Sostenibilità e innovazione negli impianti di climatizzazione: efficienza energetica e recupero dell’acqua. Caso applicativo: Analisi impiantistica dell’ospedale Mondino di Pavia

In a global context marked by intensifying climate change, increasing resource scarcity, and the urgent need to reduce the environmental impact of infrastructure, energy and water sustainability is becoming increasingly central to the design and management of complex buildings. This thesis addresses this challenge through an integrated analysis of innovative plant engineering strategies, focusing on a real case study: the IRCCS Fondazione Mondino in Pavia, a hospital of excellence in the neurological field. The work is based on a dual methodological approach: on one hand, the use of dynamic energy simulation through the DesignBuilder software to evaluate the building's thermal behavior and actual energy consumption; on the other, a systems analysis oriented toward the introduction of advanced technologies for water recovery and production from air, such as Atmospheric Water Generators (AWG). Particular attention was given to optimizing the air conditioning system and recovering condensate water—typically an underutilized resource with significant potential. The results show a significant reduction in energy consumption, achieved through the integration of multifunctional solutions capable of simultaneously providing cooling, water, and useful heat. Global performance evaluation indices, such as the Advanced Global Evaluation Index (AGEI), highlighted a marked improvement in the overall efficiency of the building-system integration. The experience conducted highlights wide-ranging application potential in similar contexts, especially in high-use buildings with complex technical requirements, where the recovery of cooling energy, thermal energy, and water represents a high-impact design opportunity. The replicability of the model, the modularity of the proposed solutions, and the ability to adapt to different climatic and technical conditions make the project a concrete and scalable example of sustainable transition in the healthcare sector.

In un contesto globale segnato dall’intensificarsi dei cambiamenti climatici, dalla crescente scarsità di risorse e dall’urgenza di ridurre l’impatto ambientale delle infrastrutture, la sostenibilità energetica e idrica assume un ruolo sempre più centrale nella progettazione e gestione degli edifici complessi. La presente tesi affronta questa sfida attraverso l’analisi integrata di strategie impiantistiche innovative, focalizzandosi su un caso studio reale: l’IRCCS Fondazione Mondino di Pavia, struttura ospedaliera di eccellenza nel campo neurologico. Il lavoro si basa su un duplice approccio metodologico: da un lato l’impiego della simulazione energetica dinamica tramite software DesignBuilder, per valutare il comportamento termico e i consumi reali dell’edificio; dall’altro, l’analisi impiantistica orientata all’introduzione di tecnologie avanzate per il recupero e la produzione di acqua dall’aria, come i sistemi AWG (Atmospheric Water Generator). Particolare attenzione è stata dedicata all’ottimizzazione dell’impianto di climatizzazione e al recupero dell’acqua di condensa, risorsa solitamente non valorizzata ma di grande potenziale. I risultati dimostrano una significativa riduzione dei consumi energetici, ottenuta grazie all’integrazione di soluzioni multifunzionali in grado di fornire simultaneamente raffrescamento, acqua e calore utile. Indici di valutazione delle prestazioni globali come l’AGEI (Advanced Global Evaluation Index), hanno evidenziato un netto miglioramento dell’efficienza complessiva del sistema edificio-impianto. L’esperienza condotta evidenzia ampie potenzialità applicative anche in altri contesti simili, specialmente in edifici ad alta intensità d’uso e con esigenze impiantistiche complesse, nelle quali il recupero dell’energia frigorifera, dell’energia termica e di acqua rappresentano un opportunità progettuale ad alto impatto. La replicabilità del modello, la modularità delle soluzioni proposte e la possibilità di adattamento a differenti condizioni climatiche e tecniche rendono il progetto un esempio concreto e scalabile di transizione sostenibile in ambito sanitario.