova piattaforma di misure per esaminare nuove costruzioni rispetto
                                                                                                                                                           alle vecchie durante il corso del loro ciclo di vita.
                                                                                                                                                      Materiali:
                                                                                                                                                      • Stabilisce un merito per la conservazione, la ristrutturazione e le arti tradizionali.
                                                                                                                                                      • Misura la qualità dei materiali rimossi: attualmente il merito è fornito solo per i
                                                                                                                                                           materiali rimanenti.
                                                                                                                                                      • Assegna punti per il progetto di ristrutturazione.
                                                                                                                                                      • Riesamina il sistema principale che non causi alcuna azione o sia rivolto alla
                                                                                                                                                           conservazione di materiali esistenti.
                                                                                                                                                      Siting:
                                                                                                                                                      • Riconosce la difficoltà per gli edifici storici in termini di problematiche del territorio.
                                                                                                                                                      Qualità dell’aria in ambienti interni:
                                                                                                                                                      • Amplifica i benefici attuali.
                                                                                                                                                      Innovazioni:
                                                                                                                                                      • Introduce un valore culturale, possibilmente applicabile solo per edifici storici.
                                                                                                                                                      • Riconosce un valore intrinseco di strutture e sistemi in edifici tradizionali.
                                                                                                                                                      • Riconosce il bisogno di uno studio tecnico su materiali durevoli nel rispetto
                                                                                                                                                           dell’ambiente.
                                                                                                                                                      Caratteristiche di un approccio olistico:
                                                                                                                                                      • Clima specifico.
                                                                                                                                                      • Esamina l’esigenza di avanzamenti, rivolti principalmente a progetti a lungo
                                                                                                                                                           termine.
                                                                                                                                                      • Deve tener conto dei bisogni totali di un edificio.
                                                                                                                                                      • Studi di caratteristiche di efficienza energetica propria di un edificio.
                                                                                                                                                      • Esamina la storia di un edificio e l’uso energetico.
                                                                                                                                                      • Considera le possibili conseguenze non volute di moderne tecnologie in edifici
                                                                                                                                                           storici.
                                                                                                                                                      • Rispetto degli ideali di conservazione storica e di efficienza energetica.


                                                                                                                                               Summary
                                                                                                                                               The reduction of greenhouse gas emissions in buildings offers one of the most
                                                                                                                                           promising opportunities for developed and developing countries to cooperate in
                                                                                                                                           achieving the realization of significant energy efficiency improvements. However,
                                                                                                                                           achieving sustainability is not an easy task unless there is synergy with/between
                                                                                                                                           energy efficiency improvement and renewable energy sources (RES) – these
                                                                                                                                           are not at present in widespread dissemination and use. This paper recognizes
                                                                                                                                           the synergetic relationship between conservation and sustainability. At present,
                                                                                                                                           the role of heritage conservation in achieving sustainability has not yet been
                                                                                                                                           fully recognized, nor have heritage needs been well integrated into sustainability
                                                                                                                                           initiatives.
                                                                                                                                               Historic buildings are inherently sustainable. Preservation maximizes the use of
                                                                                                                                           existing materials and infrastructures, reduces waste, and preserves the historical
                                                                                                                                           character of older towns and cities. Sustainability begins with preservation. Taking
                                                                                                                                           into account the original climatic adaptations of historic buildings, today’s sustainable
                                                                                                                                           technology can supplement inherent sustainable features without compromising their
                                                                                                                                           unique historical character. Furthermore, a number of paper reviews and case studies

                                                                                                                                      50
with related methodologies outline the need to implement the latest current knowledge
and technologies (BPS – Building Performance Simulation and CFD – Computational
Fluid Dynamics) for use in the refurbishment design process, as well as highlighting
the crucial importance of sustainability, relevant benchmarking and rating system
development.


    Riassunto
    La riduzione delle emissioni del gas serra negli edifici offre la più promettente
opportunità per i Paesi sviluppati e in via di sviluppo di cooperare al raggiungimento
di azioni comuni per realizzare miglioramenti significativi di efficienza energetica.
Tuttavia, la strada per la sostenibilità non sarebbe stata aperta se il miglioramento di
efficienza energetica delle fonti energetiche rinnovabili (FER) non fosse ampiamente
in atto. Questo articolo fa presente il rapporto sinergico tra conservazione e
sostenibilità. Tuttavia, il ruolo della conservazione del patrimonio nel raggiungimento
della sostenibilità non è stato ancora riconosciuto, né vi sono iniziative culturali che si
riferiscono al patrimonio culturale. Gli edifici storici sono intrinsicamente sostenibili. La
conservazione massimizza l’utilizzazione dei materiali e delle infrastrutture esistenti,
riduce gli sprechi, e conserva il carattere storico delle vecchie città. La sostenibilità
inizia con la conservazione. Prendendo in considerazione gli adattamenti climatici
degli edifici storici originali, la tecnologia sostenibile di oggi può integrare le intrinsiche
caratteristiche sostenibili senza compromettere il carattere storico.


    Résumé
    La réduction des émissions du gaz à effet de serre dans les édifices offre la plus
prometteuse opportunité pour les pays développés et en voie de développement




                                                                                                       CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
de coopérer à la réalisation d’actions communes pour réaliser des améliorations
significatives de l’efficacité énergétique. Toutefois, le chemin pour la soutenabilité
n’aurait pas été ouvert si l’amélioration de l’efficacité énergétique des sources d’énergie
renouvelables (SER) n’avait pas déjà été amplement en exécution. Cet article souligne
le rapport synergique entre conservation et soutenabilité. Toutefois, le rôle de la
conservation du patrimoine dans la réalisation de la soutenabilité n’a pas encore été
reconnu et il n’y a pas d’initiatives culturelles qui se réfèrent au patrimoine culturel.
Les édifices historiques sont intrinsèquement soutenables. La conservation maximise
l’utilisation des matériaux et des infrastructures existantes, réduit les gaspillages
et conserve le caractère historique des vieilles villes. La soutenabilité commence
par la conservation. En prenant en considération les adaptations climatiques des
édifices historiques originaux, la technologie soutenable d’aujourd’hui peut intégrer
les caractéristiques soutenables intrinsèques sans en compromettre le caractère
historique. En outre, l’article passe en revue certains cas d’étude et les méthodologies
relatives (BPS – Building Performance Simulation et CFD – Computational Fluid
Dynamics) et déligne la nécessité de connaissances et de technologies plus actuelles
employées dans le procès de projet de la restructuration, ainsi que l’importance
cruciale du benchmarking utile pour la soutenabilité et le développement du système
d’évaluation.




                                                                                                  51
M. S. Todorovic - In search of a holistic, sustainable and replicable model for complete energy refurbishment in historic buildings



                                                                                                                                               Zusammenfassung
                                                                                                                                               Die Reduzierung der Emissionen von Treibhausgasen in Gebäuden bietet
                                                                                                                                           Industrie- wie Entwicklungsländern die viel versprechende Möglichkeit, gemeinsam
                                                                                                                                           an der Umsetzung von Maßnahmen zum Erzielen bedeutender Optimierungen im
                                                                                                                                           Bereich der Energieeffizienz zu arbeiten. Dennoch wäre der Weg zur Nachhaltigkeit
                                                                                                                                           nicht offen gewesen, wenn die Verbesserung der Energieeffizienz von erneuerbaren
                                                                                                                                           Energiequellen (FER) nicht bereits in vollem Gange wäre.
                                                                                                                                               Dieser Artikel verdeutlicht das Zusammenspiel von Erhaltung und Nachhaltigkeit.
                                                                                                                                           Trotzdem wurde die Rolle der Erhaltung des Kulturguts beim Erreichen von
                                                                                                                                           Nachhaltigkeit bisher weder anerkannt, noch gibt es diesbezügliche kulturellen
                                                                                                                                           Initiativen. Historische Gebäude sind an und für sich nachhaltig.
                                                                                                                                               Ihre Erhaltung maximiert die Verwendung von bestehenden Materialien und
                                                                                                                                           Infrastrukturen, reduziert Verschwendung und bewahrt den historischen Charakter
                                                                                                                                           alter Städte. Nachhaltigkeit beginnt also mit der Erhaltung.
                                                                                                                                               Berücksichtigt    man     witterungsbedingte    Anpassungen      von    historischen
                                                                                                                                           Originalgebäuden, so kann die nachhaltige Technologie von heute wirklich nachhaltige
                                                                                                                                           Eigenschaften einfließen lassen, ohne deshalb den historischen Charakter zu
                                                                                                                                           beeinträchtigen.
                                                                                                                                               Darüber hinaus geht der Artikel auf einige Beispiele und diesbezügliche Methologien
                                                                                                                                           ein (BPS – Building Performance Simulation und CFD – Computational Fluid
                                                                                                                                           Dynamics) und umreißt die Erfordernis aktuellerer, im Rahmen der Sanierungsplanung
                                                                                                                                           angewendeter Wissensstände und Technologien sowie die immense Bedeutung des zur
                                                                                                                                           Nachhaltigkeit und Entwicklung des Beurteilungssystems nützlichen Benchmarkings.


                                                                                                                                              Resumen
                                                                                                                                              La reducción de las emisiones del gas de efecto invernadero en los edificios
                                                                                                                                           representa la oportunidad más prometedora para los Países desarrollados y en
                                                                                                                                           desarrollo de cooperar para poner en marcha acciones comunes encaminadas a realizar
                                                                                                                                           mejoras importantes desde el punto de vista de la eficiencia energética. Sin embargo,
                                                                                                                                           la vía hacia la sostenibilidad no estaría abierta si la mejora de la eficiencia energética
                                                                                                                                           de las fuentes energéticas renovables (FER) no fuera en marcha de manera extensa.
                                                                                                                                           Este artículo destaca la relación sinérgica entre conservación y sostenibilidad. Sin
                                                                                                                                           embargo, el papel de la conservación del patrimonio para alcanzar la sostenibilidad no
                                                                                                                                           ha sido todavía reconocido, ni hay iniciativas culturales relacionadas con el patrimonio
                                                                                                                                           cultural. Los edificios históricos son sostenibles de manera intrínseca. La conservación
                                                                                                                                           permite un uso optimizado de los materiales y de las infraestructuras existentes,
                                                                                                                                           reduce los desperdicios y mantiene el carácter histórico de las antiguas ciudades. La
                                                                                                                                           sostenibilidad empieza con la conservación. Tomando en cuenta los ajustes climáticos
                                                                                                                                           de los edificios históricos originales, la tecnología sostenible de hoy puede incorporar
                                                                                                                                           las intrínsecas características sostenibles sin afectar el carácter histórico. Además, el
                                                                                                                                           artículo reseña algunos casos de estudio y las relativas metodologías (BPS – Building
                                                                                                                                           Performance Simulation y CFD – Computational Fluid Dynamics) subrayando tanto la
                                                                                                                                           necesidad de tecnologías y conocimientos más modernos a emplear en el proceso de
                                                                                                                                           diseño de la remodelación, como la importancia crucial de la evaluación comparativa
                                                                                                                                           (benchmarking) para la sostenibilidad y el desarrollo del sistema de evaluación.




                                                                                                                                      52
   Резюме
   Сокращение выбросов зданиями парниковых газов является для развитых и
развивающихся стран многообещающей возможностью кооперации к достижению
совместных действий, способствующих осуществлению значительного
повышения энергетической эффективности. Несмотря на это дорога к
устойчивости не была бы открыта, если бы повышение энергоэффективности
возобновляемых источников энергии (ВИЭ) не было бы уже в действии. Данная
статья показывает синергитическую связь между сбережением и устойчивостью.
Между тем роль сбережения наследия в достижении устойчивости еще не
признана и нет культурных мероприятий, затрагивающих сохранение культурного
наследия. Сбережение использует максимально уже существующие материалы
и инфраструктуры, снижая потери и сохраняет исторический характер древних
городов. Устойчивость начинается с сохранения. Принимая во внимание
климатическую адаптацию оригинальных исторических зданий сегодняшние
технологии могут интегрировать внутренние характеристики устойчивости, не
компрометируя исторического характера. Статья также рассматривает некоторые
исследования и их мотодологии (BPS – Building Performance Simulation и CFD –
Computational Fluid Dynamics) и подчеркивает необходимость более актуальных
знаний и технологий, используемых в процессе проектирования реструктуризации,
также как важность бенчмаркинга, полезного для устойчивости и развития
оценночной системы.


  Ամփոփում
  Ջերմոցային գազերի արտանետումների կրճատումը շենքերում առաջարկում
է ամենախոստումնալից հնարավորություն զարգացած եւ զարգացող երկրներին
համագործակցել եւ հասնել միասնական գործողությունների զգալիորեն




                                                                                     CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE
բարելավելով էներգաարդյունավետությունը: Այնուամենայնիվ, ճանապարհը
կայուն չէր լինի, եթե էներգաարդյունավետության վերականգնվող էներգիայի
աղբյուրների հարցը արդեն ուժի մեջ չլիներ: Այս հոդվածը ներկայացնում է այդ
հարաբերությունների պահպանման եւ կայունության. միասնականությունը:
Այնուամենայնիվ, ժառանգության պահպանման դերը կայունությունը հասնելու
համար դեռ չի ճանաչվել, եւ բացակայում են մշակութային միջոցառումներ:
Պատմական շենքերը վերուստ ժառանգաբար կայուն. Են: Պահպանման մեջ
առավելագույնի հասնել օգտագործելով գոյություն ունեցող սարքավորումները
եւ ենթակառուցվածքները նվազեցնում է թափոնները եւ պահպանում է հին
քաղաքի պատմական բնույթը. Կայունությյունը սկսվում է պահպանումից: Հաշվի
առնելով բուն պատմական շենքերի կլիմայական ադապտացիաները, կայուն
տեխնոլոգիաները այսօր կարող են ինտեգրել ներսի կայուն հատկությունները
առանց ձեռք տալու պատմական բնույթը: Բացի այդ, հոդվածը վերանայում է
որոշ դեպքերի ուսումնասիրություններ եւ մեթոդաբանություններ (BPS – Շենքերի
մոդելավորում եւ կատարումը) CFD- հաշվողական FLUID DYNAMICS) եւ
նախանշում է անհրաժեշտությունը գիտելիքների եւ նորագույն տեխնոլոգիաների
ավելի ընթացիկ օգտագործումը նախագծման գործընթացի վերակազմակերպման,
բացի դրանից վճռորոշ նշանակությունը օգտակար է կայունության եւ զարգացման
գնահատման համակարգի համար:




                                                                                53
