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ISSN 2239-9445

22 La certificazione Living Building Challenge Ristrutturare l’impianto termico con la diagnosi energetica Performante e fotovoltaico: il vetromattone del futuro Trimestrale – anno 7 – n° 22 marzo 2017 Registrazione Trib. Gorizia n. 03/2011 del 29.7.2011 Poste italiane S.p.A. Spedizione in a.p. D.L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 n. 46) art. 1, comma 1 NE/UD Euro 15,00

indice 28

10 04 preview argomenti 10 Living Building Challenge

progetti 16 Ispirazione mediterranea Villa unifamiliare, Medano - Tenerife (E) Toledo y Heras Arquitectos; De Poorter Holdrinet

Brad Liljequist

30 La dolce vita dello studente Casa dello studente mineroom, Leoben (A) aap.architekten ZT-GmbH

azero rivista trimestrale â€“ anno 7 n. 22, marzo 2017 Registrazione Tribunale Gorizia n. 03/2011 del 29.7.2011 Numero di iscrizione al ROC: 8147 ISSN 2239-9445 Direttore responsabile Ferdinando Gottard Redazione Lara Bassi, Lara Gariup, Gaia Bollini Editore EdicomEdizioni â€“ Monfalcone (GO)

78 focus 46 Ristrutturare l’impianto termico con l’aiuto della diagnosi energetica

case history 68 Welcome into relax Agriturismo “Poggio Mirabile”, Manciano (GR)

Paolo Veggetti

58 Sistemi costruttivi in legno e tradizionali a confronto. Analisi in clima caldo umido Francesca De Filippi, Matteo Guiglia, Marie-Josée Matte, Alberto Perron Cabus, Arianna Zanichelli

78 innovazione Vetromattoni innovativi per componenti traslucidi multifunzionali Rossella Corrao

96 back page Michele De Beni

Redazione e amministrazione via 1° Maggio 117 – 34074 Monfalcone (GO) tel. 0481.484488 – fax 0481.485721 redazione@edicomedizioni.com www.azeroweb.com Stampa Grafiche Manzanesi – Manzano (UD) Stampato su carta con alto contenuto di fibre riciclate selezionate Prezzo di copertina 15,00 euro Abbonamento Italia (4 numeri): 50,00 euro Estero (4 numeri): 100,00 euro Gli abbonamenti possono iniziare, salvo diversa indicazione, dal primo numero raggiungibile in qualsiasi periodo dell’anno

Distribuzione in libreria Joo Distribuzione via F. Argelati 35 – Milano È vietata la riproduzione, anche parziale, di articoli, disegni e foto se non espressamente autorizzata dall’editore Copertina Villa unifamiliare a Tenerife (E), foto: German Pietro

preview I nuovi Criteri Ambientali Minimi (CAM) per l’edilizia Dal 13 febbraio 2017 è entrato in vigore il DM 11 gen-

di riutilizzo di aree dismesse o di localizzazione del

naio 2017 che fissa nuovi riferimenti per i Criteri Am-

progetto in aree urbane degradate impermeabilizzate.

bientali Minimi (CAM) per le pubbliche

Il progetto, inoltre, deve garantire risparmio idrico, il-

amministrazioni che eseguiranno lavori di ristruttura-

luminazione naturale e approvvigionamento energe-

zione edilizia e di nuova costruzione. In particolare si

tico da FER e mantenimento della permeabilità del

richiede: la verifica della capacità tecnica dei progetti-

suolo, deve raggiungere almeno la classe energetica

sti con punteggio premiante in caso di proposta re-

A3 (nuove costruzioni) e garantire la disassemblabi-

datta da un professionista accreditato dagli organismi

lità. Si deve prevedere l’uso di materiali da materie rin-

di certificazione energetico-ambientale secondo

novabili, di materia recuperata o riciclata per almeno

ISO/IEC 17024; la registrazione EMAS o certificazione

il 15% e, infine, in cantiere almeno il 70% in peso dei

secondo ISO 14001 delle imprese; se la realizzazione

rifiuti non pericolosi da demolizione degli edifici, con

dei lavori è affidata separatamente dalla progetta-

esclusione degli scavi, deve essere avviato a riutilizzo,

zione, sono ammesse solo modifiche migliorative e

recupero o riciclo.

coerenti con il progetto; lo studio di fattibilità deve ve-

www.gazzettaufficiale.it/eli/id/2017/01/28/17A

rificare, in caso di recupero dell’esistente, la possibilità

00506/sg

Un solare termico architecture friendly Con il progetto ArKol (Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes) l’istituto tedesco Fraunhofer ISE ha presentato, alla scorsa edizione di gennaio della fiera BAU di Monaco di Baviera, due interessanti prototipi per l’integrazione del solare termico in facciata: un sistema di collettori solari a ‘striscia’ e delle tende solari termiche. collettori solari termici a striscia (© Photo Facade-Lab)

Nel primo caso, si tratta di collettori solari a forma di striscia, di lunghezza variabile e collegabili in maniera flessibile, pensati per essere allineati in tutte le direzioni. Il collegamento del collettore avviene sotto forma di heat pipe. Il secondo prototipo consiste in ‘veneziane’ solari che consentono la regolazione ottimale del flusso energetico. Possono essere gestite come normali elementi oscuranti ma con una duplice funzione: forniscono calore e riducono la quantità di energia che entra nell’edificio. Il progetto, iniziato nel 2016, è stato presentato all’inizio del 2017 e, entro il 2019, verrà applicato su casi reali. www.arkol.de

veneziane solari

www.ise.fraunhofer.de/de/forschungsprojekte/arkol.html

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The Power of Zero: imparare dai migliori “The Power of Zero”, libro pubblicato dall’International Living Future Institute, vuole essere un punto di riferimento per gli edifici a bassissimo consumo energetico che hanno un impatto positivo sull’ambiente. La pubblicazione ripercorre e approfondisce il concetto di Net Zero Energy anche attraverso alcuni casi studio di eccellenza che hanno ottenuto la certificazione NZEB del Living Building Challenge, dimostrando come sia possibile coniugare energia zero e sostenibilità ambientale a 360° con l’obiettivo di un futuro ristorativo per il pianeta, libero dai combustibili fossili. Il libro prospetta uno scenario in cui la tecnologia, sempre più

https://living-future.org/product/the-power-of-

complessa, dovrà comunque convivere con la natura

zero-learning-from-the-worlds-leading-net-zero-

fino al giorno in cui questa interazione diverrà norma.

energy-buildings/

GBC Italia diventa “Established Member” del World GBC Il 25 Gennaio 2017, il CEO di World Green Building Council, Terri Willis, ha annunciato che Green Building Council Italia ha ottenuto lo Status “Established” all’interno del network globale. Nel mondo esistono 34 Green Building Council “Established” e 14 di questi si trovano in Europa. Lo Status Established consolida il valore dell’associazione nel network internazionale dando accesso a numerosi benefici come l’opportunità di candidarsi ed essere eletti nel Board della Europe Regional Network per influenzare i processi decisionali e le priorità d’azione della rete; prendere parte alle attività dedicate ai CEO dei GBC più affermati per migliorare le competenze e l’incisività delle associazioni sul mercato; importanti occasioni di networking su scala internazionale; scegliere e prendere parte in modo prioritario ai consorzi per la stesura e realizzazione di progetti collaborativi supportati da fondi europei; ospitare una conferenza annuale di World GBC; godere del supporto di World GBC per attrarre nuovi Membri internazionali e per rafforzare la posizione dell’associazione in qualità di punto di riferimento per il settore dei green building in Italia. www.gbcitalia.org

preview

In fase di modifica le Direttive 2010/31/UE e la 2012/27/UE È all’esame del Senato italiano la proposta di modifica

stualmente ai piani integrati per l’energia e il clima

della direttiva 2010/31/UE sulla prestazione energe-

contemplati dal progetto “Energia pulita per tutti

tica dell’edilizia.

gli europei”.

Tra le variazioni annunciate, la più interessante è forse

Per l’attuazione delle strategie è possibile aggregare

l’introduzione dell’articolo 2-bis in cui è confluito l’art.

progetti per agevolare l’investimento, diminuire i ri-

4 della 2012/27/UE e che impone agli Stati Membri di

schi delle operazioni di efficienza energetica per chi si

destinare fondi per la ristrutturazione del parco im-

impegna economicamente e per i privati e usare fondi

mobiliare nazionale. L’articolo richiede di stabilire

pubblici per incentivare gli interventi. Sempre il Se-

una tabella temporale per conseguire le misure di de-

nato dovrà esaminare anche i cambiamenti riguar-

carbonizzazione degli edifici entro il 2050, preve-

danti la 2012/27/UE, che tra le proposte prevede

dendo tappe intermedie e precise fissate fino al 2030;

l’introduzione di un obiettivo di miglioramento dell’ef-

queste strategie dovranno essere presentate conte-

ficienza energetica del 30% entro il 2030.

Piani di rilancio delle periferie degradate delle grandi città Sono stati firmati i protocolli di intesa per i Piani di rilancio delle periferie degradate delle grandi città che mettono a disposizione 500 milioni di Euro per attuare i cronoprogrammi. Per questa prima tranche di 24 progetti, gli investimenti complessivi che prevedono anche co-finanziamenti pubblici e privati sono stimati in 1,1 miliardi di euro, mentre altri 1600 milioni di Euro sono stati promessi dalla Legge di Bilancio 2017, di cui 800 deliberati dal CIPE e 800 arriveranno con DPCM nelle prossime settimane. Con questa copertura economica potranno essere finanziati tutti i 120 progetti inseriti nella graduatoria del 6 dicembre 2016. L’investimento sviluppato da tutti i progetti è dunque stimato in 3,9 miliardi di Euro, anche se molti co-finanziamenti sono opere pubbliche o investimenti privati che sarebbero stati realizzati comunque, anche senza Piano Periferie.

Un film vetro-polimerico per il raffrescamento passivo degli edifici La University of Colorado Boulder (USA) ha creato un

raffrescando dunque la superficie su cui è applicato.

metamateriale che è capace di raffreddare gli oggetti

Nel film polimerico i ricercatori hanno incorporato

sotto la luce diretta del sole, funzionando come un

piccole sfere di vetro, che favoriscono la dispersione

sistema tradizionale di aria condizionata ma senza

del calore, e aggiunto un rivestimento d’argento sottile

richiedere energia.

che massimizza le performance di riflettanza spet-

Sfruttando il principio del raffrescamento radiativo

trale. Il materiale verrà testato entro l’anno su un edifi-

passivo, il materiale riflette i raggi solari emanando il

cio di Boulder.

calore sotto forma di radiazione termica infrarossa,

www.colorado.edu/mse/

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progettare e costruire edifici a energia 2017 00 quasi zero â‚Ź 50 Abbonamento

0481.484488 abbonamenti@edicomedizioni.com www.azeroweb.com

EdicomEdizioni

Michael Schwiefert, Arlesheim

Mark Hadden

preview

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01 Nell’ampia area di sviluppo urbano di Greenwich a Londra, C. F. Møller ha completato una snella torre alta 49 m, dotata di un sistema di cogenerazione dell’energia che consente di risparmiare più di 20.000 t di CO2 l’anno. L’impianto sarà in grado di fornire energia termica a ogni lotto coinvolto: una rete di riscaldamento ali-

menterà servizi, uffici e residenze che nei prossimi anni saranno lì costruiti. www.cfmoller.com 02 UAU Collectiv ha progettato una casa modulare per Skilpos, azienda costruttrice belga che l’ha realizzata in CLT. Composta di tre parti prefabbricate, si contraddistingue per un nuovo sistema di isolamento ad alta densità, una facciata ventilata aperta con rivestimento in padouk, un resistente legno tropicale certificato FSC, speciali vetri con filtro solare che evitano la necessità di schermature solari. La VMC, la pompa di calore e gli alti valori di coibentazione e tenuta all’aria consentirebbero di riscaldare la casa con un radiatore elettrico da 1 kW e di renderla energeticamente neutrale, se dotata di impianto FV. www.uaucollectiv.com

03 La residenza per anziani ad Armungia (CA) è stata progettata dallo Studio di Architettura Ortu, Pillola e Associati e da Aestudio in accordo con il clima e le architetture locali, e secondo l’orografia del lotto. L’edificio avrà un’alta efficienza energetica, grazie a un involucro ben isolato e a strategie passive, sarà dotato di una pompa di calore combinata con VMC e pannelli radianti a soffitto; previsto un consumo per riscaldamento di 12,4 kWh/m2. Pannelli solari ibridi in copertura produrranno al contempo ACS ed energia elettrica. Software BIM e di simulazione dinamica hanno agevolato l’integrazione degli aspetti impiantistici, architettonici e strutturali; permettendo un’attenta analisi dei fattori ambientali, hanno consentito rapidi e accurati calcoli di carichi termici, produzione energetica, consumi ed emissioni. www.ortupillola.it www.aestudio.it 04 Un risanamento urbano di 8,6 ha di zona residenziale e terziaria in standard Passivhaus si sta svolgendo a Zhuhai, nella Cina meridionale, sotto la conduzione dello studio tedesco Frey Architekten. Si tratta di un progetto

pionieristico, che raccoglie le sfide delle condizioni climatiche della fascia subtropicale, in cui gioca un ruolo predominante l’elevato fabbisogno di raffrescamento e di deumidificazione piuttosto che il basso fabbisogno di calore. Per raggiungere gli obiettivi prefissati saranno impiegate differenti tecnologie e strategie tra cui facciate e tetti verdi, impianto FV e pale eoliche, recupero massiccio delle acque reflue e piovane. www.freyarchitekten.com 05 Quale modo migliore per venire al mondo se non quello di trovarsi nella casa parto Terra Alta, nella svizzera Oberkirch? Dolmus Architekten di Lucerna ha ampliato l’edificio esistente con una costruzione in abete rosso di provenienza europea, prefabbricata con un sistema scatolare isolato in lana di roccia. Le prestazioni finali sono quelle di un edificio a basso consumo energetico soddisfacendo al contempo criteri di sostenibilità, grazie all’utilizzo di materiali come il legno e il cemento riciclato. www.dolmus.ch

preview

photo credit: zHome

argomenti

Living Building Challenge Creata dall’International Living Future Institute di Seattle, la certificazione Living Building Challenge si presenta non solo come un programma di certificazione ma anche come strumento di salvaguardia dell’ambiente, che si basa su concetti di sostenibilità inerenti gli edifici, le infrastrutture e le comunità. Oltre a illustrare i concetti generali sui cui si basa il programma, l’articolo approfondisce gli aspetti legati all’energia e, in particolare, il concetto di energia netta zero applicato agli edifici. 10

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photo credit: Nic Lehoux

A sinistra, il progetto zHome a Issaquah (Washington); qui sopra, il Bullitt Center di Seattle.

Con l’obiettivo di liberarsi in un futuro non troppo lon-

Imperativi – ognuno dei quali specifico per la sfera di

tano dalla dipendenza dei combustibili fossili, nel

influenza. La certificazione si ottiene rispettando tutti

2007 l’International Living Future Institute (ILFI) con

gli Imperativi e solamente in seguito alla verifica dei

sede a Seattle (USA) ha lanciato il Living Building

dati di consumo reali dopo 12 mesi di occupazione del

Challenge - LBC, un programma di certificazione per

fabbricato; è richiesto il soddisfacimento di tutti e

gli edifici profondamente ambizioso e di vasta portata,

venti gli Imperativi per i nuovi edifici, di sedici per le

dando vita a ciò che oggi è verosimilmente il più rigo-

riqualificazioni e di diciassette per i progetti che ri-

roso sistema di certificazione per gli edifici green al

guardano il paesaggio e le infrastrutture.

mondo. Applicato a ogni progetto immaginabile, di

L’obiettivo finale non è progettare edifici che consu-

qualunque dimensione e in qualsiasi collocazione

mino molto meno rispetto a quelli tradizionali, bensì

geografica, sia esso un nuova costruzione o una strut-

fabbricati che abbiano un impatto positivo sull’am-

tura esistente, il protocollo LBC è basato su un sistema

biente. Attualmente in tutto il mondo sono 372 i pro-

di principi progettuali rigenerativi e su prestazioni ri-

getti che stanno cercando di ottenere la certificazione

cavate da dati reali ed è organizzato attorno a sette

LBC, giunta alla sua terza versione (Living Building

aree tematiche: sito, acqua, energia, materiali, benes-

ChallengeSM 3.1)1.

sere e felicità, equità, bellezza. Richiamandosi metafo-

Tra tutti i Petali che concorrono al raggiungimento

ricamente a un fiore, queste aree sono denominate

della certificazione, approfondiamo quello relativo

Petali, a loro volta suddivisi in 20 sotto categorie – gli

all’Energia.

argomenti

Il Petalo Energia

una tabella di rendimento energetico e forniscono i

Il cuore del Petalo Energia è il concetto di energia netta

nel caso in cui tali dati non siano disponibili, è possi-

zero (Net Zero Energy) per il quale, visto che nel tempo

bile presentare anche risultati ottenuti mediante mi-

esso ha assunto differenti significati, l’Istituto dello

sure private. Nella documentazione devono essere

stato di Washington ha stabilito una semplice defini-

delineati anche i sistemi di approvvigionamento di

zione a cui fare riferimento, ovvero che “il 100% del-

energia dell’edificio attraverso fotografie e dettagli so-

l’energia necessaria all’edificio su base netta annuale

stanziali; è possibile aggiungere ulteriori indicazioni

deve essere fornito da fonti energetiche rinnovabili

relative alla costruzione, che quindi viene pubblicata

presenti sul sito”. Viene anche chiarito che non è pos-

sul sito del Living Building Challenge come caso stu-

sibile usare generatori a combustibile fossile sul sito di

dio. Dopo il pagamento della tariffa per la certifica-

progetto, tranne in eccezioni limitate come ad esem-

zione, le informazioni vengono inviate a una terza

pio nel caso di cucine professionali, mentre si concede

parte – un auditore – che le controlla e le conferma; se

l’uso di energia rinnovabile prodotta fuori dal sito in

la prestazione reale viene comprovata, si assegna la

determinate circostanze, nel caso per esempio di edi-

certificazione NZEB2. Oltre alla certificazione NZEB,

fici con una grande richiesta di energia. Riconoscendo

l’ILFI dispone anche di un’etichetta di prestazione

dunque l’importanza e la forza dell’idea di “energia

energetica chiamata Reveal. Fondata sugli stessi prin-

netta zero” come concetto autonomo, l’ILFI offre una

cipi del protocollo NZEB, Reveal attesta il consumo di

certificazione solo per i Net Zero Energy Building, la

energia e la sua generazione, valutando la perfor-

quale, come già anticipato per la certificazione LBC,

mance energetica del fabbricato lungo il corso di un

considera le prestazioni reali dell’edificio lungo un pe-

anno, senza imporre requisiti minimi; l’etichetta, in-

riodo di 12 mesi di occupazione. Per essere certificati, i

fatti, fornisce la reale richiesta dell’uso di energia in

progetti devono pertanto effettivamente registrare

kWh/m2 anno secondo un indice chiamato Energy Use

prestazioni a energia netta pari a zero.

Intensity (EUI), come pure la riduzione dell’utilizzo di

Il processo per ottenere la certificazione è molto li-

energia rispetto al riferimento di prestazione energe-

neare. Dopo un anno dall’insediamento del fabbricato

tica di un edificio tipo. Essa, inoltre, mostra la genera-

da parte degli inquilini, i team di progetto compilano

zione di energia sul sito e fuori dal sito associata al

Petalo

Imperativo

Sito

01. Limiti di crescita 02. Agricoltura urbana 03. Cambiamento dell’habitat 04. Vita a propulsione umana 05. Acqua netta positiva 06. Energia netta positiva 07. Ambiente civilizzato 08. Ambiente interno salutare 09. Ambiente biofilo 10. Lista rossa (Red List) 11. Impronta di Carbonio Incorporata 12. Industria responsabile 13. Approvvigionamento economico per la vita 14. Rifiuto netto positivo 15. Scala a misura d’uomo e posti umani 16. Accesso universale alla natura e ai luoghi 17. Investimento equo 18. Organizzazione per una società più giusta 19. Bellezza + Spirito 20. Ispirazione + Educazione

Acqua Energia Salute e Felicità

Materiali

Equità

Bellezza

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dati energetici preferibilmente sotto forma di bollette;

progetto. Visto che il marchio Reveal non è ancora

Challenge nel 2015.

stato utilizzato in Italia, l’ILFI lavorerà con i progettisti

Il fabbricato è ora affittato a sei società principali, tra

locali per determinare un appropriato database di rife-

cui un produttore audio, lo studio di ingegneria che ha

rimento. Per ricevere un’etichetta Reveal, i designer

progettato l’edificio e l’International Living Future In-

devono inviare, assieme al pagamento della tariffa di

stitute. La richiesta complessiva dell’uso di energia

750 USD, i dati di prestazione relativi a 12 mesi di occu-

(Energy Use Intensity - EUI) dell’immobile è incredibil-

pazione all’ILFI, il quale calcola i risultati e rilascia

mente bassa, 29,49 kWh/m2 anno mentre si raggiunge

un’immagine digitale dell’etichetta al gruppo di pro-

un’energia netta positiva del 60%.

getto; con un costo aggiuntivo è possibile ottenere

Dal punto di vista progettuale, il Bullit Center è stato 3

anche un’etichetta fisica da collocarsi sulla struttura .

sottoposto a un processo di modellazione energetica

A oggi, tra Living Building Challenge e Net Zero

continuativo e dettagliato, che ha compreso anche una

Energy Building, sono 42 gli edifici che hanno docu-

configurazione computazionale fluidodinamica per

mentato la loro performance come “energia netta

valutare il flusso d’aria all’esterno dello stabile neces-

zero” e sono ancora in corso diverse centinaia di certi-

sario all’adozione della ventilazione naturale. Per mas-

ficazioni. La varietà dei fabbricati certificati è piutto-

simizzare la luce naturale all’interno dell’edificio, sono

sto ampia, ma ognuno di essi è una testimonianza che

state considerate diverse sagome e strategie, compresa

un futuro libero da combustibili fossili è realizzabile.

una forma a U e un pozzo di luce; alla fine si è optato

Di seguito descriviamo due casi studio interessanti,

per un’altezza di 4,1 m da pavimento a soffitto la quale

così da chiarire meglio quali sono le caratteristiche ri-

massimizza la penetrazione della luce diurna.

chieste dai protocolli LBC e NZEB.

Le pareti dell’edificio sono isolate con fibra di vetro posta all’interno di una controparete dalla struttura a

Il Bullit Center a Seattle

montanti di acciaio e con lana di roccia rigida al di

Di proprietà e sviluppato da The Bullit Foundation,

valore complessivo di Resistenza di R-6.5. Il tetto iso-

un ente orientato alla filantropia ambientale, questo

lato presenta un valore R di 10.5, mentre le finestre

edificio per uffici di sei piani è stato occupato fino

sono a triplo vetro, progettate dalla Schüco e realizzate

dal 2013 e ha completato il percorso Living Building

su licenza dell’azienda tedesca da una ditta della zona

sopra della barriera esterna all’aria e all’acqua, per un

A sinistra sono riassunti graficamente i Petali che costituiscono la certificazione Living Building Challenge e, nella tabella, gli Imperativi relativi a ogni Petalo. Qui a destra, il grafico indica qual è la sfida dei progetti che intendono certificarsi LBC, ovvero non avere influssi negativi sull’ambiente ma - soprattutto - andare oltre l’impatto zero per diventare veramente rigenerativi. Nella pagina seguente la mappa, aggiornata ad aprile 2016, mostra l’incremento negli ultimi anni degli edifici certificati LBC e la presenza degli Ambassadors nei vari continenti (in grigio), dimostrando che la certificazione si adatta a qualsiasi condizione geografica e climatica.

argomenti

così da poter raggiungere i requisiti di approvvigiona-

zione con quattro unità ad aria dell’impianto di venti-

mento locale di materiali previsti dal LBC. Riscalda-

lazione installato per le sale conferenze.

mento, raffrescamento e acqua calda sono forniti da

Schermature solari e ventilazione naturale, control-

una pompa di calore con circuito geotermico chiuso, il

late da un sistema computerizzato basato su dati in

cui campo di preriscaldamento comprende 26 pozzi,

tempo reale, sono caratteristiche chiave del progetto

profondi 400 m e posizionati sotto l’edificio.

del Bullit Center. Su un edificio adiacente è stata in-

Il Bullit Center utilizza diverse pompe di calore: una

stallata una stazione meteorologica che trasmette in

unità ogni due piani per il riscaldamento e raffresca-

tempo reale i dati relativi a temperatura esterna, tem-

mento e una pompa di calore per l’acqua calda; cia-

peratura e velocità del vento al controllo computeriz-

scuna unità prevede un singolo serbatoio di accumulo.

zato del Bullit Center, che regola di conseguenza

Le pompe di calore per il riscaldamento e il raffresca-

l’ombreggiamento e la ventilazione del fabbricato e ve-

mento sono commutate stagionalmente tra le moda-

rifica continuativamente le effettive condizioni di

lità riscaldamento-raffrescamento, fornendo tre

comfort interno. Questa tecnologia confronta le con-

vantaggi: il primo, un ridotto consumo di energia poi-

dizioni interne ed esterne e le previsioni del tempo on-

ché viene fornito o il solo riscaldamento o il solo raffre-

line per ottimizzare il benessere abitativo mediante

scamento; il secondo, un vano tecnico più piccolo visto

comandi termostatici, che aprono o chiudono sia le fi-

che esso accoglie la metà degli accumuli d’acqua (è pre-

nestre sia il complesso delle schermature esterne o in-

visto un unico puffer per il riscaldamento e il raffresca-

terne al fine di regolare il guadagno termico. Il sistema

mento piuttosto che due serbatoi separati). Da ultimo,

consente anche ai fruitori di aprire e chiudere le fine-

in estate il calore di scarto proveniente dalla modalità

stre indipendentemente dal controllo del computer.

di raffrescamento della pompa di calore viene trasfe-

Quando, durante il periodo estivo, le condizioni me-

rito al campo geotermico che accumula così calore in

teorologiche sono appropriate, l’edificio è sottoposto a

vista della stagione fredda. Riscaldamento e raffresca-

una ventilazione d’aria notturna, con le finestre aperte

mento sono distribuiti principalmente attraverso un

di notte e chiuse al mattino per catturare e trattenere il

sistema radiante ad acqua a pavimento, in combina-

fresco della sera.

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Nel Bullit Center sono state raggiunte anche le qualità

membrana di tenuta all’aria e all’acqua. Per le coper-

biofile richieste dal LBC, in quanto tutti i lavoratori

ture sono state usate due sezioni di pannelli tipo SIP,

hanno eccellenti viste verso l’esterno. La natura della

uno di 2x8 pollici (ca. 5x20 cm) e uno di 2x10 pollici

luce diurna, infatti, dona agli spazi interni una sensa-

(ca. 5x25 cm) impilati l’uno sull’altro, usando una ti-

zione di naturalezza, completamente differente ri-

pica struttura portante in legno a telaio; le cavità sono

spetto a quella dei tipici luoghi di lavoro degli uffici,

state riempite con polistirene espanso. Dal punto di

strettamente perimetrati o a forma di alti cubicoli. Il

vista impiantistico, come nel Bullit Center, tutte le 10

gioco naturale della luce attraverso le nuvole, gli al-

unità abitative del progetto zHome utilizzano una

beri, le ore del giorno e delle stagioni, tutto questo

serie di comuni scambiatori di calore geotermici a

contribuisce a creare un ambiente confortevole e se-

pozzi verticali. All’interno di ogni unità abitativa è

reno. Le finestre apribili, infine, forniscono un ulte-

stata installata una singola pompa di calore che ali-

riore vantaggio sensoriale, ovvero il movimento del

menta con acqua calda il serbatoio di stoccaggio il

vento e il suono dell’esterno. Nel complesso queste

quale, a sua volta, fornisce la riserva di ACS e, tramite

strategie progettuali hanno portato a un risultato vera-

scambiatore di calore, l’acqua calda utilizzata dal pavi-

mente notevole, ovvero alla riduzione significativa

mento radiante per la distribuzione del calore negli

dell’uso della luce artificiale, con una potenza lumi-

spazi. Ogni casa ha il suo impianto fotovoltaico, che

nosa (luce diurna + luce artificiale) più bassa rispetto a

varia per dimensione da 5 a 7 kW.

quanto considerata tipicamente necessaria per i posti

In ultima analisi, cinque delle dieci case hanno rag-

di lavoro in ufficio. Persino nelle giornate buie non è

giunto la certificazione Net Zero Energy Building e le

insolito che gli spazi siano illuminati solo con luci a

restanti sono state molto vicine al suo conseguimento.

LED di pochi Watt, dal crepuscolo dell’ambiente e dall’illuminazione stradale esterna.

Conclusioni

zHome

Con il crescente interesse per l’energia netta zero in

Il progetto zHome è stato promosso nel 2016 come un

edifici molto presto: è infatti in costruzione in provin-

catalizzatore di mercato per case profondamente soste-

cia di Trento il primo edificio italiano registrato per ot-

nibili e clima neutrali da destinare alla gente comune.

tenere la certificazione Living Building Challenge,

Nato al di fuori del contesto che ha visto negli anni

grazie a un gruppo di architetti che si sono impegnati

solo piccoli incrementi nel miglioramento delle pre-

per l’attuazione dei principi LBC nel nostro Paese.

stazioni ambientali in bioedilizia, gli ideatori del pro-

L’ILFI incoraggia infatti l’adozione dei principi del Li-

getto hanno cercato di rivoluzionare il paradigma di

ving Building Challenge attraverso la Living Commu-

ciò che è possibile realizzare, creando speranza e

nity Ambassadors, una rete di ambasciatori, che

azione all’interno di un contesto di inattività culturale

diffondono la certificazione e le migliori pratiche e

e politica inerente il cambiamento climatico, l’inqui-

idee per essere condivise a livello globale, sfruttando il

namento persistente e il consumo eccessivo.

meglio dei social media e degli strumenti di comuni-

In questo progetto sono state usate diverse strategie

cazione per un rapido interscambio. Per ulteriori

progettuali e tecnologie per ridurre sostanzialmente il

informazioni è possibile contattare l’autore4.

Italia e non solo, l’ILFI spera di certificare il suoi primi

tipico consumo di energia. A partire dall’involucro dove le pareti, che registrano un valore di resistenza R-7, sono realizzate con un telaio in legno di 2x6 pollici (ca. 5x15 cm) e con una combinazione di polistirene espanso e lana minerale per isolare il tamponamento (le abitazioni negli Stati Uniti sono solitamente costruite con una struttura a telaio in legno). Oltre a ciò, un cappotto in polistirene espanso di ca. 8 cm (3,25 pollici) è stato posato all’esterno della parete, sopra la

Brad Liljequist Direttore Net Zero Energy Programme of ILFI

Note 1 Vedi https://living-future.org/lbc 2 Maggiori informazioni sull’iter di certificazione sul sito https://living-future.org/net-zero/certification/ 3 Ulteriori dettagli sull’etichetta Reveal si possono trovare al seguente link https://living-future.org/reveal/ 4 brad.liljequist@living-future.org

argomenti

German Pietro

Ispirazione mediterranea Villa unifamiliare, Medano - Tenerife (E) È possibile costruire una casa passiva in un clima paradisiaco, dove la temperatura non scende mai sotto i 10 °C? La risposta è sì e l’edificio è un fabbricato unifamiliare, realizzato per essere energeticamente autosufficiente, sostenibile, salutare e confortevole: a tutti gli effetti, una casa a basso impatto ambientale. 16

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progetti

Una casa bianca a consumo quasi zero Con una radiazione solare molto alta se paragonata a

con un tetto piano e priva di spigoli vivi, una man-

quella dell’Europa continentale e con temperature che

canza che si riflette in pianta e in alzato e che caratte-

oscillano tra i 12 °C in inverno (minima) e i 34 °C in

rizza anche i candidi interni. Il parallelepipedo della

estate (massima), costruire a Tenerife una casa se-

casa, quasi ermeticamente chiuso a nord e a est per

condo i principi del Passivhaus significa non tanto ri-

garantire un adeguato comfort abitativo interno sia

durre il fabbisogno per il riscaldamento, quanto

nella stagione calda sia in quella più fredda, si apre

controllare il consumo di energia per raffrescare gli

solo sul giardino a sud-ovest con la grande vetrata al

ambienti. Se a ciò si somma la richiesta del commit-

piano terra. Nell’abitazione gli architetti, oltre a conte-

tente di un fronte vetrato a sud-ovest, allora il progetto

stualizzare i principi dello standard Passivhaus nel

richiede il massimo sforzo e controllo da parte dei

clima caldo delle Canarie, hanno applicato strategie

progettisti. Gli architetti María Toledo e Jorge Heras

progettuali e costruttive sostenibili e a basso impatto

hanno disegnato una casa per 4 persone dal volume

ambientale, usando materiali con una bassa quantità

compatto, nel sud dell’isola a 300 m dal mare, con

di CO2 incorporata e minimizzando la quantità di ele-

un’ala per gli ospiti, adiacente ma separata dal corpo

menti inquinanti e nocivi per gli abitanti. La casa,

principale, e una zona guardaroba a uso della piscina.

primo edificio passivo dell’arcipelago spagnolo, è stata

Liberamente ispirata alle case dei Pueblos Blancos an-

premiata dal PassREg, progetto europeo supportato da

dalusi, la villa all’esterno si presenta interamente di

Intelligent Energy Europe, conclusosi nel 2015, il cui

colore bianco per riflettere la radiazione infrarossa,

obiettivo era la promozione di edifici a zero energia.

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Progetto Toledo y Heras Arquitectos, Santa Cruz de Tenerife (E); De Poorter Holdrinet, Aalter (B) Struttura Toledo y Heras Arquitectos Progettazione energetica arch. Jorge Heras - Toledo y Heras Arquitectos Lavori settembre 2014-agosto 2016 Superficie edificio principale 140,5 m2 Superficie dependance ospiti 14 m2 Superficie pergole 75 m2

LEED - GBC EspaĂąa

Sopra, la casa e la dependance per gli ospiti sono collegate da un pergolato la cui funzione principale Ă¨ lâ€™ombreggiamento della vetrata a sud-ovest. Nella fotografia accanto, in evidenza la lunga pergola al piano terra che funge da elemento schermante e lo sporto della copertura che protegge la terrazza e le porte finestre.

German Pietro

Certificazioni (in attesa) Passivhaus (1 kWh/m2 anno)

progetti

spaccato assonometrico

piano terra

piano superiore

German Pietro

La pergola lungo il fronte sud-ovest.

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Consumo energetico annuo per riscaldamento 0 kWh/m2 anno

Trasmittanza pareti esterne 0,378 W/m2K

Consumo energetico annuo per raffrescamento 12 kWh/m2 anno

Trasmittanza solaio contro terra 1,64 W/m2K

Energia primaria (per riscaldamento, raffrescamento, illuminazione/altri servizi elettrici) 85 kWh/m2 anno

Trasmittanza solaio contro vano non riscaldato 1,76 W/m2K

Carico termico 5 W/m2 Carico per raffrescamento 16 W/m2

Trasmittanza copertura 0,227 W/m2K Trasmittanza serramenti Uw = 1,4 W/m2K Ug = 1 W/m2K; g = 36%

German Pietro

Tenuta allâ€™aria n50 = 0,58/h

progetti

German Pietro

Il lato nord.

La protezione dal sole inizia dalla pelle Fin dall’inizio della progettazione è stato chiaro che il

dopo le opportune verifiche e calcoli, esso rispondeva

problema da affrontare in questo edificio sarebbe

adeguatamente alle richieste di contenimento delle

stato il raffrescamento degli ambienti, in virtù anche

dispersioni termiche e un ulteriore isolamento

del fatto che i committenti desideravano grandi fine-

non rappresentava un valore aggiunto nello schema

stre e un orientamento della facciata principale a sud-

complessivo di coibentazione dell’involucro opaco.

ovest, e i primi passi progettuali sono stati orientati

I serramenti hanno telaio in legno di quercia e doppi

alla scelta del miglior involucro possibile. Per la tipo-

vetri basso emissivi con valore Uw di 1,0 W/m2K (al di

logia costruttiva, gli architetti hanno dunque adottato

sopra di quanto previsto dal Passivhaus, ma adeguato

quella più comune in queste isole ovvero un telaio in

al contesto climatico) e con fattore g pari al 36%.

c.a. resistente all’ambiente marino e blocchi di calce-

A protezione delle ampie vetrate sono state corretta-

struzzo alleggerito di 25 cm di spessore per il tampo-

mente dimensionate le schermature solari, uno dei

namento. Il pacchetto di coibentazione, un sistema

nodi cruciali del progetto: imposte esterne in legno

termico certificato ETICS composto da pannelli in EPS

al primo livello, dove è collocata tutta la zona notte,

con rasante a calce su rete di armatura alcali-resi-

tende motorizzate con controllo orario in estate

stente e finitura in acrilico per uno spessore totale di 8

e una grande pergola che ombreggia la zona giorno

cm, è stato scelto per minimizzare la domanda di ri-

al piano terra.

scaldamento e di raffrescamento e sulla base dei cri-

Tutta la struttura opaca, come pure i nodi serra-

teri di comfort previsti dal Passivhaus, i quali sono

mento/involucro, sono opportunamente sigillati con

stati contestualizzati alle condizioni climatiche (tem-

nastri e intonaci. Dopo la correzione di alcuni punti di

peratura di progetto esterna di 35 °C, interna di 25 °C).

dispersioni in corrispondenza degli impianti elettrici

Sul tetto rovescio sono stati posati 15 cm di XPS, men-

riscontrati da prove di tenuta all’aria, l’ultimo Blower

tre il solaio contro terra non è stato isolato poiché,

Door Test ha registrato un valore n50 di 0,58/h.

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12 3 4 5 dettaglio A

Solaio di copertura, dallâ€™estradosso: - pietrisco - isolamento in XPS (15 cm) - geotessile - strato di impermeabilizzazione - geotessile - massetto in pendenza - solaio in calcestruzzo armato gettato in opera

1 finitura esterna in acrilico 2 rasante a calce su rete di armatura in fibra di vetro tessuta e apprettata, alcali resistente per sistemi a cappotto 3 strato di impermeabilizzazione 4 veletta in cls gettata in situ 5 isolamento veletta in EPS

Isolamento della copertura con pannelli di EPS disposti a strati incrociati.

sezione trasversale

progetti

La struttura dell’edificio è realizzata con un telaio in c.a. tamponato con blocchi in calcestruzzo alleggerito, sistema costruttivo tipico di queste isole. Nella pagina a fianco, a sinistra e a destra in basso, due dettagli del sistema di isolamento ETICS con l’intonaco termoisolante a calce alleggerito con microsfere di EPS; a destra in alto, nastri di tenuta all’aria nelle connessioni tra struttura in c.a. e tamponamento in blocchi in cls.

Parete esterna, dall’esterno - finitura esterna in acrilico - rasante a calce su rete di armatura in fibra di vetro tessuta e apprettata, alcali resistente per sistemi a cappotto - isolamento in EPS (8 cm) - blocchi in calcestruzzo (25 cm) - intonaco interno per ermeticità involucro - lastra di gesso e finitura 1

parete interrato in c.a.

dettaglio B

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dettaglio C Solaio interpiano su terrazzo verso vano riscaldato, dallâ€™estradosso - massetto cementizio elicotterato (8 cm) - geotessile - riempimento sotto pavimento a secco - isolamento in XPS (10 cm) - geotessile - strato di impermeabilizzazione - geotessile - massetto in pendenza - solaio in calcestruzzo armato gettato in opera

1 pietrisco 2 profilo in legno (10x10 cm) ancorato al solaio in c.a. su cui sono fissati i travetti della pergola sottostante 3 profilo in alluminio

2 3

progetti

German Pietro

In alto, la zona giorno della casa è completamente aperta ed è stata organizzata attorno al blocco centrale che contiene gli spazi di servizio. Gli interni sono bianchi e ogni spigolo è arrotondato, come all’esterno; la finitura delle pavimentazioni è in calcestruzzo lucidato a vista.

German Pietro

La vasca da bagno, a lato, è parzialmente incassata nel solaio e, anche in questo caso, il rivestimento in cls lucido prosegue fino ai bordi della vasca stessa.

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Ventilazione e impianti Anche il dimensionamento degli impianti è strettamente correlato alla primaria necessità di raffrescare la casa. Tuttavia prima di selezionare la tipologia di impianti più idonea a raggiungere questo scopo, gli architetti hanno focalizzato la loro attenzione su strategie passive di raffrescamento, sfruttando l’apertura delle finestre per effettuare una ventilazione naturale notturna grazie alla brezza che soffia dal mare. Abituati a estati con diverse ondate di calore provenienti dal Sahara, i progettisti hanno cercato di fissare il numero di giorni in cui la ventilazione naturale sarebbe stata sufficiente a raffrescare l’abitazione. Inoltre, studiando un sotto orario secondario, è stato possibile evidenziare anche i giorni in cui non è sufficiente sfruttare i venti notturni e che rappresentano il 32% del periodo considerato (da giugno a settembre); le giornate più critiche si concentrano in luglio e agosto. Per ovviare a questa difficoltà ed evitare fastidiosi surriscaldamenti, è stato installato un sistema di ventilazione meccanica controllata con scambiatore di calore a cui è stata abbinata un’unità di post trattamento che può riscaldare o raffrescare l’aria immessa

tistica uno split interno e un sistema per la produzione

negli ambienti; questa è collegata a un pompa di ca-

di acqua calda sanitaria supportato da collettori solari

lore che a essa invia acqua calda o fredda. La VMC for-

che coprono l’88% della richiesta. Le acque piovane,

nisce il poco calore necessario per riscaldare gli

preventivamente raccolte, e quelle grigie sono filtrate

ambienti nei periodi più freddi. Completano l’impian-

e utilizzate per irrigare il giardino.

In alto, la centralina di controllo dei pannelli solari termici. A sinistra, bocchetta di prelievo/immissioni dei canali della VMC; qui sopra, l’unità di post trattamento che raffresca o riscalda l’aria dopo il passaggio attraverso lo scambiatore di calore mediante acqua fredda o calda fornita da una pompa di calore.

progetti

L’esperienza Villa Medano è stato il primo progetto passivo dello studio Toledo y Heras Arquitectos e da questa esperienza essi hanno tratto alcune conclusioni che si stanno rivelando fondamentali per il loro percorso progettuale. Ovvero: non esiste un clima più “felice” di altri per costruire in standard passivo se non è ac-

Radiazione solare estiva.

compagnato da un’adeguata progettazione architettonica. Il sistema costruttivo tipico (telaio in c.a. e tamponamento in blocchi di calcestruzzo alleggerito) deve essere ripensato e migliorato per poter garantire i livelli di comfort desiderati, d’altra parte facilmente raggiungibili. La ventilazione naturale è perfetta per raffrescare d’estate: tuttavia non può essere sempre utilizzata in quanto le temperature notturne molto frequentemente sono superiori a quelle considerate confortevoli. Infine, visto che il sole alle Canarie è presente per quasi tutto l’anno, è sem-

Il grafico mostra la percentuale dei giorni (in marrone) in cui non sarebbe possibile utilizzare il raffrescamento passivo durante l’estate su base oraria.

pre auspicabile integrare negli edifici passivi fonti energetiche rinnovabili per ottenere un consumo energetico netto pari a zero.

Radiazione totale in kWh/m2 a Tenerife..

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Distribuzione delle temperature (in verticale) durante i 12 mesi (in orizzontale) e, a destra, la media annuale.

German Pietro

La pergola della zona piscina, con lo spogliatoio sulla sinistra, Ă¨ stata rivestita con foglie di palma.

progetti

La dolce vita dello studente Casa dello studente mineroom, Leoben (A)

A Leoben, nell’alta Stiria, è stato inaugurato nell’ottobre 2016 il più grande studentato austriaco mai realizzato in legno, certificato klima:aktiv Gold e in attesa di consegna della targhetta Passivhaus. Su un piano terra in calcestruzzo armato si erge un edificio, alto fino a 5 piani, con struttura e tamponamenti in legno, che hanno consentito di evitare l’immissione in atmosfera di 2.000 tonnellate di CO2. L’impianto fotovoltaico, ottimizzato per rispondere ai picchi di domanda mattutini e pomeridiani, contribuirà al risparmio di ulteriori 30 tonnellate di CO2 l’anno.

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progetti

Cooperazione problem solving Alla fine di marzo 2015, lo studio aap.architekten di

gara dando risposta a questioni e dettagli già durante

Vienna venne invitato a partecipare al concorso per

il concorso con una stretta cooperazione da parte di

uno studentato, passivo e in legno, a Leoben, una cit-

tutti i membri della squadra.

tadina della Stiria sede della Montanuniversität, un

La seconda, grande sfida era rappresentata da uno

istituto universitario noto in tutto il mondo per le sue

stringente cronoprogramma: una volta annunciati i

ricerche specializzate nell’ambito dell’ingegneria mi-

vincitori del concorso nella seconda metà del mese di

neraria. Il promotore del concorso, l’associazione che

giugno 2015, i lavori ebbero inizio ufficialmente nel-

gestisce l’affitto di camere e appartamenti a ragazzi

l’ottobre dello stesso anno, dopo l’ok dell’ufficio tec-

che vogliono studiare in Austria (OeAD-Wohnraum-

nico di Leoben, senza dover attendere permessi e

verwaltungsGmbH), voleva che il progetto fosse pre-

deroghe. Per rispettare le tempistiche prefissate, è

sentato già con un unico appaltatore che gestisse tutte

stata necessaria da parte di tutti i soggetti coinvolti

le lavorazioni. Il team di progettazione venne dunque

una grande velocità di reazione nelle decisioni, flessi-

coinvolto in maniera intensiva a partire dalla fase di

bilità e un agire orientato al problem solving; aspetti

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della regione e dell’università con la natura e le sue risorse si riflettesse nell’edificio. All’interno dunque sono state applicate delle carte da parati fotografiche che rimandano al settore minerario, con il quale la città e l’università sono collegate da generazioni, mentre all’esterno le nitide forme dell’edificio sono plasticamente rivestite con tavole di larice non trattato dalle quali prorompono tavole sovrapposte, nei toni del grigio e del marrone, a formare sulla superficie esterna una sorta di ‘venatura’ che ricorda le stratificazioni dei giacimenti minerali. Effetto che si accentuerà con il tempo grazie al virare del rivestimento in legno in diverse tonalità irregolari di grigio, marrone e rosso.

questi che i progettisti non si stancano di sottolineare come peculiarità dell’intero progetto e che ha contribuito al successo dello stesso. La casa per studenti mineroom di Leoben è stata dunbre 2016, dopo soli 11 mesi di lavori. Leoben ospita, con la sua Montanuniversität, un’università frequentata da oltre 4.000 studenti provenienti da tutti i continenti e lo studentato è stato pensato per ospitare i 201 studenti internazionali, durante il loro soggiorno nella cittadina. Proprio per il carattere così distintivo dell’istituto universitario locale, nel concorso si chiedeva che lo stretto rapporto

que inaugurata secondo i tempi prestabiliti, il 1° otto-

A sinistra, il lato est con il foyer d’entrata. Sopra, l’angolo sud-est. La Montanuniversität di Leoben, cui la mineroom è strettamente legata, è un centro di riferimento di fama mondiale per tutti gli esperti nel settore minerario e metallurgico.

progetti

planimetria

Corridoi-gallerie illuminati in modo naturale Lo studentato è articolato in 3 ‘blocchi’ di differente altezza accostati tra loro a formare una C, con un rapporto S/V ideale per ottenere prestazioni passive senza particolari acrobazie tecniche. All’interno i corridoi, come le gallerie di una miniera, cambiano forma, si allargano e si restringono, corrono attraverso le piante rompendo continuamente la pelle dell’edificio, aprendosi per diventare luoghi di uso comune e spazi rivolti all’esterno. In questo modo, inoltre, corridoi e scale sono illuminati in modo naturale. La mineroom propone differenti soluzioni di spazi abitativi e comuni. Appartamenti singoli, camere doppie, alloggi comuni per 2-5 persone permettono agli studenti di avere a disposizione una differenziata offerta abitativa. A ogni piano, le cosiddette Stuben costituiscono luoghi ove ritirarsi mentre al piano terra si trovano ulteriori spazi comuni: un soggiorno allargato, una lavanderia, una stanza per esercitarsi con la musica, sale riunioni e sale studio, feste. Il cortile è attrezzato con sedute e tavoli da ping pong; nel giardino, terrazze in legno invitano all’ozio e al relax.

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una fitness room e una sala polivalente per rilassarsi e fare

Progetto aap.architekten ZT-GmbH, Vienna (A) Committente Wohn- u. Siedlungsgenossenschaft Ennstal, Liezen (A) Gestore OeAD-WohnraumverwaltungsGmbH, Vienna (A)

corpo edilizio A

Appaltatori generali ARGE Swietelsky Baugesellschaft m.b.H., Linz (A); Weissenseer Holz-System- Bau GmbH, Greifenburg (A) Consulenti fisica dell’edificio/Passivhaus Schöberl & Pöll GmbH, Vienna (A) Impianti BPS Engineering, Vienna (A) Progetto strutturale KPZT DI Kurt Pock Tragwerksplanung, Klagenfurt (A)

corpo edilizio C

corpo edilizio B

Strutture portanti KLH Massivholz GmbH, Katsch an der Mur (A) Superficie verde 580 m2 superficie verde, 240 m2 cortili verdi, 55 m2 piazza verde parzialmente pubblica

piano tipo

Superficie fondiaria 3.214 m2 Superficie utile 5.900 m2 Costi_ 12.500.000 € inclusivi di onorari, certificazioni, spese di demolizione, imposte varie, costi finanziamento (IVA esclusa) Certificazioni_ Klima:aktiv Gold Passivhaus Institut Darmstadt (in fase di consegna) sezione longitudinale lungo il corpo edilizio a sud (C) Nella pagina accanto, un dettaglio della facciata interna del corpo edilizio A, con le logge rosse che fuoriescono dal volume centrale e le fioriere supportate da strutture in acciaio.

Dei 12.500.000 € di costi totali, 1.100.000 € sono stati spesi per il mobilio e 260.000 € per l’impianto fotovoltaico.

sezione trasversale del corpo edilizio a est (B)

progetti

12.300 m2 di X-lam per pareti e solai A eccezione della zona d’entrata, del piano interrato e

zione tra le pareti divisorie in X-Lam fra le varie

dei due vani scala in calcestruzzo armato, l’edificio è

stanze e i solai, parimenti in X-Lam. Su tali elementi

stato interamente costruito in legno. Le pareti esterne,

sono stati collocati dei rivestimenti in cartongesso

prevalentemente prive di funzione portante, sono rea-

che rispondessero ai requisiti di isolamento acustico e

lizzate con una struttura a telaio di legno prefabbri-

di protezione dal fuoco richiesti dalla normativa edili-

cata, isolata con lana minerale. La funzione portante

zia austriaca.

vera e propria è demandata, invece, alle pareti diviso-

Le pareti esterne, in telaio di legno 6/26 cm, isolate

rie interne, composte da elementi parietali KLH

con lana minerale, e rivestite su entrambi i lati, non

(X-lam) in combinazione con elementi di chiusura

hanno sostanzialmente funzione portante; sono state

orizzontale dello stesso tipo.

totalmente prefabbricate e consegnate in cantiere

La zona del piano terra con tutti gli ambienti comuni

complete già del rivestimento esterno in tavole di la-

è stata realizzata in c.a., rivestita con facciate conti-

rice non trattato.

nue, così come in c.a. sono anche i vani scale con gli

Al 3° piano, una passerella in acciaio permette di col-

ascensori. Tuttavia, già le aree residenziali al piano

legare l’edificio a nord con quello a sud, senza passare

terra, nell’edificio a nord e a sud, presentano un si-

per l’edificio rivolto a ovest.

stema costruttivo in legno su piattaforma in c.a. men-

Una struttura in acciaio con elementi schermanti pro-

tre, a partire dal 1° piano, tutti gli elementi costruttivi

tegge il cortile fra i tre corpi, ombreggiando durante le

sono in legno.

stagioni più soleggiate questo spazio che funziona

Le funzioni statiche sono garantite dalla collabora-

come un ideale luogo di incontro.

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ÂŠ Wechsler

progetti

Le pareti esterne sono state totalmente prefabbricate, inclusi i rivestimenti interni ed esterni, e montate in cantiere.

Consumo energetico annuo per riscaldamento 11 kWh/m2 anno (secondo PHPP) Energia primaria da fonti non rinnovabili 91,5 kWh/m2 anno (secondo PHPP)

Protezione antincendio

Carico di calore 9 W/m2 (secondo PHPP)

Al fine di rispondere alle severe normative vigenti in

Tenuta all’aria n50=0,27/h (secondo PHPP)

Austria in merito alla protezione degli edifici in legno pluripiano, tutti gli elementi portanti sono stati ‘in-

CO2 evitata ca. 2.000 t CO2 vengono fissate grazie all‘impiego del legno come materiale da costruzione

capsulati’ con finiture in cartongesso. Le pareti esterne, non portanti per la maggior parte, dovevano invece rispondere a requisiti di protezione al fuoco inferiori. Per prevenire il propagarsi delle

Anche i solai in X-lam sono arrivati in cantiere pronti per il montaggio.

fiamme sulla facciata in legno, a ogni piano un nastro di lamiera piegata interrompe la camera di ventilazione e fuoriesce in facciata. Infine, poiché è stata prevista una seconda via di fuga attraverso un’ulteriore zona tagliafuoco o tramite le scale esterne, non si è reso necessario un vano scale con ventilazione forzata.

L’impianto centrale di rilevazione incendi è collegato

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direttamente con i Vigili del Fuoco.

Sezione di dettaglio edificio C: 1 freno al vapore 2 impermeabilizzazione 3 freno a vapore da risvoltare fino allo strato impermeabile 4 sottostruttura metallica per supporto lattoneria 5 elemento in poliuretano a base di espanso rigido Purenit (4 cm) 6 isolamento in lana minerale 7 rete anti insetto 8 telaio portante in tubolari metallici (4,5x4,5 cm) per fissaggio del rivestimento esterno a livello dello strato di ventilazione sottostante

Parete esterna piano terra, dallâ€™esterno: - rivestimento esterno orizzontale in legno (2 cm) - strato di ventilazione (5 cm) - freno al vapore (bordi incollati o saldati) - cartongesso (1,8 cm) - lana minerale tra i montanti della struttura portante in legno (26 cm) - strato di â€˜tolleranzaâ€™ riempito con lana minerale (3 cm) - membrana in PE - parete in c.a. (20 cm) - finitura a stucco (0,2 cm)

4 3

5 6 6 7

Solaio contro terra, dallâ€™estradosso: - parquet (1,5 cm) - massetto in cemento (6 cm) - membrana in PE - isolamento in EPS (3 cm) - barriera al vapore con bordi incollati o saldati - strato di cemento alleggerito con polistirolo (7,5 cm) - solaio in c.a. impermeabile (50 cm) - sottofondo (8 cm)

progetti

Sezione di dettaglio edificio A: 1 sottostruttura in elementi metallici tubolari per supporto del rivestimento in tavole di legno 2 elemento ligneo come sottostruttura per appoggio lattoneria 3 elemento in poliuretano a base di espanso rigido Purenit (4 cm) 4 taglio termico (3 cm) 5 fioriera posta su membrana drenante e manto impermeabilizzante 6 cassonetto per veneziane dello stesso colore dei pannelli di rivestimento 7 passerella di metallo R30 con strato protettivo 8 copertura in lamiera bugnata della fuga di movimento tra la passerella e la loggia 9 soglia in poliuretano a base di espanso rigido Purenit 10 rivestimento della struttura di supporto della passerella 11 profilo HEB 160 R30 con strato protettivo 12 elemento tubolare metallico con strato protettivo 13 grigliato

1 5

2 2

3 4 6 Porzione di davanzale con fioriera, dallâ€™estradosso: - finitura esterna bituminosa per tetto piano (1 cm) - isolamento in PUR/PIR con pendenza (ca. 10 cm) - isolamento in lana minerale (20 cm) - barriera al vapore bituminosa con bordi incollati, con mano di impermeabilizzante (1 cm) - solaio in KLH/X-Lam (14 cm) - lana minerale (5 cm) - cartongesso (1,3 cm)

9 13 12

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8 11 10

Tetto piano con pannelli FV, dallâ€™estradosso: - strato di ghiaia nella zona di copertura dei pannelli FV; il montaggio dei pannelli FV avviene con un sistema leggero senza penetrazione nella struttura del tetto; nelle zone ai bordi la ghiaia viene solidificata oppure Ă¨ previsto il rivestimento con pannelli di tessuto-non-tessuto (aperto alla diffusione) (6 cm) - strato di granuli di gomma (0,5 cm) - strato impermeabile (1 cm) - isolamento in EPS con pendenza (min. 30 cm, 45 cm nel mezzo) - isolamento in lana minerale (20 cm) - barriera al vapore bituminosa con bordi incollati, con mano di impermeabilizzante (1 cm) - solaio in X-Lam (14 cm) - sottostruttura appesa con interposta lana minerale (5 cm) - cartongesso (1,3 cm)

Trasmittanza pareti esterne 0,12 W/m2K Trasmittanza solaio piano interrato 0,16 W/m2K Trasmittanza solaio piano terra 0,11 W/m2K Trasmittanza copertura 0,06 W/m2K Trasmittanza serramenti 0,80 W/m2K

Parete esterna, dallâ€™esterno: - rivestimento esterno orizzontale in legno (2 cm) - strato di ventilazione sottostante (5 cm) - strato di tenuta al vento, bordi incollati - cartongesso (1,8 cm) - lana minerale tra i montanti della struttura portante in legno (26 cm) - freno al vapore (bordi incollati o saldati) - strato di separazione elastico (0,5 cm) - cartongesso (1,8 cm) - profilo metallico per controparete con interposta lana minerale (5 cm) - cartongesso (1,3 cm)

ÂŠ Wechsler

Posa della struttura in acciaio della passerella che collega il corpo A al corpo C.

progetti

ÂŠ Wechsler

Posa degli elementi prefabbricati del solaio sulle pareti portanti interne.

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Dettaglio della struttura reticolare in acciaio che sostiene i grandi elementi schermanti del cortile interno.

Vista da ovest del cortile interno della mineroom, una sorta di ‘piazza’ semipubblica. Grazie agli elementi schermanti è possibile fruire dello spazio esterno anche nei mesi più caldi e assolati.

progetti

Un impianto fotovoltaico ottimizzato per la mattina e il pomeriggio La mineroom è stata concepita fin dall’inizio come un edificio con prestazioni passive. Così, l’involucro ottimizzato si accompagna a un effifotovoltaico esteso quanto più possibile, a un’ottimizzazione dei componenti che consumano energia, evitando anche le funzioni di standby,

ciente impianto di ventilazione, a un impianto

Le condutture impiantistiche ancora in fase di cantiere.

oltre all’utilizzo di luci a LED. Sulle coperture piane sono installati 388 moduli monocristallini da 116 kWp che dovrebbero assicurare una produzione di energia pari a circa 110.000 kWh. I moduli hanno orientamento est-ovest così da ottimizzare il consumo proprio tipico dell’edificio: sulla base dell’esperienza, infatti, i picchi di richiesta energetica negli stuL’impianto, che ha una superficie totale di 620 m2, consente di evitare l’immissione in atmosfera di 30 tonnellate di CO2 l’anno. È stata prevista anche la predisposizione per un sistema di

dentati si verificano al mattino e al pomeriggio.

I pannelli FV su uno dei tetti della mineroom.

stoccaggio. Un leggero zavorramento della sottostruttura che supporta i pannelli ha evitato di incidere sul pacchetto di copertura. L’impianto di ventilazione meccanica controllata è provvisto di due scambiatori di calore rotativi disposti parallelamente. La mineroom è allacciata al teleriscaldamento della Città di Leoben, che sfrutta il calore di scarto dell’acciaieria VoEST; il teleriscaldamento è utilizzato anche per la produzione dell’acqua calda sanitaria tramite un sistema ad accumulo. Il calore è distribuito in tutto il piano terra tramite un impianto radiante a pavimento, mentre gli ambienti nelle singole unità abitative e gli spazi comuni più raccolti (Stuben) sono riscal-

I corridoi della mineroom si restringono e si allargano, come le gallerie in una miniera. Le condutture impiantistiche sono a vista.

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dati da radiatori.

Una delle zone comuni al piano terra dell’edificio B. UPCYCLING. Una particolarità degli interni sono i mobili – sgabelli, tavoli, panche e consolle – ottenuti dagli avanzi dei pannelli, circa 400 m2, dovuti al taglio per ricavare i fori per porte e finestre nelle pareti in KLH. Poiché gli spazi abitativi sono fondamentalmente rivestiti con cartongesso, la proposta di riutilizzare gli ‘sfridi’ ha dato vita a tutta una serie di elementi d’arredo che ricordano la materia con la quale è costruito l’edificio.

A destra, uno dei corridoi che collegano le stanze, caratterizzato da elementi come la carta da parati fotografica e la consolle, ricavata da un pezzo di scarto delle pareti in X-lam.

Per sottolineare il collegamento con la Montanuniversität, nelle Stuben e nei corridoi sono state affisse carte da parati fotografiche con motivi legati alle miniere e alla relativa tecnologia provenienti dall’archivio dell’università stessa.

progetti

focus

Ristrutturare l’impianto termico con l’aiuto della diagnosi energetica Paolo Veggetti

La ristrutturazione di un impianto termico può essere

radianti… prima o poi devono essere sostituiti. La tec-

pianificata con cura oppure rendersi necessaria a se-

nologia e le conoscenze legate al comfort e al rispar-

guito di rotture o danni improvvisi (ma spesso preve-

mio energetico propongono soluzioni migliori e

dibili, se in presenza di materiali vetusti).

sempre più efficienti.

Tutti i materiali hanno un ciclo di vita, e le compo-

In genere, nel momento in cui si acquista un immobile

nenti di un impianto termico non fanno certo ecce-

usato si fanno le opportune considerazioni sulla situa-

zione: caldaie, valvole, pompe, tubazioni, terminali

zione esistente, sia in termini di involucro che di im-

_22

Gli impianti “invecchiano”, vanno sostituiti con tecnologie adeguate a garantire al contempo comfort e risparmio energetico. Come intervenire sull’esistente? L’impianto ottimale non esiste, vanno valutate le soluzioni relative al singolo caso. La diagnosi energetica illustra gli interventi possibili: eseguita con un elevato grado di dettaglio è parte integrante del progetto, un efficace strumento di conoscenza e pianificazione degli interventi.

tica finalizzata a ottenere un’adeguata conoscenza del profilo di consumo energetico di un edificio o gruppo di edifici, di una attività o impianto industriale o commerciale o di servizi pubblici o privati, a individuare e quantificare le opportunità di risparmio energetico sotto il profilo costi-benefici e a riferire in merito ai risultati”. La normativa lega la diagnosi agli interventi volti al risparmio energetico. Ma volendo portare il patrimonio edilizio esistente a un livello NZEB, tutti gli interventi da realizzare su impianti e involucro dovrebbero essere analizzati all’interno della diagnosi. A seguire verrà presa in esame soprattutto la ristrutturazione di impianto termico, ma tutti gli impianti (riscaldamento e raffrescamento, produzione ACS, VMC e domotico) devono funzionare, e quindi essere esaminati e progettati, in maniera corale. Prevedere interventi sul solo impianto di climatizzazione invernale è comunque riduttivo e incompleto, specie in edifici NZEB. La normativa prevede in alcuni casi l’obbligo della redazione di una diagnosi energetica (per esempio, nel residenziale, in caso di sostituzione di generatore con potenza maggiore di 100 kW), ma riteniamo che la diagnosi energetica sia la base per una corretta progettazione di retrofit energetici in tutti gli edifici esistenti. Quando è eseguita con un elevato grado di dettaglio è parte integrante del progetto, capace di

pianti e spesso si interviene con una ristrutturazione,

mettere a conoscenza ogni utente sulle opportunità,

che viene realizzata a edificio vuoto. Più rare le ri-

sui rischi, sulle criticità e sui costi di massima delle

strutturazioni in edifici abitati, per gli ovvi disagi che

scelte progettuali che si andranno a realizzare. Per

questo comporta. Ci sono però situazioni in cui è ne-

questo deve essere il più possibile confezionata su mi-

cessario trovare un compromesso tra gli interventi e

sura (taylor made).

le condizioni di utilizzo come per esempio i condo-

Per quanto sia personalizzabile, l’approccio metodolo-

mini, le scuole, gli uffici, i negozi, gli ospedali, ecc.

gico della diagnosi energetica presenta alcuni fonda-

In tutte queste situazioni è fondamentale pianificare

mentali punti ricorrenti.

gli interventi di ristrutturazione di impianto ed evi-

Si procede prima con una serie di indagini conosci-

tare o prevenire per quanto possibile situazioni che

tive, sull’involucro e sull’impianto termico, poi si ela-

portino a interventi in emergenza, con ovvio aggravio

bora un modello digitale (che può essere statico o

di costi e disagi e con il rischio che l’urgenza porti alla

dinamico) che deve rappresentare nel modo più fedele

soluzione non ottimale.

possibile la situazione di partenza, e su edifici esi-

Negli ultimi anni la normativa ha proposto e sempre

stenti questo è tutt’altro che scontato!

più promosso uno strumento assolutamente indi-

Il modello quantifica i fabbisogni energetici e consente

spensabile per pianificare gli interventi edilizi su un

quindi di studiare i possibili interventi migliorativi.

edificio esistente: la diagnosi energetica.

Le indagini che si possono eseguire variano in fun-

La definizione fornita dalla Direttiva europea

zione delle problematiche segnalate e/o degli obiettivi

2012/27/UE è la seguente “… una procedura sistema-

energetici da raggiungere.

focus

L’utilizzo di termocamere (vedi foto a lato), per esempio, consente di individuare i punti critici su cui intervenire; ma sono utili anche termoflussimetri e spessivetri per misurare la trasmittanza di pareti e superfici vetrate. Il Blower-Door-Test, invece, quantifica le perdite per infiltrazione d’aria (vedi immagine a lato, al centro); un punto questo su cui il progettista deve prestare particolare attenzione. Infatti, per ottenere un edificio NZEB, la tenuta all’aria va sempre progettata, benché a livello nazionale non vi sia una normativa specifica che la renda obbligatoria (vedi il grafico delle dispersioni, in basso nella pagina), poiché l’incidenza delle Esempio di indagine termografica.

perdite per ventilazione è paragonabile, se non maggiore, all’incidenza delle perdite per trasmissione. Ma mentre queste ultime possono essere determinate in maniera abbastanza corretta, con una bassa percentuale di scarto, le perdite per ventilazione vengono convenzionalmente ipotizzate pari a 0,5 ricambi/ora, dato che permette di avere una qualità dell’aria accettabile. Se non si progetta la tenuta all’aria, si rischia di avere un tasso di ricambio decisamente più elevato (fino a 20 volte!) per cui il successivo dimensionamento dell’impianto termico risulterebbe fortemente sottodimensionato. In edifici abitati, anche i rilievi con datalogger forniscono importanti indicazioni sugli ambienti e sulle abitudini di utilizzo degli stessi da parte degli utenti. Si tratta di strumenti che misurano temperatura e umidità a intervalli regolari, per esempio ogni 15/30 minuti; essi vengono posizionati per alcune settimane sia all’interno dell’edificio, in ambienti significativi, sia all’esterno, per gli opportuni confronti, al fine di determinare come reagisce l’involucro alla variazione delle condizioni climatiche esterne.

Esecuzione di un Blower-Door-test.

Infine, e più raramente, si ricorre a invasivi carotaggi o indagini endoscopiche.

Dispersioni energetiche per trasmissione e per ventilazione.

In mancanza di dati da rilievo sull’involucro, è possibile creare il modello di analisi utilizzando i dati tabellari pubblicati nella norma UNI TS11300 relativi alla trasmittanza di infissi, pareti, solai e coperture. Un esempio pratico è stato applicato nel caso studio della riqualificazione energetica della Banca Unicredit, di cui si parla nella pagina a fianco. Una volta raccolte tutte le informazioni sull’involucro, si analizzano i sottosistemi dell’impianto termico (generazione, distribuzione, emissione e regolazione) con

_22

ηDistribuzione ηEmissione ηRegola-

care con precisione.

zione). Ma, mentre la trasmittanza

corretto il rendimento dichiarato dal produttore, riferito all’apparecchiatura

di un pacchetto costruttivo rimane

nuova. Sarà necessario ricorrere ai rendimenti rilevati dalle analisi di com-

sostanzialmente invariata negli

bustione effettuate ogni anno, o ogni due anni, che si trovano riportati sul li-

anni – salvo significativi ammalo-

bretto di centrale o di impianto.

ramenti dei materiali dovuti, a

Per i rendimenti dei sottosistemi di distribuzione, emissione e regolazione

volte, alla presenza di umidità –, i

non sono possibili rilievi efficaci a costi ragionevoli, occorre quindi fare affi-

rendimenti di un sistema impianti-

damento ancora una volta alle tabelle della UNI TS 11300 ma con una certa

stico tenderanno a peggiorare e

flessibilità in quanto i dati tabellari non possono rappresentare tutte le casi-

sono pertanto difficili da quantifi-

stiche. Per quanto riguarda i rendimenti della distribuzione, secondo le ta-

i rispettivi rendimenti (ηProduzione

Per esempio, per un generatore di calore di 10 o 15 anni non si può ritenere

Una filiale Unicredit doveva essere riqualificata in standard Passivhaus. Il committente aveva dichiarato che la struttura dell’involucro era in cemento armato ed effettivamente l’aspetto esterno sembrava avallare questa informazione, come si potrebbe intuire dall’immagine a lato. Tuttavia, un’indagine eseguita con datalogger rilevò che la temperatura interna rifletteva perfettamente quella esterna, rivelando quindi un’assenza di coibentazione ma con un bassissimo sfasamento che avrebbe dovuto essere maggiore per un involucro realizzato con una struttura pesante/massiva come il cemento armato. Una successiva indagine con termocamera (vedi immagine in alto) evidenziò successivamente la texture dei mattoni forati.

focus

belle UNI, un impianto centralizzato in un edifi-

dello, si passa alla simulazione degli interventi.

cio di 5 piani con distribuzione a colonne verti-

In genere si prendono in esame prima gli interventi di effi-

ηd=92%. È però evidente che se la rete scorre

cientamento sull’involucro, in modo da ridurre il più possi-

per molti metri a soffitto nei corselli dei garage

estivo. Successivamente si analizzano gli interventi sugli im-

oppure per un breve tratto nelle cantine, il ren-

pianti che devono fornire, possibilmente attraverso l’utilizzo

dimento di distribuzione reale sarà sensibil-

di fonti rinnovabili, la poca energia necessaria.

mente differente. Inseriti i dati nel modello

Può succedere tuttavia di procedere al contrario: prima si

digitale è possibile quantificare i fabbisogni

studiano gli interventi sugli impianti, poi quelli sull’involu-

energetici dell’edificio esistente. Un passaggio

cro e, con la stessa logica, si fanno le simulazioni relative alla

fondamentale è poi quello di tarare il modello

somma di singoli interventi.

con i dati dei consumi reali che si desumono

La diagnosi energetica consente, in questi casi, di spiegare le

dalle bollette di riscaldamento e di elettricità

criticità a cui si va incontro quando si interviene prima sugli

degli ultimi 3-5 anni.

impianti e successivamente sull’involucro, come tipicamente

Se il modello viene creato, come peraltro pre-

accade in un condominio nel quale si debba sostituire il ge-

vede la normativa, applicando la UNI TS 11300,

neratore con conseguente obbligo della diagnosi energetica.

i consumi reali presentano in genere uno sco-

Sebbene non sia la procedura auspicata, si può studiare

stamento rispetto a quelli teorici nell’ordine del

prima l’intervento della sola sostituzione del generatore, la

10-15%. Quelli reali sono più alti di quelli teo-

posa di pannelli solari e, se non ancora presenti, la posa delle

rici, salvo comportamenti molto virtuosi da

valvole termostatiche e del sistema di contabilizzazione. Poi

parte degli utenti, e questo ‘delta’ è spesso do-

si passa alla simulazione sul modello digitale delle sole coi-

vuto ai rendimenti degli impianti. Tarato il mo-

bentazioni dei solai freddi e non dell’intero cappotto. La coi-

cali ha un rendimento di distribuzione pari a

bile i fabbisogni energetici, sia in regime invernale che

Edificio degli anni ‘60 a Bologna, composto da 18 appartamenti. Ha subìto prima una ristrutturazione di impianto (2007), passando da un generatore a gasolio a tre caldaie modulanti a metano; alcuni anni dopo (2013) è stato posato un cappotto e sono stati sostituiti gli infissi. La riduzione di fabbisogno energetico e il conseguente risparmio nell’ordine del 60% relativi a quest’ultimo intervento erano stati quantificati con precisione nella diagnosi energetica del 2010. Proprietà ed esecuzione opere: GECO s.r.l. Dall’alto a sinistra, in senso orario: il condominio prima dell’intervento; il condominio dopo l’intervento; la vecchia caldaia; le nuove caldaie.

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bentazione dei solai freddi è spesso un intervento a basso costo che in genere presenta rapidi tempi di ammortamento e porta vantaggi economici a tutti gli appartamenti per un semplice motivo: gli appartamenti di confine (solitamente quelli del primo e dell’ultimo piano) hanno dispersioni più elevate degli appartamenti interpiano. Per avere in questi una temperatura di comfort, si tende ad aumentare il numero di ore di funzionamento o la temperatura del fluido in tutto l’impianto, con conseguente aumento di costi per tutto il condominio. Questo intervento sarà ancora più consigliato nel momento in cui sia installato il sistema di contabilizzazione e vengano applicate le nuove tabelle millesimali (UNI 10200), basate sulle dispersioni delle singole unità immobiliari.

Edificio composto da 12 appartamenti a Bologna, concessi dalla proprietà a canone agevolato. L’impianto di riscaldamento è centralizzato (a colonne montanti), alimentato da una caldaia a condensazione del 2009, che modula la potenza da 35 kW a 105 kW. Sempre nel 2009 è stata installata la contabilizzazione, con ripartitori sui singoli corpi scaldanti. Nel 2016 è stato posato un cappotto e sono stati sostituiti gli infissi. Sopra, l’edificio prima della riqualificazione e, sotto, l’edificio dopo la posa del cappotto.

La diagnosi energetica esamina anche gli interventi di coibentazione delle pareti esterne e di sostituzione degli infissi. Per quanto riguarda la sostituzione degli infissi in un condominio è impossibile fare delle simulazioni di risparmi attendibili, perché le singole proprietà tendono a muoversi con tempi e decisioni differenti. Però, proprio nella diagnosi, è possibile fornire a tutti i condòmini alcune utili informazioni in merito alla scelta degli infissi. Questo, è bene ribadirlo, non è il modo corretto di procedere, tuttavia negli ultimi anni gli interventi di coibentazione delle pareti fredde di interi condomini raramente sono stati realizzati o semplicemente presi

ficio NZEB ma, al contempo, il ricambio d’aria è neces-

in considerazione. È auspicabile che questa inerzia

sario per il benessere e la salubrità degli ambienti e

venga presto superata, anche grazie all’applicazione

per abbattere l’umidità presente. Una famiglia, con le

delle nuove norme sul risparmio energetico (decreto

normali attività domestiche, produce in media da 10 a

dei minimi DM 26/06/2015) con le quali, per esempio,

14 litri di vapore d’acqua di cui solo il 4-5% viene smal-

si rende obbligatoria la coibentazione delle strutture

tito per diffusione dalle strutture, il resto deve essere

quando si realizzano interventi di ripristino dell’into-

smaltito mediante ventilazione.

naco o di impermeabilizzazione della copertura. In

Le alternative sono due:

questa direzione va anche l’ultima legge di Bilancio

• aprire le finestre, ma questo, ammesso che sia possi-

che prevede un incremento delle detrazioni fiscali per

bile con la frequenza necessaria, riduce il comfort e

gli interventi condominiali dal 65% fino al 75%, pro-

porta a un evidente spreco di energia (sia in condi-

rogati fino al 2021, consentendo una pianificazione

zioni invernali che estive);

degli interventi (vedi esempi di queste pagine). Un importante avvertimento da fare in sede di dia-

• ricorrere all’impianto di Ventilazione Meccanica Controllata.

gnosi energetica è rappresentato dalle problematiche

Gli utenti, ma non solo loro, non conoscono questi im-

legate alla ventilazione degli ambienti che, a seguito

pianti e, ancora una volta, la diagnosi energetica rap-

della posa di cappotti e nuovi infissi, risultano quasi

presenta uno strumento di informazione.

perfettamente sigillati. Del resto, la tenuta all’aria

In diagnosi si spiega che esistono macchine centraliz-

dell’involucro è un’esigenza imprescindibile in un edi-

zate che possono servire l’intero appartamento o appa-

focus

Sopra, rete di distribuzione della VMC posata a pavimento. Sotto, recuperatore di calore alloggiato in armadio.

recchi puntuali, da installare in singoli locali; si forniscono i costi indicativi e, se necessario, si approfondisce una fattibilità di massima dell’intervento. Esaminati i vari interventi di miglioramento energetico, la diagnosi energetica richiede alcune valutazioni anche in termini di costi-benefici e tempi di rientro degli investimenti. Non è questa la sede per approfondire i metodi di calcolo dei rendimenti di un investimento (VAN, TIR, ecc.) ma alcune considerazioni sono opportune. In termini strettamente economici, la scelta tra interventi alternativi di risparmio energetico non dipende né dal VAN (o TIR) né dal tempo di rientro dell’investimento (ammortamento), ma principalmente dal budget del cliente, che il progettista dovrebbe sempre conoscere. Esistono poi altri fattori emotivi, soggettivi e non razionali (desiderio di vivere in una casa bio, sensibilità ecologica, ecc.) che possono determinare la scelta tra un intervento o un altro e che il progettista non può ignorare. Infine, in tutti gli edifici, l’obiettivo primario è sempre il comfort all’interno degli ambienti, che si può misurare in termini di temperatura, umidità, qualità dell’aria, assenza di rumori, ecc. Tutte variabili non quantificabili in nessuna formula finanziaria. Infine, un’annotazione sulla metodologia da applicare per elaborare il modello di analisi. Come già detto, la normativa prevede l’applicazione della UNI TS 11300, ma a volte può es-

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sere utile ricorrere alla creazione di modelli di simula-

compongono o solo su alcuni di essi, di cui esami-

zione dinamici (UNI EN ISO 13790/2008).

niamo alcune criticità nei prossimi paragrafi.

Nei metodi dinamici si tiene conto dell’inerzia termica dell’edificio (calore rilasciato dalla massa del-

Produzione

l’edificio), poiché il modello considera la trasmissione

Il sottosistema di produzione è costituito da tutti gli

termica, il flusso termico per ventilazione, l’accumulo

apparati che generano l’energia necessaria per la cli-

termico e gli apporti termici interni e solari all’interno

matizzazione (invernale/estiva) e la produzione di

delle zone dell’edificio. Tali approcci sono sempre

acqua calda sanitaria: caldaia, pompa di calore, ter-

consigliabili e comunque necessari in condizioni cli-

mocamino, ecc. Qui si concentrano la maggior parte

matiche particolari, per esempio dove il carico di raf-

degli interventi di ristrutturazione parziale di un im-

frescamento estivo risulta non trascurabile o

pianto termico: normalmente la caldaia viene sosti-

addirittura preponderante. Queste simulazioni con-

tuita, in genere ogni 15/20 anni, ma sono frequenti i

sentono di valutare ora per ora il comportamento

casi di generatori ben più vetusti. La diagnosi energe-

dell’edificio al variare delle condizioni interne ed

tica potrebbe però dimostrare la convenienza della so-

esterne, mentre i metodi stazionari o semi-stazionari

stituzione del generatore anche prima di questo

si limitano a fornire dei coefficienti correttivi per ap-

termine, grazie alla continua evoluzione della tecno-

prossimare tali comportamenti.

logia che migliora i rendimenti di produzione. Si possono avere elevati risparmi anche quando si

I sottosistemi dell’impianto termico

passa da un’alimentazione a gasolio (basso rendimento termico dovuto allo ‘sporcamento’ del generatore, elevato costo della materia prima e alto tasso di inquinamento) a un’alimentazione a metano.

L’impianto termico si compone di quattro sottosi-

Ma in un’ottica di progettazione di edifici in standard

stemi: produzione, distribuzione, emissione e regola-

NZEB, il progettista termotecnico è tenuto a spingersi

zione. Sono tutti soggetti a usura e a manutenzione,

oltre, innanzitutto valutando una riduzione della po-

sebbene con tempistiche differenti.

tenza installata.

(ηProduzione ηDistribuzione ηEmissione ηRegolazione) deter-

La potenza del generatore è determinata dal fabbiso-

mina il rendimento globale dell’impianto termico

lucro edilizio. Ma non sempre è possibile intervenire

ηGL= ηP x ηD x ηE x ηR

prima sull’involucro e poi sull’impianto: questo com-

Massimizzare i rendimenti dei singoli sottosistemi

sarebbero sovradimensionati in caso di successiva

non deve però essere l’unico obiettivo per una cor-

posa di un cappotto.

retta ristrutturazione di impianto.

Una buona soluzione potrebbe essere quella di suddi-

L’obiettivo più importante è sempre quello di creare

videre la potenza necessaria per i fabbisogni dell’edifi-

elevati livelli di comfort: temperature e umidità con-

cio in più generatori modulanti (cioè che modulano

sone alle attività che si svolgono e, sempre e comun-

l’erogazione di potenza da un minimo a un massimo

que, un’elevata qualità dell’aria. Il tutto consumando

in funzione della richiesta energetica del momento,

poca energia, possibilmente prodotta da fonti rinno-

determinata da opportuni termometri e sonde di tem-

vabili, come richiede la Direttiva Europea 31/2010.

peratura), ma potrebbe non essere sufficiente. La posa

Per ottenere questo obiettivo, specie in caso di edifici

di un cappotto, infatti, può portare anche a un dimez-

esistenti, non esiste una ricetta universale, ovvero

zamento dei fabbisogni energetici.

l’impianto migliore. La soluzione va sempre conte-

La forbice tra fabbisogno energetico senza cappotto

stualizzata al caso singolo.

e con cappotto è talmente ampia che non esiste

La ristrutturazione degli impianti termici può preve-

un impianto progettato, dimensionato e bilanciato

dere interventi su tutti e quattro i sottosistemi che lo

correttamente che possa funzionare al meglio in

Il prodotto dei rendimenti dei singoli sottosistemi

(ηGL):

gno energetico dell’immobile, che dipende dall’invo-

porta il rischio di installare generatori dimensionati correttamente per un edificio non coibentato ma che

focus

entrambe le situazioni. Generatori modulanti e/o installati in cascata rappresentano comunque una scelta efficiente e flessibile nella gestione energetica, anche in caso non siano previste coibentazioni dell’involucro. Occorre poi prestare attenzione a due aspetti: • l’esiguo numero di giorni di funzionamento del generatore a temperatura di progetto, ovvero al massimo della potenza; • l’intervallo di modulazione, che va da un minimo che non è mai zero ma circa il 20% della potenza massima, a un massimo che è il 100%. Un dimensionamento a temperatura di progetto (per esempio -5 °C in zona E) porterebbe, di fatto, a sovradimensionare il generatore, soprattutto quando sono servite più utenze con diverse esigenze. Per esempio, in un condominio dove è presente la contabilizzazione del calore, che premia il comportamento vir-

Palazzo del Toro a Bologna: ristrutturazione della centrale termica. Edificio nel centro storico, dove nel 2010 sono state installate 12 caldaie in cascata che modulano la potenza da un minimo di 10 kW a un massimo di 50 kW, per un totale di 600 kW di picco, rispetto ai precedenti 1200 kW forniti da due generatori con potenza di 616 kW ciascuno. L’intervento era stato preventivamente simulato con una diagnosi energetica, sia in regime statico (obbligatoria in caso di sostituzione dei generatori di calore di potenza superiore a 100 kW) che dinamico.

tuoso del singolo utente, portato a tenere spento quando non è in casa, o ancora dove sono presenti appartamenti invenduti o abitati saltuariamente. In tutti questi casi, se i calcoli eseguiti come prevede la normativa (UNI TS 11300) quantificano un fabbisogno energetico poniamo di 300 kW, si può pensare di installare un generatore con una potenza inferiore. Di quanto? Una diagnosi energetica in regime dinamico può aiutare il progettista a eseguire valutazioni più accurate perché può quantificare i giorni esatti di funzionamento alla massima potenza. Per quanto riguarda il regime di funzionamento alla potenza minima, occorre fare attenzione a un altro aspetto: il livello minimo di modulazione corrisponde in genere al 20% della potenza massima. Questo significa che se, come nell’esempio precedente, si dovesse installare un unico generatore di 250 kW, il funzionamento a regime minimo di modulazione erogherebbe circa 50 kW, probabilmente eccessivi nelle stagioni intermedie oppure quando non tutte le utenze chiedono energia, con la conseguenza che la macchina funzionerebbe con continui cicli di accensione/spegnimento, molto energivori. Ecco perché è consigliabile frazionare il numero di generatori, azione che però, a sua volta, porta a un incremento dei costi dell’intervento. Senza arrivare al dettaglio di un progetto esecutivo, tutti questi aspetti possono essere esaminati e portati all’attenzione dell’utente nella diagnosi energetica.

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Condominio degli anni ‘60: oltre 200 metri di tubazioni (mandata e ritorno dell’impianto di riscaldamento, acqua sanitaria calda, fredda e rete di ricircolo) che scorrono a soffitto nei corselli dei garage, con coibentazione non adeguata. La coibentazione di questi 200 metri potrebbe portare risparmi paragonabili – se non maggiori – rispetto alla sostituzione del vecchio generatore di calore.

Distribuzione

Generalmente, in seguito a tale pulizia/risanamento

Il sottosistema di distribuzione è costituito dalla rete di

si inseriscono nell’impianto liquidi filmanti e antial-

tubazioni che trasporta il fluido vettore (aria o acqua)

ghe, da lasciare in circolo, con la funzione di proteg-

dal generatore ai terminali di erogazione. La distribu-

gere le superfici interne delle tubazioni. Ma nel caso

zione rappresenta un punto critico nei rendimenti dei

di frequenti rotture e conseguenti riparazioni, l’im-

vecchi impianti; spesso, infatti, le perdite per distribu-

pianto potrebbe venire svuotato spesso e dunque il li-

zione possono essere elevatissime e non sempre indi-

quido filmante sarebbe da reintegrare di continuo,

viduabili o quantificabili con precisione.

incrementando i costi annuali di manutenzione.

Sempre per rimanere nell’esempio del condominio, si

Queste situazioni sono spesso un campanello di al-

pensi alle tubature solitamente di diametro elevato

larme che non deve essere ignorato. A maggior ra-

che spesso si vedono scorrere a soffitto nei garage o

gione quando un condominio si trova a dover

nelle cantine, in aree non riscaldate o addirittura al-

installare la contabilizzazione, la cui tipologia di-

l’aperto, come nell’esempio riportato nella foto della

pende proprio dal tipo di distribuzione.

pagina precedente.

Entro il 30 giugno 2017 (decreto “Milleproroghe”) tutti

Nella maggioranza dei casi, ristrutturare il sottosi-

gli impianti condominiali centralizzati dovranno do-

stema di distribuzione significa abbandonare la vec-

tarsi, ove tecnicamente possibile, di “contatori indivi-

chia rete che scorre – non isolata – all’interno di pareti

duali per misurare il consumo di calore o

e solai, e che nel caso di condomini attraversa diffe-

raffreddamento o di acqua calda per ciascuna unità,

renti proprietà, e predisporne una nuova.

[...]. Nei casi in cui l’uso di contatori individuali non

L’intervento, ovviamente impegnativo quando si

sia tecnicamente possibile o non sia efficiente in ter-

tratta di edifici abitati, diventa prima o poi inevitabile.

mini di costi, per misurare il riscaldamento, sono

Con vecchi impianti sono frequenti le riparazioni

usati contabilizzatori di calore individuali per misu-

della rete di distribuzione a seguito di rotture: nei de-

rare il consumo di calore a ciascun radiatore[...]” (art

cenni passati le tubature erano in ferro, materiale che

9. Dir. EU 27/2012 recepita dal D.L. 102/2014).

col tempo si deteriora, prive di ogni coibentazione e

La normativa sottolinea che è preferibile, in prima

annegate per lo più nei muri esterni. Le tubature

battuta, l’installazione di contatori diretti di calore

stesse, spesso, si presentano con sezioni notevol-

(possibile solo se ogni appartamento ha una propria

mente ridotte o addirittura completamente ostruite

rete di distribuzione) e, solo nel caso in cui ciò non sia

dai depositi di sedimenti, soprattutto nei tratti oriz-

possibile (distribuzione verticale a colonne), l’utilizzo

zontali. In queste condizioni si innesca un circolo vi-

di contabilizzatori indiretti.

zioso nella gestione dell’impianto termico: con

Installare dei ripartitori su una vetusta distribuzione a

tubazioni e/o elementi radianti totalmente o parzial-

colonne, che potrebbe essere abbandonata forzata-

mente ostruiti il calore ceduto all’ambiente è ridotto e

mente, a vantaggio di una nuova distribuzione oriz-

per garantire una temperatura di comfort di 20 °C –

zontale, sarebbe una spesa inopportuna.

come da DPR 412/1996 – si aumenta la temperatura

Rifare la rete di distribuzione in un condominio (di-

del fluido vettore (l’acqua) che circola in tutto l’im-

scorso valido anche per uffici, scuole, ospedali, ecc.) è

pianto, con un conseguente aumento di costi. Dal

un intervento impegnativo, sia in termini di costi che

canto loro, le alte temperature favoriscono il processo

di disagi in fase di realizzazione: meglio perciò inter-

della precipitazione del carbonato di calcio che a sua

venire una volta sola ma in modo programmato piut-

volta diminuisce la sezione di passaggio delle tuba-

tosto che in emergenza e senza pianificazione. Sono

zioni stesse, in altre parole l’efficienza del sottosi-

sempre i progettisti che devono avere una visione più

stema (ηD). Spesso si interviene con trattamenti a

ampia del problema e informare amministratori e

base di prodotti aggressivi in grado di sciogliere al-

condòmini dei rischi e delle possibili soluzioni.

meno in parte tali residui ma che, con vecchie distri-

Ancora una volta la diagnosi energetica rappresenta

buzioni, potrebbero danneggiare le tubazioni, con il

un utile strumento conoscitivo e un efficace stru-

rischio di trovarsi, per usare un’espressione non tec-

mento di pianificazione degli interventi.

nica ma efficace, un ‘colabrodo’.

Infine, una parola sulla coibentazione della rete di di-

focus

La ristrutturazione dell’impianto termico di un Oratorio del ‘700 a Bologna

nella ristrutturazione dell’impianto termico di un edi-

pari a ηP=88% e prevedevano una regolazione ma-

ficio del 1734, oggi un auditorium che ospita eventi

occasione di ogni evento, per accendere e spegnere.

Pannelli radianti a pavimento sono stati utilizzati

nuale, cioè la presenza sul posto del manutentore in

musicali e culturali, incontri e convegni nell’arco dell’intero anno.

Considerando l’esigenza di garantire un elevato com-

Prima della progettazione, la diagnosi energetica

fort agli ospiti degli eventi e al contempo razionaliz-

aveva preso in esame alcune tipologie di intervento, a

zare la gestione degli impianti, si è optato per:

eccezione di quelli sull’involucro, a causa dei vincoli

• la posa di pannelli radianti a pavimento che garan-

architettonici sull’edificio.

tiscono calore omogeneo fino a circa 3 m di altezza

Prima dell’intervento, la sala che ospita gli eventi era

(il volume effettivamente occupato dalle persone in

riscaldata attraverso l’immissione di aria calda da boc-

sala), eliminano il problema del trascinamento

chette posizionate a soffitto a 15 metri di altezza e

delle polveri (sempre presente in impianti a conve-

spinta verso il basso con ventilatori, rumorosi e quindi

zione) e sono adatti anche per il raffrescamento;

non adatti all’utilizzo occasionale come sala concerti.

• l’installazione di nuove pompe di calore ad alta effi-

In questo modo l’aria calda saturava l’intero volume

cienza, regolabili in remoto.

della navata centrale, con una stratificazione della temperatura non funzionale all’utilizzo dell’ambiente

La rete di distribuzione dell’aria esistente è stata man-

(più calda verso l’alto) e con tempi lunghi, per arrivare

tenuta con il solo compito di ricambio d’aria, dimez-

a una situazione di tepore nella zona del pubblico.

zando la portata e quindi abbattendo sia il rumore che

Quanto ai generatori, essi avevano un rendimento

la percezione di aria in movimento.

Fasi di posa dei pannelli radianti a pavimento; sono evidenti i giunti di dilatazione (color rosso) fra i settori dell’aula.

_22

stribuzione, normata dal DPR 412 del 1993. Gli spessori considerati sono ovviamente inadeguati per edifici NZEB, per cui è necessario sovradimensionare (leggi: raddoppiare!) gli spessori richiesti dalla norma. Si possono considerare parte del sottosistema di distribuzione anche gli accumuli termici, i bollitori, ecc. dove una inadeguata coibentazione porterebbe a sprechi energetici elevatissimi per mantenere la temperatura desiderata all’interno della cella.

Emissione Il sottosistema di emissione è costituito dagli elementi che emettono il calore: possono essere radiatori, termoconvettori, massetti radianti, ecc. I sistemi di emissione a irraggiamento, tipicamente associati a edifici a basso consumo, possono essere posizionati a pavimento e a soffitto, intervento meno invasivo e quindi da prediligere in caso di ristrutturazioni in edifici abitati. I sistemi a irraggiamento possono risultare molto efficaci anche in ristrutturazioni non residenziali e in edifici non a basso consumo, previa necessaria verifica della copertura dei fabbisogni. Il caso studio della pagina accanto ne è la conferma. L’impianto a irraggiamento a pavimento e/o a soffitto può anche essere utilizzato per mitigare in maniera dinamica l’effetto di ponti termici che in alcune ristrutturazioni non sono riSopra, due termografie della navata: la zona blu al centro della sala è stata lasciata senza spire radianti in quanto ospita una lapide marmorea, rimossa durante i lavori e riposizionata in seguito.

solvibili: l’attacco parete/solaio su terra e l’attacco parete/tetto.

Regolazione Il sottosistema di regolazione è costituito da valvole e termostati che consentono un’ottimale erogazione del calore in funzione delle esigenze dell’utente e delle condizioni climatiche esterne. Involucri e impianti sempre più efficienti hanno la necessità di una regolazione precisa e puntuale per garantire un elevato livello di comfort e un abbattimento dei consumi. Non è opportuno delegare all’utente molte delle regolazioni necessarie, per cui si fa sempre più ricorso all’utilizzo di sistemi di gestione automatizzati, controllabili in remoto e che dialoghino tra loro (domotica). Non solo termometri e termostati per l’accensione e lo spegnimento dell’impianto di climatizzazione (invernale ed estivo) ma anche: sensori di CO2 che modulano la velocità della VMC in base all’occupazione dei locali; sensori di temperatura abbinati a centraline meteorologiche per regolare gli ombreggiamenti degli infissi; sistemi di controllo e gestione dei carichi elettrici; sensori di presenza per l’accensione e lo spegnimento delle luci. Paolo Veggetti Ingegnere, progetta sistemi impiantistici in edifici NZEB. Nel 2010 fonda lo studio E2 Project, dove coordina un team di tecnici esperti in edifici NZEB.

focus

Sistemi costruttivi in legno e tradizionali a confronto. Analisi in clima caldo umido F. De Filippi, M. Guiglia, M. J. Matte, A. Perron Cabus, A. Zanichelli La seconda parte dell’indagine sulle caratteristiche e potenzialità delle strutture in legno con impiego di isolanti naturali, a confronto con soluzioni tradizionali, si concentra sui risultati ottenuti tramite l’analisi in clima caldo-umido. Le simulazioni dinamiche per i tre sistemi costruttivi – legno-paglia, X-lam e laterocemento – sottolineano prestazioni comparabili in queste condizioni mostrando una maggiore sostenibilità ed economicità di quella in legno-paglia. 58

_22

mendo un “edificio di riferimento” ipoteticamente concepito in tre varianti costruttive: • struttura a telaio in legno con isolante in paglia, • X-lam con cappotto in fibra di legno, • struttura in cemento armato con tamponamenti in laterizio e cappotto sintetico. La scelta è ricaduta sulla soluzione in legno-paglia per la sua innovatività, sulla soluzione in X-lam in quanto essa risulta a oggi la tecnologia di struttura in legno a più ampia diffusione e possiede una struttura più massiccia favorevole ai climi più caldi. Infine, il latero-cemento è scelto in quanto la soluzione più tradizionale in Italia. L’edificio di riferimento è il “Case Study Hamburg” (vedi immagine a lato), a uso residenziale, realizzato in occasione dell’Esposizione Internazionale di Architettura IBA del 2013. Progettato da Adjaye Associates2, l’edificio è stato pensato principalmente per permettere alle famiglie con un reddito medio-basso di acquistare o di affittare una casa ecologica e a costo calmierato, nel centro città. Si tratta di una costruzione di tre piani e senza interrato, con due/tre appartamenti per piano di metrature diverse, accessibili attraverso un vano scala sul lato nord. La scelta è ricaduta su una tipologia edilizia pluripiano per evidenziare che le analisi effettuate e le tipologie costruttive considerate si rivolgono a costruzioni più articolate piuttosto che a semplici edifici monofamiliari. In questo articolo si riprendono in forma sintetica al-

Le quattro chiusure verticali sono orientate secondo i

cuni aspetti basilari dell’analisi condotta nel prece-

punti cardinali. La copertura è piana e praticabile.

dente numero 21 di azero (“Sistemi costruttivi in legno

L’edificio è caratterizzato da un volume di 4.254 m3, di

e tradizionali a confronto in contesti climatici diffe-

cui 3.723 m3 riscaldati, e da una superficie disperdente

renti. Analisi in clima freddo”), in particolare riguar-

di 1.746 m3. Il rapporto di forma S/V è di 0,47, mentre

danti metodologia, caso studio e modelli fisici di

la percentuale della superficie finestrata nelle facciate

riferimento, al fine di fornire al lettore i cardini su cui

verticali è circa pari al 19%.

si fonda lo studio. Per una loro descrizione estesa si ri-

Al fine di poter confrontare le diverse tipologie co-

manda dunque alla prima parte dell’articolo. Nel pre-

struttive in modo omogeneo, si è scelto di definire

sente testo è dato maggior spazio alla descrizione e

come parametro di progetto comune il fabbisogno di

interpretazione dei principali risultati ottenuti tramite

energia termica per riscaldamento QH, attestandosi su

l’analisi in clima caldo-umido. Questo lavoro estende e

una prestazione elevata (fabbisogno non superiore a

sviluppa la Tesi di Laurea in Architettura indicata in .

10 kWh/m2a, cioè edificio inquadrabile in una classe energetica Gold secondo la classificazione CasaClima).

Sintesi sul metodo: il caso studio e la metodologia

Partendo dalla geometria generale e dalla conformazione dell’edificio caso studio, sono state in primo luogo elaborate le stratigrafie del sistema costruttivo in legno-paglia affinché costituissero, ipoteticamente,

L’analisi è condotta sotto forma parametrica, assu-

i suoi elementi costruttivi. In seguito sono stati deter-

focus

minati gli elementi costruttivi delle altre due tecnolo-

Il primo modello termo-igrometrico di riferimento

gie con valori di trasmittanza simili a quelli del si-

(“modello clima rigido”) è stato impiegato invariato

stema in legno-paglia per ottenere fabbisogni

per lo studio delle località di Torino e Firenze (Zona E

energetici uguali. Tale procedura è stata applicata in

e D rispettivamente).

prima istanza collocando l’edificio a Sestriere (TO), in

Con gli stessi principi è stata poi applicata nuovamente

zona climatica F (collocata ad un’altitudine di 2035 m

la procedura completa collocando però l’edificio a

s.l.m. e caratterizzata da 5.165 gradi giorno), e creando

Porto Empedocle (Zona A) e determinando una nuova

così per ciascuna delle tre tipologie costruttive un

configurazione progettuale dell’involucro nonché tre

primo modello termo-igrometrico di riferimento

nuovi modelli termo-igrometrici, uno per ciascuna

(“modello clima rigido”). Per ciascuna delle tre tipolo-

delle tipologie costruttive, relative alla mutata condi-

gie è stata condotta l’analisi termo-igrometrica com-

zione ambientale (“modello clima caldo”). L’applica-

pleta, sia in regime statico che semi-dinamico. Le

zione dei due modelli impiegati alle varie zone

analisi di dettaglio sono state svolte esaminando il

climatiche è rappresentata sempre nella tabella 1. Nelle

comportamento dell’edificio dapprima sotto il profilo

figure 1 e 2 sono rappresentate rispettivamente le prin-

termo-igrometrico, quindi valutandone le differenze

cipali stratigrafie utilizzate nel “modello clima rigido”.

di impatto ambientale e di costo. Al fine di valutare l’efficacia di ciascuna tipologia in diversi tipi di clima, il calcolo è stato poi condotto collocando ipoteticamente l’edificio in sei zone climatiche diverse, secondo la tabella 1.

Analisi in condizioni climatiche calde e umide zona climatica A (Porto Empedocle) Analisi termo-igrometrica L’isolamento degli edifici è una questione affrontata generalmente con riferimento alla stagione invernale e alla necessità di garantire un adeguato comfort limitando il ricorso al riscaldamento. Il problema dell’isolamento nella stagione estiva viene invece meno considerato e spesso, in fase di progettazione, si prescinde dall’analisi del comportamento dell’edificio in presenza di alte temperature esterne. La seconda parte della ricerca qui descritta mira a indagare il comportamento estivo dei tre edifici con i sistemi costruttivi prescelti, già analizzati a regime invernale, con l’obbiettivo di valutare l’opportunità di costruire in legno anche in zone dal clima caldo. A tal fine si è condotta un’analisi dettagliata, anche in regime semi-dinamico, delle tre tecnologie costruttive a

Sestriere

ZONA F

Porto Empedocle, con la volontà di approfondire il

Torino

ZONA E

reale comportamento di strutture più leggere in pa-

Firenze

ZONA D

glia e in X-lam in rapporto a una più massiva in latero-

Cagliari

ZONA C

cemento, considerata tradizionalmente “migliore” per

Palermo

ZONA B

zone con alte temperature.

Porto Empedocle

ZONA A

Un elemento chiave da scongiurarsi è che un involucro altamente coibentato possa non riuscire a dissipare il

Tab. 1. Zone climatiche considerate nell’analisi.

_22

calore in tempi funzionali al benessere e che il calore

immagazzinato, accresciuto anche dal contributo prodotto dagli elettrodomestici e dagli utenti, divenga cumulativo e nel periodo con temperatura esterna diurna elevata cresca via via in modo monotono. Il fabbisogno per raffrescamento estivo è determinato dalla nuova localizzazione: Porto Empedocle, località in zona climatica A e caratterizzata da 579 gradi giorno3. È stata scelta questa città per massimizzare le condizioni di alta temperatura, seguendo il metodo già adottato per la valutazione a regime invernale, in modo da poter analizzare le performance degli edifici nei casi estremi. Per prima cosa si è partiti dalla modifica di alcune caratteristiche dell’involucro dell’edificio in legno-paglia, in modo da definire la “prestazione invernale di riferimento” (fabbisogno invernale). L’intervento di rielaborazione delle stratigrafie ha riguardato la parete esterna, la copertura e il solaio controterra, andando ad auFig. 1. Stratigrafie di progetto per tipologia legno-paglia e X-Lam per il “modello clima rigido”.

mentare le trasmittanze, in ottemperanza con i valori minimi da rispettare dal 1° luglio 2015 e dal 1° gennaio 2021. Su questa base si è lavorato sulle stratigrafie delle altre due tipologie in modo da ottenere un fabbisogno invernale, anche in questo caso uguale per tutti e tre i casi analizzati. Nelle figure 3 e 4 sono rappresentate rispettivamente le principali stratigrafie utilizzate nel “modello clima caldo”. Non deve stupire che nell’ambito della rielaborazione delle nuove stratigrafie per il “modello in clima caldo” le variazioni di spes-

Fig. 2. Stratigrafie di progetto per tipologia in latero-cemento per il “modello clima rigido”.

sori non siano state applicate in

focus

modo omogeneo su tutte le componenti opache (pareti, copertura, pavimenti contro terra, ecc.) in egual misura: le modifiche introdotte, infatti, sono state calibrate con il fine non solo di trovare lo stesso fabbisogno invernale per l’edificio ma, simultaneamente, anche ottemperare a un’ottimizzazione dei costi e alla massima efficacia sotto il profilo del punteggio di sostenibilità. In tale ottica spesso le pareti verticali sono state generalmente oggetto di una maggiore riduzione percentuale di spessore di coibente rispetto alle altre componenti, le coperture alle rivisitazioni più contenute. Per tutte e tre le tipologie sono state riviste rispetto all’analisi a Sestriere anche la scelta degli infissi e della ventilazione. Considerato il clima meno rigido, sono stati scelti infissi meno performanti, caratterizzati da un doppio vetro con gas argon (4+16+4), da un fattore solare g=0,40, da una trasmittanza Ug=1,1 W/m2K e Uf=1,4 W/m2K. La ventilazione Fig. 3. Stratigrafie di progetto per tipologia legno-paglia e X-Lam per il “modello clima caldo”.

meccanica con recupero di calore non viene utilizzata. La ventilazione naturale, prevista attraverso le aperture delle finestre su una facciata, non solo incide sul fabbisogno per raffrescamento, ma migliora notevolmente il comfort interno. L’ombreggiamento è dato dai Raffstore, presenti anche nel caso di Sestriere, con un fattore di riflessione 0,65 e un ggl+sh di 0,03 mentre l’intonaco chiaro, ipotizzato come rivestimento sulle facciate dei tre edifici, determina un coefficiente di assorbimento di 0,30 (vedi tab. 2).

Fig. 4. Stratigrafie di progetto per tipologia in latero-cemento per il “modello clima caldo”.

_22

L’analisi così condotta ha consen-

Schermature

Serramenti

Ventilazione

Coeff. assorbimento

QH kWh/m2a

avvolgibili

doppio vetro, gas argon

serramenti aperti su una facciata

0,30 (intonaco di rivestimento chiaro)

Paglia X-lam Laterocemento Tab. 2. Condizioni iniziali ed elementi comuni dei tre edifici per l’analisi in zona climatica A.

Fabbisogno di raffrescamento del sistema in legno-paglia

Porto Empedocle

Agrigento

fabbisogno raffrescamento sensibile

Qc,sens =

8,0

7,0

kWh/m2a

fabbisogno deumidificazione

Qdeum =

15,0

kWh/m2a

Fabbisogno raffrescamento e deumidificazione QC = Qc,sens + Qdeum

Qc =

23,0 =

22,0

kWh/m2a

Porto Empedocle

Agrigento

Fabbisogno di raffrescamento del sistema in X-lam fabbisogno raffrescamento sensibile

Qc,sens =

8,0

7,0

kWh/m2a

fabbisogno deumidificazione

Qdeum =

15,0

kWh/m2a

Fabbisogno raffrescamento e deumidificazione QC = Qc,sens + Qdeum

Qc =

23,0 =

22,0

kWh/m2a

Fabbisogno di raffrescamento del sistema in laterocemento

Porto Empedocle

Agrigento

fabbisogno raffrescamento sensibile

Qc,sens =

9,0

8,0

kWh/m2a

fabbisogno deumidificazione

Qdeum =

15,0

kWh/m2a

Fabbisogno raffrescamento e deumidificazione QC = Qc,sens + Qdeum

Qc =

24,0 =

22,0

kWh/m2a

Tab. 3. Fabbisogno di raffrescamento ottenuto dall’analisi in zona climatica A.

tito di determinare per ciascuna tipologia il fabbiso-

sulta ancora la paglia che con i suoi 85 punti Nature si

gno di raffrescamento. Dalla comparazione di tale

riconferma in classe Gold (vedi tab.4).

dato (vedi tab. 3), si può notare che i tre sistemi, nonostinguono per qualche piccola differenza, ovvero

Influenza della schermatura degli infissi

quella che intercorre tra il sistema in latero-cemento

L’indagine a regime estivo ha permesso di identificare

che richiede un kilowattora in più di energia per il

alcuni parametri di progetto che maggiormente in-

condizionamento estivo- rispetto agli altri due casi.

fluenzano la valutazione del discomfort termico. In

Analizzando questo aspetto si nota quindi che la pa-

primo luogo, si sono confrontati i valori ottenuti dal-

glia e l’X-lam sono leggermente più efficienti a parità

l’installazione di sistemi di oscuramento diversi:

di fabbisogno termico di riscaldamento del sistema

• tende bianche ad alta trasmissione,

tradizionale in latero-cemento.

• tende bianche a bassa trasmissione,

Con il confronto dei nuovi dati relativi all’impatto am-

• veneziane bianche ad alta trasmissione,

bientale a scala dell’edificio si evidenzia che, grazie

• veneziane bianche a bassa trasmissione,

alla riduzione di materiale coibente utilizzato, il pun-

• avvolgibili/persiane/Raffstore.

teggio ICC migliora per tutte e tre le tipologie costrut-

In base alla scelta della tipologia di schermatura, defi-

tive, avendo provveduto a ridurre il quantitativo

nita da fattori di riflessione e solari diversi, si sono po-

complessivo di materiali isolanti. Il caso migliore ri-

tuti osservare i cambiamenti per i valori di fabbisogno

stante si comportino in maniera molto simile, si di-

focus

solare e di riflessione, che si attesta su valori analoghi agli avvolgibili e ai Raffstore. Se l’inserimento delle schermature solari comporta un cambiamento dei valori di fabbisogno di raffrescamento, in fatto di fabbisogno di riscaldamento i dati rimangono sostanzialmente invariati per tutte le varianti analizzate. Il QH rimane infatti costante a 5 kWh/m2a.

Influenza del coefficiente di assorbimento Le caratteristiche cromatiche delle superfici esterne dell’involucro edilizio giocano un ruolo importante

Tab. 4. Confronto fra gli indici ecologici globali del modello CasaClima Nature (ZONA A/F).

nella determinazione della quantità di energia solare rinviata e assorbita. Il colore degli edifici altera, infatti, il comportamento fisico-energetico del componente architettonico, modificando i coefficienti di assorbimento e di riflessione. La parete esterna degli edifici nella proposta base è rivestita da un intonaco chiaro con un coefficiente di assorbimento di 0,30. Si confrontano ora gli andamenti del fabbisogno di raffrescamento per tutti e tre i sistemi costruttivi nel caso in cui l’intonaco abbia un colore più scuro (caratterizzato da un coefficiente di assorbimento di 0,90) e un colore medio (con un coefficiente di assorbimento di 0,60). Le condizioni dei tre edifici con tecnologie costruttive diverse sono quelle di base, in cui le schermature sono ipotizzate Raff-

Tab. 5. Dati termici dei sistemi di ombreggiamento.

store (vedi la tab. 6). I dati dimostrano come cambiano i fabbisogni di raf-

Andamento di QC,SENS in base al colore dell’intonaco Assorb. 0,3 Legno-paglia X-lam Laterocemento

Assorb. 0,6

8 kWh/m a

10 kWh/m a

8 kWh/m a

10 kWh/m a

9 kWh/m a

10 kWh/m a

Assorb. 0,9

frescamento al variare del colore di rivestimento della

parete esterna. I valori di QC,SENS a 0,90 di coefficiente

di assorbimento, differiscono di 3 kilowattora rispetto

ai valori QC,SENS iniziali. Il sistema in latero-cemento,

11 kWh/m a 11 kWh/m a 12 kWh/m a

Tab. 6. Variazione del fabbisogno di raffrescamento in base al grado di assorbimento dell’intonaco di facciata.

partendo da valori iniziali più alti, arriva a toccare una richiesta di energia di 12 kWh/m2a con un coefficiente di assorbimento di 0,90, mentre il sistema in paglia

termico di raffrescamento. La tabella 5 mostra l’in-

raggiunge gli 11 kWh/m2a. La strategia migliore per

fluenza della schermatura degli infissi sui fabbisogni

ridurre il fabbisogno di raffrescamento per i tre edifici

di raffrescamento dei tre edifici. Tali dati confermano

è dunque quella che vede l’utilizzo di un intonaco

che la schermatura degli infissi risulta un parametro

bianco in facciata, in accordo peraltro con la antica

di primaria importanza per diminuire il fabbisogno di

tradizione dell’area mediterranea. L’influenza di tale

raffrescamento per ogni tipologia costruttiva. La solu-

parametro è però fortemente più limitata in rapporto

zione con le veneziane a bassa trasmissione permette

al contributo offerto delle schermature.

di risparmiare 22 kWh/m a, se paragonata con le L’analisi rivela, inoltre, l’alta performance delle vene-

Influenza della capacità termica interna

ziane bianche rispetto alle altre tipologie, per fattore

La capacità termica definisce la capacità di accumulo

tende ad alta trasmissione.

_22

del calore di un dato componente edilizio. In inverno,

gere alte prestazioni in fatto di accumulo di calore e

una capacità termica interna alta aiuta a mantenere

come riesca a raffrontarsi bene con il sistema più

temperature più costanti (soprattutto nelle ore not-

massivo in latero-cemento, così come l’X-lam, tramite

turne aiuta a mantenere temperature interne accetta-

l’apposizione di 2-4 centimetri di intonaco aggiuntivo.

bili fino al mattino) e in estate contribuisce al

Per quanto riguarda i fabbisogni termici, questi non

mantenimento del comfort interno. La capacità ter-

subiscono variazioni significative a seguito delle mo-

mica interna è calcolata analiticamente sommando le

difiche descritte. L’aumento della capacità termica in-

capacità termiche di tutti gli elementi edilizi in diretto

terna è una strategia consigliabile per aumentare il

contatto con l’aria interna della zona in esame (nel

comfort interno.

caso di quella esterna vengono considerati gli ele-

In definitiva possiamo affermare che, per arrivare a va-

menti edilizi a contatto con l’aria esterna).

lori di capacità termica superiori e più simili a quelli

I valori di capacità termica interna per le stratigrafie

delle strutture massive, si può ricorrere all’aumento

considerate per le tre tipologie costruttive premiano

della massa dell’elemento costruttivo attraverso l’ag-

la soluzione in latero-cemento, che esibisce valori net-

giunta di pochi cm di intonaco. Questo permette di al-

tamente superiori. Tuttavia, si è valutato come una

zare notevolmente la capacità termica interna.

lieve variante stratigrafica dei materiali costituenti i primi centimetri degli stati interni delle pareti può consentire un netto miglioramento anche per le tipologie legno-paglia e X-lam. Per influenzare i valori di

Analisi di comfort in regime dinamico

capacità termica si è dunque scelto di intervenire sulla parete verso l’esterno (parete perimetrale), sosti-

L’analisi è proseguita verificando il comfort di tutte e

tuendo il pannello di cartongesso (elemento più in-

tre le tipologie edilizie, in ogni zona climatica ita-

terno della stratigrafia) con uno strato di intonaco di

liana: dalla A alla F.

calce di dimensioni via via crescenti. L’analisi ha valu-

Lo scopo è quello di confrontare i tre sistemi in tutte

tato il cambiamento dei valori di capacità termica e di

le condizioni possibili, all’interno del nostro Paese, in

fabbisogno energetico all’aumento di spessore dell’in-

modo da controllare che le attività prestazionali, tra

tonaco di calce. L’intonaco è steso ipoteticamente su

un sistema in legno-paglia e gli altri, continuino a es-

un pannello di fibrogesso posizionato sul lato interno,

sere presenti.

previo utilizzo di un cannicciato di sostegno.

La valutazione del comfort è stata condotta appor-

Il grafico a lato mostra come cambiano i valori di ca-

tando gli interventi migliorativi agli edifici analizzati

pacità termica all’aumentare dello spessore dell’intonaco rispetto alla stratigrafia “standard”. Dal grafico risulta che la capacità termica della parete esterna in laterocemento è superiore alle altre due pareti. È da considerare, però, il divario iniziale tra la capacità termica del laterocemento e quella degli altri due casi (12 Wh/m2K – 7 Wh/m2K), più accentuato rispetto all’ultimo caso in cui la capacità termica del sistema tradizionale supera di 1 Wh/m2K il valore della paglia. Le analisi dimostrano come il sistema in paglia riesca a raggiun-

Andamento delle capacità termiche dei tre sistemi tecnologici in base allo spessore di intonaco aggiunto sul lato interno della parete.

focus

costruttive, nonché il grado di discomfort, che in accordo con i criteri CasaClima è determinato dal superamento dei 28 °C. I risultati delle simulazioni mostrano caratteristiche molto simili tra loro in tutte le zone climatiche prese in considerazione, evidenziando performance sostanzialmente coincidenti. Se a Porto Empedocle il discomfort può essere risolto attraverso il condizionamento meccanico, a Tab. 7. Fabbisogni di riscaldamento, di raffrescamento e variazioni di discomfort degli ambienti indoor, valutati per ogni tipologia costruttiva e in ogni zona climatica.

Torino e a Firenze è dovuto a un certo grado di sovradimensionamento del coibente, poiché si

nelle fasce climatiche A, B e C. Il colore dell’intonaco

sono valutate le prestazioni del modello elaborato a

rimane bianco, come ipotizzato nella situazione inda-

Sestriere senza apportare modifiche. Le variazioni mi-

gata in fascia F. La ventilazione naturale è quella rea-

nime di discomfort non hanno peso ingegneristico e

lizzata attraverso l’apertura delle finestre su un solo

le soluzioni ottenuti per tutte le tipologie costruttive

lato dell’edificio poiché si è verificato che, attraverso

sono da giudicarsi soddisfacenti anche in zona A.

l’apertura delle finestre su due facciate, aumenta sì il ricambio, riducendo il fabbisogno sensibile, ma aumenta anche il fabbisogno per deumidificazione. Per le zone F, E e D si è usato il modello di Sestriere (zona F). La simulazione dinamica è stata effettuata con il software ProCasaClima.

Sintesi dei principali risultati dell’analisi in clima caldoumido

Per l’analisi nelle zone climatiche B e C, si sono scelte come località Palermo e Cagliari. Le fasce B e C com-

Sostenibilità

prendono gran parte dei comuni italiani del sud Italia

Dal punto di vista della sostenibilità si può affermare

e sono caratterizzate da un range di GG che varia, nel

che tra le tre tipologie di involucro, quella in legno-

per la zona B, da 600 a 900 e, per la zona C, da 900 a

paglia risulta complessivamente, secondo il modello

1400. In questo caso si vogliono verificare le presta-

Casa-Clima Nature, la soluzione meno impattante per

zioni nei nuovi Comuni attraverso l’adozione del mo-

tutti gli indici valutati anche per la tipologia di involu-

dello utilizzato per la simulazione dinamica a Porto

cro messa a punto per ambiente caldo-umido; tale ri-

Empedocle, migliorato dagli interventi di aggiunta

sultato ricalca pienamente quello ottenuto tramite

dell’intonaco e dalla sostituzione degli schermanti

l’analisi in clima freddo. Dall’analisi effettuata, infatti,

Raffstore con delle veneziane bianche con alto grado

è emerso che questa tipologia costruttiva consente la

di riflessione.

realizzazione di edifici confortevoli con una quantità

L’analisi condotta per le zone climatiche F e D ha ri-

molto ridotta di energia grigia, anche tenendo conto

guardato lo studio del comportamento semi-dina-

dei contributi relativi alla manutenzione e condu-

mico dei tre edifici nel comune di Torino e in quello di

zione del fabbricato. La soluzione in X-lam con cap-

Firenze. La zona climatica F è caratterizzata da un in-

potto in fibra di legno evidenzia un buon livello di

tervallo di gradi giorno tra 2100 a 3000 mentre la

sostenibilità, in particolare nell’analisi del ciclo di co-

zona D va da 1400 a 2100 gradi giorno.

struzione, mentre si avvicina ai sistemi tradizionali

La tabella 7 mostra i valori di fabbisogno di raffresca-

nella quantificazione complessiva del ciclo-vita. Nel-

mento e di riscaldamento per ognuna delle tecnologie

l’analisi in clima caldo, peraltro, il punteggio comples-

_22

sivo finale dell’X-lam denota un risultato meno posi-

tive al comfort interno ma anche alla grande sosteni-

tivo in rapporto a quello del sistema tradizionale e in

bilità e competitività in termini economici.

condizioni di freddo, anche in virtù della consistente

Attraverso le indagini condotte in situazioni climati-

diminuzione del quantitativo di coibente impiegato

che opposte e adottando delle strategie migliorative

per involucri in clima caldo.

per ridurre il fabbisogno di raffrescamento e accrescere il livello di comfort in climi caldi, si sono dimo-

Comportamento estivo in climi caldi

strate anche in clima caldo le alte prestazioni delle

L’analisi delle prestazioni delle tecnologie in legno-

costruzioni in legno, le quali si rivelano performanti

paglia, X-lam e laterocemento, inserite in un contesto

quanto quelle in latero-cemento, dimostrando così la

di clima caldo-umido piuttosto estremo, ovvero a

loro applicabilità a tali condizioni.

Porto Empedocle, fanno osservare fabbisogni di raf-

Caratterizzati da prestazioni termiche e di comfort ele-

frescamento che superano notevolmente quelli di ri-

vati in tutti i casi analizzati, da Sestriere a Porto Empe-

scaldamento.

docle, questi edifici permettono di utilizzare sistemi di

Grazie alla ricerca di interventi migliorativi da appli-

riscaldamento e di raffrescamento di dimensioni più li-

care ai tre casi, si sono ottenuti comfort migliori a

mitate, grazie all’elevato isolamento e alle capacità ter-

quelli di partenza anche se, a causa delle alte tempera-

miche alte quanto quelle di una costruzione massiva.

ture esterne, si determinano lievi condizioni di di-

Poiché le condizioni climatiche di gran parte dell’Ita-

scomfort dovute al progressivo surriscaldamento che,

lia richiedono contemporaneamente agli edifici sia

se non tollerate, devono comunque essere risolte con

prestazioni invernali che estive elevate, in ragione

gli impianti di climatizzazione attiva. In ogni caso, il

delle amplissime escursioni stagionali, edifici in

comportamento in zona climatica A delle tre tipologie

legno realizzati con le caratteristiche prestazionali qui

è molto simile; ciò indica che sistemi più leggeri come

descritte possono rappresentare un’alternativa co-

l’X-lam e il legno-paglia possono funzionare altret-

struttiva efficace e particolarmente interessante.

tanto bene quanto il sistema tradizionale umido, se

Occorre rimarcare, infine, che affinchè le prestazioni

correttamente progettati. Le strategie di ventilazione

di progetto di tali tipologie si dimostrino reali nelle

e schermatura sono però aspetti necessari, per tutte le

costruzioni effettivamente realizzate, i processi di

tipologie, per l’ottenimento di un comfort adeguato.

progettazione e realizzazione devono attenersi a un’attenzione e a un approfondimento superiore ri-

Confronto zone climatiche

spetto a quanto richiesto da edifici di tipo più tradizio-

Le simulazioni dinamiche elaborate per i tre sistemi

nale. Criticità di concezione o realizzazione anche

in sei località diverse (una per ogni zona climatica),

limitate a particolari costruttivi possono, infatti, pro-

sottolineano caratteristiche termiche comparabili per

durre conseguenze negative in termini di prestazione,

le tre tecnologie prese in esame. Ciò significa che, po-

comfort e durabilità.

tendo scegliere una strada alternativa a quella di un sistema costruttivo tradizionale, le tecnologie in legno rappresentano un’ottima soluzione sia a regime invernale che a regime estivo. Anche nel contesto di climi caldi e umidi le prestazioni delle tre tipologie possono allinearsi mentre l’edificio in legno-paglia nuovamente risulta il migliore a livello di sostenibilità e di economicità tra i sistemi indagati.

Bibliografia 1

Zanichelli Arianna, Costruire in paglia a diverse latitudini. Analisi comparativa tra alcuni sistemi costruttivi. Tesi di Laurea Politecnico di Torino Facoltà di Architettura Corso di Laurea Magistrale in Architettura per il Progetto Sostenibile. Relatore Prof.ssa Arh. Francesca De Filippi, correlatori Ing. Matteo Guiglia e Ing. Alberto Perron Cabus. Anno accademico 2015/2016. 2 www.adjaye.com 3 http://www.comuni-italiani.it/084/028/clima.html

Conclusioni complessive Dalla ricerca effettuata in clima freddo emergeva la conferma delle elevate prestazioni fornite dalle tipologie costruttive in legno-paglia e X-lam non solo rela-

Francesca De Filippi, Arianna Zanichelli Dipartimento Architettura e Design, Politecnico di Torino Matteo Guiglia, Marie-Josée Matte, Alberto Perron Cabus Studio AITEC Torino

focus

case history

Welcome into relax Agriturismo “Poggio Mirabile”, Manciano (GR)

Marco Tisi

Immerso in una delle zone più naturali della Toscana, questo agriturismo è il primo nella regione ad aver ottenuto la certificazione CasaClima Welcome. Con un comfort a basso impatto grazie a geotermia e all’utilizzo dell’acqua della piscina per il raffrescamento. Il trend della Toscana – e in particolare della Maremma – verso uno sviluppo sostenibile ha supportato la filosofia che ha por-

Marco Tisi

tato alla realizzazione di questa nuova struttura ricettiva. L’edificio si trova nel Comune di Manciano, a due passi dalle Terme di Saturnia e, con la sua collocazione sulla sommità di una collina, gode di una vista a 360° della bassa Maremma. L’obiettivo è stato quello di coniugare l’autenticità del luogo, inteso come cultura e tradizioni, con un elevato livello di benessere da offrire agli ospiti in termini di comfort ambientale. La realizzazione è stata possibile grazie alla demolizione di un vecchio fabbricato e al trasferimento di cubatura, all’interno della stessa proprietà, rispettando anche le indicazioni normative riguardo tipo edilizio e materiali. Il team di progettisti coinvolto, che da anni collabora con l’Agenzia CasaClima di Bolzano, ha ritenuto opportuno certificare l’agriturismo, il primo in Toscana, come CasaClima Welcome, rispettando un protocollo volontario ideato per la certificazione di strutture ricettive come questa. è stata così realizzata una costruzione energeticamente efficiente (classe A+ della certificazione nazionale) attenta all’integrazione con il luogo, con impianti in grado di garantire bassi consumi e una pensilina fotovoltaica che copre larga parte del fabbisogno elettrico. Attenzioni che si sposano anche con i principi del chilometro zero per quanto riguarda gestione e ristorazione.

case history

piano superiore

Al piano terra sono disponibili 8 camere da letto dotate di bagno che condividono la cucina e il salone, collegato direttamente alla loggia che si affaccia sulla piscina (vedi immagine a destra). Al piano superiore si trovano 2 appartamenti indipendenti con terrazzi separati. piano terra

Sotto, la loggia del bed&breakfast, per la prima colazione all’aperto.

Il comfort inizia dall’involucro L’intento primario dei progettisti è stato quello di costruire un edificio energeticamente efficiente nel rispetto del contesto, dei colori e delle finiture tipicamente locali. La pianta ricorda una croce latina, che si prolunga nella piscina, lunga 17 metri e accessibile da una scenografica scalinata. La struttura, antisismica, è in calcestruzzo armato con tamponature in blocchi di termolaterizio rettificato; l’isolamento è costituito da un cappotto in EPS additivato con grafite il cui spessore varia, a seconda dei nodi costruttivi, dai 10 ai 20 cm. Particolare attenzione è stata posta nella risoluzione dei ponti termici, anche quelli puntuali, al fine di evitare perdite energetiche che avrebbero inficiato il raggiungimento della certificazione e il comfort degli occupanti. Altrettanta attenzione è stata riservata alla tenuta all’aria; due i test effettuati, uno al grezzo con i serramenti montati e uno a edificio finito che ha registrato un valore n50 di 0,68/h. La finitura esterna è giocata su due tipi di texture: intonaco con il colore tipico della zona e pietra ricostruita. Per quest’ultima, con la ditta fornitrice, è stato fatto un lavoro ad hoc ricostruendo, tramite campioni prelevati in loco, la polvere di sasso per realizzare la colorazione tipica della pietra locale.

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Marco Tisi Marco Tisi

Progetto arch. Fabiano Trabucchi, Inverigo (CO) Consulente ing. Paolo Veggetti - E2Project Engineering s.r.l., Rastignano (BO) Direttore dei lavori arch. Alberto Trabucchi, Inverigo (CO) Appaltatore Carboncini s.p.a., Lomazzo (CO) Superficie utile 44.120 m2 Superficie verde 348.000 m2 Certificazione CasaClima Welcome

case history

Poggio Mirabile Ă¨ il primo agriturismo in Toscana a potersi fregiare della certificazione CasaClima Welcome.

Trasmittanza pareti esterne 0,13 W/m2K Trasmittanza solaio contro terra 0,17 W/m2K Trasmittanza solaio esterno su terrazzo 0,15 W/m2K Trasmittanza media serramenti Ug = 0,6 W/m2K; Uw = 1,1 W/m2K Consumo energetico annuo per riscaldamento 19 kWh/m2 anno Quota di energia rinnovabile totale 70% Emissioni di CO2 19 kg CO2/m2a C

D sezione longitudinale dellâ€™ala est

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Marco Tisi

1 2 3

dettaglio A Solaio controterra, dallâ€™estradosso: - pavimento in ceramica (1,5 cm) - sottofondo pavimento (6,5 cm) - pannello isolante per pavimento radiante (4 cm) - platea di fondazione in c.a. (30 cm) - telo di separazione in PE (200 g/m2) - granulato di vetro cellulare (35 cm) - geotessile filtrante (200 g/m2) - terreno

1 2 3 4

guaina liquida impermeabilizzante zoccolatura come prevista da sistema a cappotto guaina impermeabile pannello isolante in vetro cellulare (10 cm)

dettaglio D Parete controterra, dallâ€™interno: - setto in c.a. - isolamento in vetro cellulare (10 cm) - guaina bituminosa - membrana a bottoni di protezione

Pagina a fianco, posa del vetro cellulare sotto la platea di fondazione.

Sopra, posa dei pannelli in vetro cellulare a bitume a caldo sul piano platea.

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2 3

Solaio esterno praticabile, dallâ€™estradosso: - pavimento galleggiante a quadrotti - impermeabilizzazione con doppia guaina bituminosa - pannello isolante a base di roccia vulcanica espansa, fibre cellulosiche e leganti asfaltici (2 cm) - isolamento in EPS (8 cm) - massetto per pendenze in sabbia-cemento (0-6 cm) - solaio a predalles (28 cm) - isolamento in EPS (8 cm) - intercapedine dâ€™aria debolmente ventilata - lastra in cartongesso (1,25 cm) 1 isolamento in EPS additivato con grafite (5 cm) 2 muratura in mattone doppio UNI (12 cm) 3 sistema di isolamento a cappotto in EPS con grafite (20 cm)

dettaglio B

Sopra, il cappotto in EPS additivato con grafite. A sinistra, gli speciali elementi utilizzati per il montaggio dei cardini degli scuretti impediscono la formazione di ponti termici puntuali.

A destra, dettaglio della sezione orizzontale effettuata su un serramento. In viola e verde sono visibili gli elementi per il montaggio dei cardini per gli scuretti.

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3 2 1

Sopra, il dettaglio di uno sporto di gronda realizzato con mattoni pieni. Sotto, il disgiuntore che permette di creare il taglio termico tra lo sporto in laterizio e la struttura portante in c.a.

dettaglio C

Parete esterna con rivestimento in intonaco, dallâ€™esterno: - rasatura minerale (1 cm) - sistema di isolamento a cappotto in EPS grafitato (20 cm) - intonaco esterno (1,5 cm) - blocco in laterizio porizzato (30 cm) - intonaco interno (1,5 cm) - intercapedine dâ€™aria debolmente ventilata (7,5 cm) - doppia lastra in cartongesso (1,25 + 1,25 cm)

sporto di gronda realizzato con mattoni pieni in laterizio 2 taglio termico realizzato con disgiuntore 3 pannello isolante in EPS grafitato (10 cm)

Parete esterna con rivestimento in pietra ricostruita, dallâ€™esterno: - rivestimento in pietra ricostruita (3-5 cm) - rasatura minerale (1 cm) - sistema di isolamento a cappotto in EPS grafitato (20 cm) - intonaco esterno (1,5 cm) - blocco in laterizio porizzato (30 cm) - intonaco interno (1,5 cm) - intercapedine d'aria debolmente ventilata (7,5 cm) - doppia lastra in cartongesso (1,25 + 1,25 cm)

case history

Una piscina per raffrescare Per rispondere al meglio alle esigenze di comfort della

lore e installate prevalentemente a soffitto. La ventila-

struttura agrituristica sono state impiegate soluzioni

zione meccanica controllata, con macchine anche in

differenti per il regime invernale e quello estivo. In in-

questo caso installate a soffitto, è di tipo puntuale: in

verno il riscaldamento è garantito da una pompa di

questo modo è possibile rispondere con maggiore fles-

calore, collegata a quattro sonde geotermiche pro-

sibilità al livello di occupazione della struttura, atti-

fonde 125 m, con impianto di distribuzione radiante a

vando o meno gli impianti nelle camere e negli

pavimento. Quest’ultimo è utilizzato in regime estivo

appartamenti. La gestione del tutto è facilitata, come

per il raffrescamento: attraverso uno scambiatore e

per il resto dell’impiantistica, incluso l’impianto di il-

una valvola a tre vie viene sfruttata l’acqua della pi-

luminazione totalmente a LED, dalla domotica che ne

scina per bilanciare quella più fredda delle sonde e

consente il controllo con un semplice tablet.

portare alla temperatura necessaria il fluido dell’im-

L’acqua calda sanitaria è fornita da un impianto solare

pianto radiante; se la temperatura dell’acqua della pi-

termico con un accumulo dimensionato per rispon-

scina non dovesse essere sufficiente viene in soccorso

dere ai picchi di richiesta contemporanea che si verifi-

l’impianto solare termico. Si abbassano notevolmente,

cano in alcuni momenti della giornata, tipici delle

così, i consumi e i costi di gestione dato che per il fun-

strutture ricettive. L’eventuale surplus di acqua calda

zionamento del sistema è necessaria solo l’energia

prodotta viene scaricata in piscina.

elettrica per il circolatore e la valvola a tre vie.

Per finire, per quanto riguarda i consumi elettrici, una

La deumidificazione estiva dei diversi ambienti è de-

quota consistente è garantita dalla pensilina fotovol-

mandata a unità dedicate collegate alla pompa di ca-

taica da 9 kW di picco a copertura dei posti auto.

Da sinistra in senso orario: la pompa di calore reversibile, una unità di deumidificazione a parete, unità di ventilazione meccanica controllata, la centrale termica con l’accumulo inerziale e l’accumulo per ACS e una vista dell’agriturismo con, a sinistra, la pensilina fotovoltaica.

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Marco Tisi

Una certificazione per il turismo: CasaClima Welcome qualità economica (Trasparenza).

dell’Agenzia CasaClima di Bolzano, nato per integrare

Il rilascio della certificazione avviene, in prima

la valutazione della sostenibilità totale all’interno di

istanza, dopo una verifica completa dei criteri di valu-

edifici e strutture che offrono servizi di ospitalità

tazione durante le fasi di progettazione e di realizza-

come i bed&breakfast e i garni.

zione del manufatto edilizio. La verifica prosegue

Il protocollo CasaClima Welcome stabilisce delle linee

però anche nella successiva fase di gestione, al fine di

guida di gestione per le strutture ricettive con lo

mantenere lo standard qualitativo.

scopo di promuovere provvedimenti e comportamenti utili al risparmio di risorse ed energia, la ridu-

Marco Tisi

CasaClima Welcome è il protocollo di certificazione

zione dei costi di gestione e l’impatto delle strutture sull’ambiente. Per questo motivo, efficienza energetica, scelta consapevole dei materiali e utilizzo razionale dell’acqua sono criteri fondamentali. Una struttura ricettiva sostenibile, inoltre, deve essere in grado anche di garantire elevati livelli di comfort e salubrità, applicando al contempo strategie mirate di comunicazione tese a informare e sensibilizzare gli ospiti sui temi della sostenibilità. Il protocollo si organizza attorno a tre aree di valutazione – Natura, Vita, Trasparenza – ognuna delle quali identifica diversi aspetti della sostenibilità: la qualità ecologica (Natura), la qualità socio-culturale (Vita), la

case history

Una start up innovativa siciliana ha sviluppato componenti traslucidi multifunzionali per lâ€™involucro edilizio realizzati con vetromattoni ottimizzati dal punto di vista delle performance energetiche e integrati con celle solari DSC, trasparenti e colorate, in grado di produrre energia anche quando non orientate e in presenza di luce diffusa. I vetromattoni presentano un design accattivante e â€œmade in italyâ€?, personalizzabile grazie alle possibili e molteplici combinazioni di colori.

Rossella Corrao

Vetromattoni innovativi per componenti traslucidi multifunzionali

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innovazione

posta – le potenzialità per una ulteriore implementazione delle performance (energetiche). Le stesse, ina ricerca della migliore esposizione dell’edificio,

fatti, si sono “cristallizzate” – dopo un lungo percorso

grazie alla quale ottimizzare l’apporto solare sulle fac-

che è stato possibile ricostruire a partire dall’esame dei

ciate; l’impiego di specifici elementi captanti, per im-

brevetti registrati in tutto il mondo e che ha riguar-

plementare l’utilizzo della luce naturale; la scelta dei

dato l’ottimizzazione della risposta prestazionale dei

materiali e dei componenti più idonei – per caratteri-

diffusori di vetro per il soddisfacimento dei requisiti

stiche e prestazioni – al contenimento dei consumi

connessi, in particolare, alla trasmissione luminosa e

energetici, sono solo alcuni degli aspetti che entrano

alla resistenza meccanica4 – a quelle stesse raggiunte

in gioco nel progetto di un involucro edilizio e, più in

durante il periodo del Movimento Moderno dai pro-

generale, di una architettura “sostenibile” o – più cor-

dotti commercializzati dalla filiale europea dell’ameri-

rettamente – di un edificio a energia zero (ZEB), quasi

cana Luxfer Prism Company, dalla Saint-Gobain e, in

zero (NZEB), a bassissimo consumo di energia (VLEB),

Italia, dalla Fidenza Vetraria5.

se non, addirittura, a energia positiva (EPB)1.

Le prestazioni offerte oggi dal più correttamente de-

L’involucro edilizio, tra tutti gli elementi (tecnici) che

nominato “vetromattone” (quando lo si considera non

conformano l’edificio, è quello che – com’è facile com-

ancora assemblato con malta cementizia), in relazione

prendere – maggiormente interagisce con le “condi-

all’isolamento termico in particolare, ma anche alla

zioni al contorno” (siano esse climatiche, ambientali,

trasmissione luminosa, all’isolamento acustico, alla

urbane, sociali, economiche, ecc.); da queste, infatti,

resistenza al fuoco, risultano, nella maggior parte dei

trae spesso ispirazione per la sua stessa messa in

casi, non più rispondenti alle normative più stringenti

forma in relazione sia all’impiego dei materiali, dei

in tema di risparmio energetico e di salvaguardia am-

prodotti e delle tecniche costruttive adottati che al si-

bientale6, che fissano per gli involucri edilizi traspa-

stema di pieni e di vuoti che solitamente lo connota

renti, in relazione alle differenti aree climatiche, valori

dal punto di vista formale e da quello più strettamente

di trasmittanza termica (U-value) ben al di sotto dei va-

funzionale.

lori raggiungibili con i prodotti attualmente sul mer-

A partire dal 2006, presso l’Università degli Studi di

cato che difficilmente, quindi, potrebbero contribuire

Palermo è stata avviata una ricerca finalizzata a inda-

alla certificazione degli edifici, ai sensi dei differenti

gare le potenzialità di materiali e sistemi tecnologica-

programmi di certificazione attualmente esistenti a li-

mente avanzati per l’ottimizzazione energetica e

vello internazionale.

l’incremento prestazionale degli elementi di capta-

Prendendo spunto, quindi, dall’analisi e dalla com-

zione della luce naturale integrati nell’involucro edili-

prensione delle problematiche e delle tecniche utiliz-

zio. In particolare, negli anni, l’attenzione è stata posta

zate per la messa in opera di involucri in

su un prodotto ben noto ai più come “vetrocemento”,

vetromattone, assecondando le esigenze dei progetti-

di “gran moda” negli anni Trenta del Novecento – in

sti e dei committenti che spesso hanno richiesto alle

Italia così come in Europa e in Nord America – ravvi-

aziende produttrici di realizzare nuovi prodotti, con

sando nella sua stessa conformazione -due conchiglie

prestazioni personalizzate sia in relazione all’aspetto

di vetro “saldate” a caldo con una intercapedine inter-

che alla sicurezza e al benessere7, si è cercato di inda-

innovazione

U-value (W/m2K)

CasaClima

Minergie

Passivhaus

BREEAM

Energy Star

≤ 1.1

≤ 1.0

≤ 1.4

≤ 1.5 to 2.2*

Valori di Trasmittanza Termica per facciate in vetro fissati da alcuni programmi di certificazione internazionali. * in funzione della zona climatica

gare e di mettere a punto una nuova modalità di messa in opera del vetro-

smittanza del prodotto che

mattone, al fine di ridurre tempi e costi di realizzazione degli involucri tra-

oscillano tra 1,0-1,45 W/m2K e

slucidi realizzati con questo prodotto e per consentire, altresì, la costruzione

che consentono di riportarlo

di facciate a cortina . In particolare, si è brevettato un sistema di assemblag-

nell’alveo dei prodotti vetrari

gio totalmente “a secco” che consente la realizzazione di pannelli precom-

per facciate e coperture di edi-

pressi utilizzando profili e crocette in materiale plastico posizionati tra i

fici altamente performanti, in

vetromattoni a formare giunti di soli 2 mm di spessore . Tali sub-compo-

linea con i più stringenti para-

nenti, appositamente sviluppati e brevettati, sono stati ulteriormente imple-

metri fissati dalle normative

mentati dalla SBskin. Smart Building Skin s.r.l., start up innovativa e spin off

energetiche di riferimento che

accademico dell’Università di Palermo, fondata nel 2013 con l’obiettivo di tra-

gli consentiranno di riconqui-

sformare i risultati della ricerca accademica in un’idea d’impresa e che sta

stare una vasta fetta di mercato

per lanciare – tra gli altri – sul mercato nazionale e internazionale un innova-

compromessa, negli anni, dalla

tivo prodotto per la Building Integration.

diffusione dei vetrocamera,

Si tratta di un vetromattone che è stato implementato dal punto di vista delle

sempre più performanti dal

performance energetiche grazie all’integrazione di una “cintura termica” che

punto di vista energetico grazie

consente di installare all’interno dell’intercapedine dello stesso una o più la-

alle innovazioni apportate al

stre di vario materiale e che è capace di interrompere il ponte termico tra le

settore vetrario e, in particolare,

due conchiglie di vetro che lo costituiscono, solitamente saldate “a caldo” .

a quello della produzione di

Questi accorgimenti hanno consentito alla SBskin di ottenere valori di tra-

vetri piani per l’edilizia.

Nella fotografia in alto, il pannello in vetromattoni assemblati a secco della SBskin durante una prova di carico. A sinistra, dal vetromattone al SolarGB Panel della SBskin. Nella pagina a fianco, le tre linee di prodotto della SBskin - Smart Building Skin s.r.l.

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A queste innovazioni di prodotto, poi, ha fatto seguito

voltaici all’interno del vetromattone12 che sono state in

l’idea di implementare ulteriormente le performance

seguito sviluppate dalla SBskin dando vita ai prodotti

energetiche per rendere il vetromattone capace non

della linea Solar.

soltanto di far risparmiare energia ma anche di pro-

Si tratta di componenti traslucidi multifunzionali rea-

durla e di farlo da una fonte pressoché inesauribile

lizzati, quindi, con vetromattoni integrati con celle so-

qual è il sole.

lari DSC, in grado di ridurre i consumi energetici degli

Prendendo spunto dalle ricerche condotte nell’ambito

edifici e di produrre energia pulita dal sole, altamente

del fotovoltaico di terza generazione e dai risultati fin

customizzabili in termini di design per rispondere alle

qui raggiunti, nello specifico, dalle celle solari a colo-

richieste dei progettisti e dei clienti sempre più esi-

rante – le cosiddette DSC o DSSC (Dye-sensitized Solar

genti.

Cell) inventate dal Michael Grätzel e Brian O’Regan nel

I moduli DSC, appositamente realizzati su progetto

1991, che hanno il vantaggio, rispetto al tradizionale

della SBskin da aziende specializzate, sono stati inte-

fotovoltaico, di essere trasparenti, colorate e in grado

grati nel vetromattone e contribuiscono, insieme alla

di produrre energia anche quando non perfettamente

“cintura termica”, a connotarne l’aspetto in termini di

orientate e in presenza di luce diffusa – si sono bre-

texture e di colore. La cintura, infatti, può essere rea-

vettate diverse ipotesi di integrazione dei moduli foto-

lizzata su richiesta in uno dei colori della scala RAL e

innovazione

Sopra, particolare dei profili di separazione tra i vetromattoni del SolarGB Panel. A destra, ThermoSolarGB con differenti profili di separazione. Sotto, particolare del ThermoSolarGB.

combinata con i tre colori attualmente disponibili per

tarne l’installazione nonché la manutenzione e sosti-

le celle solari (Rosso, Arancione e Verde, ma si sta spe-

tuzione, laddove necessario.

rimentando anche il Blu), la cui intensità dipende dal

Sono stati analizzati, attraverso appositi software di si-

grado di trasparenza richiesto. Quest’ultimo, infatti,

mulazione agli elementi finiti nonché attraverso prove

può essere valutato in ragione del contesto climatico,

di laboratorio, il comportamento meccanico del pan-

della tipologia di edificio, delle condizioni di comfort

nello sotto l’azione di forze orizzontali dovute a vento

indoor richieste, in particolare, per l’illuminazione na-

e sisma nonché la risposta in termini di isolamento

turale degli ambienti.

termico del componente, attraverso il calcolo della

Anche i vetromattoni della linea Solar della SBskin

conducibilità termica del singolo vetromattone non-

vengono preassemblati a secco e precompressi a for-

ché del pannello assemblato a secco. Le prove hanno

mare, appunto, dei componenti multifunzionali per

dimostrato la validità delle ipotesi formulate e l’effica-

facciate e coperture di edifici in grado di ridurre tempi

cia delle soluzioni tecnologiche brevettate che prefigu-

e costi di realizzazione dell’impianto fotovoltaico e

rano un promettente scenario per l’affermazione dei

dell’involucro edilizio. Tutti gli elementi necessari al

prodotti della SBskin sul mercato internazionale.

cablaggio delle celle integrate nei vetromattoni – che si assemblano in pannelli come una sorta di Lego – sono stati “miniaturizzati” e integrati completamente nei sub-componenti plastici rimanendo, altresì, perfettamente isolati e protetti dagli agenti atmosferici. I pannelli vengono connessi gli uni agli altri attraverso dei tradizionali connettori e, con ancoraggi meccanici, agli elementi portanti degli edifici in modo da facili-

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Note 1

ZEB, Zero Energy Building o Zero Emission Building; NZEB, Nearly o Net Zero Energy Building; VLEB, Very Low-Energy Building o Very Low-Emission Building; EPB, Energy-Plus Building; le suddette definizioni si riferiscono a edifici che, a diversi livelli, sono in grado garantire elevati valori di prestazione energetica. 2 Progetto di ricerca finanziato con fondi di Ateneo (ex quota 60%) anno 2006, dal titolo: “Analisi delle problematiche connesse al-

Il funzionamento delle Dye-sensitized Solar Cell Note anche come di celle di Grätzel, dal nome del loro inventore, ricor-

organico, che agisce da fotosen-

dano da vicino i meccanismi di funzionamento della fotosintesi nelle

sibilizzatore; il catodo è costi-

piante. In queste ultime la clorofilla contenuta nelle foglie assorbe la luce

tuito da particelle di platino,

solare trasformando in zucchero (glucosio) e ossigeno, il biossido di car-

agente catalizzatore della rea-

bonio gassoso e l’acqua, convertendo l’energia solare in energia chimica;

zione di riduzione del triioduro

in una cella di Grätzel si assiste a un analogo processo di “fotosintesi arti-

in ioduro, generalmente in

ficiale” in cui un colorante – ovvero una molecola organica o ibrida (me-

forma di nano-agglomerati,

tallorganica) – che assume il ruolo della clorofilla, assorbe i fotoni

sullo strato di FTO; la soluzione

trasformando la luce solare in energia elettrica.

elettrolitica è composta da un

La struttura base del dispositivo è costituita da tre elementi fondamentali

solvente organico nel quale è

compresi tra due substrati di vetro ricoperti da un sottile strato di ossido

disciolta una coppia redox I-

conduttivo trasparente (TCO): il foto-anodo è composto da un semicon-

\I3- che media gli elettroni tra il

duttore inorganico mesoporoso a larga banda su cui è adsorbito un dye

foto-anodo e il catodo.

A sinistra, strati funzionali di una cella solare a colorante DSC (tratto da: K. Govardhan Reddy, T. G. Deepak G. S. Anjusree, Sara Thomas, Sajini Vadukumpully, K. R. V. Subramanian, Shantikumar V. Nair and A. Sreekumaran Nair, “On global energy scenario, dye-sensitized solar cells and the promise of nanotechnology”, Phys. Chem. Chem. Phys., 2014,16, 6838).

Schema di funzionamento di una Dye-sensitized Solar Cell.

Il ThermoSolar GB.

innovazione

Il sistema di assemblaggio “a secco” dei vetromattoni Al fine di testare la risposta meccanica del pannello

del piatto d’acciaio posizionato sui due lati corti del

in vetromattoni soggetto all’azione di forze orizzon-

pannello, avente una dimensione trasversale equi-

tali e di comprendere lo stato tensionale che si ge-

valente allo spessore dei vetromattoni; mentre

nera nei sub-componenti che lo costituiscono, si è

l’azione del vento è stata applicata come carico di-

proceduto a effettuare una serie di simulazioni con

stribuito perpendicolare alla superficie del pannello

differenti modelli di studio utilizzando un software

costituita dai vetromattoni affiancati l’un l’altro e

di analisi agli elementi finiti (FEA). Sono stati ana-

separati tra loro dai profili in materiale plastico. Per

lizzati pannelli di dimensioni pari a 100x200 cm,

i pannelli 100x200 cm, 100x300 cm si sono formu-

100x300 cm e 100x400 cm, posizionati a un’altezza

late due ipotesi:

di 45-48 mm, con una pressione del vento agente

- ipotesi 1, rappresentativa di un pannello posto a

pari a 1339 N/m e un’azione di precompressione ap-

un’altezza di 45-48 con una pressione del vento

plicata al sistema, con lo scopo di evitare la parzia-

agente pari a 1339 N/m2;

lizzazione della sezione per effetto dell’azione

- ipotesi 2, rappresentativa di un pannello posto ad

orizzontale. L’azione di precompressione è stata ap-

un’altezza di 45-48 con una pressione del vento

plicata come carico distribuito in corrispondenza

agente pari a 2280 N/m2. Nel calcolo si è proceduto utilizzando valori di partenza ben al di sopra di quelli previsti per le ipotesi di base, applicando un’azione minima orizzontale di 1500 N/mm2 anziché di 1339 N/mm2, incrementandola progressivamente fino al valore di 2500 N/mm2, valore che comporta il raggiungimento del limite prestazionale del pannello. È stato analizzato il comportamento di tutti i subcomponenti del pannello differenziati per tipologia di materiale e per conformazione. Si riportano i rispettivi valori di spostamento e di tensione (Von Mises) per ciascuna delle ipotesi considerate in relazione alle diverse dimensioni dei pannelli analizzati nell’ipotesi di uno dei materiali plastici (PP) presi in considerazione per le simulazioni. Nel caso del pannello 100x400 cm, le simulazioni hanno dimostrato che la pressione del vento che il pannello può sopportare prima che i sub-componenti in vetro arrivino alla rottura è pari a 1380 N/m2.

Schema strutturale, azioni applicate e condizioni al vincolo considerate per le simulazioni.

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Azioni

Ipotesi 1 (Mpa)

Ipotesi 2 (Mpa)

Azione Vento (Pv)

0,0015

0,0025

Precompressione (Pc)

0,728

1,213

Peso Proprio (PP)

g*r

Subcomponenti e materiali

Ipotesi 1

Ipotesi 2

pannello 100x200 cm

Spostamenti [mm] pannello

0,11

0,18

Ipotesi 2

Tensioni [mm]

Resistenza [Mpa]

verifica

33,9

56,2

conchiglie di vetro

10,5

17,5

barre d’acciaio

41,6

68,8

430

profili in plastica

10,5

17,4

crocette in plastica

51,5*

cinture in plastica

5,6

9,27

trazione cintura

1,59

2,65

taglio cintura

0,64

1,06

Ipotesi 1

Ipotesi 2 Resistenza [Mpa]

verifica

Subcomponenti e materiali

Ipotesi 1

Ipotesi 2

Spostamenti [mm] pannello 100x300 cm

Ipotesi 1

pannello

0,4

0,66

Tensioni [mm] 26,3

43,6

conchiglie di vetro

24,8

38,5

barre d’acciaio

79,4

132

430

profili in plastica

20,8

34,5

crocette in plastica

20,76**

34,5**

cinture in plastica

12,19

20,21

trazione cintura

3,7

6,15

taglio cintura

1,44

2,04

Resistenza [Mpa]

verifica

pannello 100x400 cm

Subcomponenti e materiali

pannello

Spostamenti [mm]

Tensioni [mm]

0,98

37,3

conchiglie di vetro

39,5

barre d’acciaio

88,2

430

profili in plastica

34,45

crocette in plastica

33,45**

cinture in plastica

18,6

trazione cintura

5,54

taglio cintura

2,37

Nelle tabelle soprastanti, stato tensionale che si genera nei subcomponenti che costituiscono i pannelli assemblati a secco e precompressi della SBskin quando sottoposti all’azione di forze orizzontali. A destra, la colorazione del vetromattone derivata dal colore della cintura termica.

Le celle DSC, oltre a produrre energia, consentono di graduare la luce naturale all’interno degli ambienti funzionando come frangisole. Riducendo il carico termico dell’edificio, quindi, garantiscono il comfort indoor.

5 6

l’impiego di materiali tecnologicamente avanzati finalizzati all’ottimizzazione energetica ed all’incremento prestazionale degli elementi di captazione della luce naturale dell’involucro edilizio”, Responsabile prof. Rossella Corrao. Dove da ben più lungo tempo venivano impiegati i “diffusori di vetro” della Luxfer Prism Company, disegnati dallo stesso Frank Lloyd Wright, cfr.: Neumann, Dietrich, “Translucent vs. transparent: Glassblocks and Prism Glass at the beginning of Modern Architecture”, in: Corrao, Rossella, Glassblock and Architecture. Evoluzione del Vetromattone e Recenti Applicazioni, Firenze, Alinea Editrice, 2010. Cfr. Corrao, Rossella, Di Salvo, Angela, “Dal diffusore di vetro al vetromattone”, in: Corrao, Rossella, Glassblock and Architecture. Evoluzione del Vetromattone e Recenti Applicazioni, Firenze, Alinea Editrice, 2010. Cfr Corrao, Rossella, Glassblock and Architecture. Evoluzione del Vetromattone e Recenti Applicazioni, Firenze, Alinea Editrice, 2010. EPBD2002/91/EC. Energy Performance of Buildings Directive Direttiva del Parlamento Europeo e del Consiglio sul rendimento energetico nell'edilizia, pubblicata per la prima volta nel 2002 ed aggiornata nel 2010. vedi, ad es., il grande mattone Hèrmes -di 42,8x42,8x12 cm e del peso di 8 kg- messo a punto dalla SEVES s.p.a. grazie alla collaborazione con Renzo Piano, per la realizzazione -nel 2001- della Maison Hèrmes a Tokyo e da cui è derivata, poi, la linea di vetromattoni “Tailor Made”, tra cui spicca il vetromattone trapezoidale progettato dallo studio Moneo-Brock per le Terme di Tiberio a Panticosa realizzate nel 2007; o andando ancora più indietro nel tempo, l’innovativo – per l’epoca – sistema di installazione “a secco” utilizzato per la messa in opera del famoso vetromattone Nevada, prodotto dalla Saint-Gobain e utilizzato da Pierre Cha-

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Sotto, particolare del terminale per la connessione dei moduli fotovoltaici. A destra, in alto, particolare della cintura termica. A destra, in basso, particolare del piatto in acciaio disposto sui lati corti del pannello.

reau nella Maison de verre a Parigi nel 1932. 8 Il sistema tradizionale di assemblaggio “a umido” con malta cementizia richiede infatti, di norma, una superficie (un elemento tecnico, solitamente un solaio o un elemento della struttura di elevazione orizzontale) su cui iniziare a disporre i vetromattoni per la realizzazione della parete perimetrale, ciò implicando, di conseguenza, la presenza visibile in facciata di tali elementi che interrompono la continuità della parete (a meno di non realizzare quest’ultima con pannelli prefabbricati che, però, mantengono un elevato grado di “complessità” realizzativa a scala di componente, dovuto in primis ai tempi di presa della malta che incidono sulla manovrabilità del pannello con conseguente ingombro prolungato dell’area di produzione, sia in cantiere che in azienda). 9 Corrao, R., Pastore, L., “Pannelli precompressi in vetromattone assemblato a secco per la costruzione di involucri traslucidi”, Brevetto No. 1411164, 2014. 10 In questo caso, l’incollaggio dei pezzi avviene “a freddo” per il tramite di apposite resine in grado di unire in maniera durevole i pezzi di diverso materiale (vetro/plastica). Questo innovativo vetromattone altamente efficiente dal punto di vista dell’isolamento termico, in uno al brevettato sistema di assemblaggio “a secco” già descritto, ha dato vita ai prodotti della linea Energy della SBskin. 11 performance, queste, che ben si prestano per l’installazione del fotovoltaico integrato negli edifici e non più “sovrapposto”, in linea -quindi- con le più recenti normative e con la tendenza del mercato del PV che va sempre più indirizzandosi verso i prodotti BIPV. 12 Corrao, R., Morini, M., Pastore, L. “Integrazione di celle fotovoltaiche ibride nel vetromattone”, Brevetto No. 1411163, 2014.

Bibliografia Corrao, R., Morini, M., Pastore, L., “Innovative Photovoltaic Translucent Components for the Building Envelope”, GSTF - Journal of Engineering Technology, vol. 3, 2014, pagg. 106-111. Corrao, R., D’Anna, D., Morini, M., Pastore, L., “DSSC-integrated Glassblocks for the construction of Sustainable Building Envelopes”. Advanced Materials Research, vol. 875-877, 2014, pagg. 629-634. Buscemi, A., Calabrò C., Corrao, R., Di Maggio, S., Morini, M., Pastore, L., “Optical Performance Evaluation of DSSC-integrated Glassblocks for Active Building Façades”, in: International Journal of Modern Engineering Research, vol. 5, Issue 2, 2015, pagg.1-6. Morini, M., Corrao, R., Pastore, L., “Analyses of innovative glass blocks for BIPV: assessment of thermal and optical Performance”, in International Journal of Sustainable Building Technology and Urban Development, Volume 6, Issue 2, 2015, pagg. 71-81. Corrao, R., Milia, G. Morini, M., Pastore, L., Tutone, C., “Benefits of a translucent building envelope made of DSC-integrated glass blocks”, in: AAVV, Advanced Building Skin, Proceedings of the 10th Energy Forum, Economic Forum, Munich, 2015, pagg. 18-27. Morini M., Corrao R. “Energy optimization of BIPV glass blocks: a multi-software study”, presentato al 8th International Conference on Sustainability in Energy and Buildings, SEB-16, 11-13 Torino, Settembre 2016, in corso di pubblicazione su: Energy Procedia.

Rossella Corrao Architetto, PhD, Professore Associato - dal 2014 abilitata Ordinario - del SSD ICAR 10. Architettura Tecnica presso il Dipartimento di Architettura dell’Università di Palermo. CEO e Co-founder della SBskin.

innovazione

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Il contenimento dei consumi e l’investimento energetico: la valutazione del bilancio energetico _ Le problematiche dell’interfaccia di posa dei serramenti e la ventilazione degli edifici _ Gli impianti radianti negli edifici a bassissimo consumo energetico: tipologie, vantaggi, regolazione per il comfort degli ambienti e l’efficienza energetica.

Riqualificare un edificio esistente secondo standard Passivhaus: una banca a Reggio Emilia _ Le linee guida per una corretta posa degli isolanti in EPS o in lana minerale secondo i sistemi ETICS _ L’importanza dell’energia geotermica come fonte energetica rinnovabile e le sue applicazioni per la climatizzazione degli edifici.

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Progettare un intervento di riqualificazione: i principali criteri per il retrofitting e il bilancio energetico _ Il controllo solare attraverso le chiusure trasparenti: il progetto delle schermature solari _ L’integrazione dei sistemi fotovoltaici negli edifici nZEB _ Architettura energeticamente efficiente e mobilità sostenibile.

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Il raffrescamento ventilativo microclimatico e il raffrescamento ventilativo geotermico negli edifici a basso consumo energetico _ Progettazione e aspetti termoigrometrici dei sistemi costruttivi in legno _ Posa dei sistemi radianti a pavimento: tipologie e soluzioni per sistemi ad alta inerzia nel miglioramento delle prestazioni energetico dell’edificio.

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Strategie di riqualificazione bioclimatiche ed energetiche per la valorizzazione degli edifici industriali _ I tetti verdi in città per la riduzione dell’effetto isola di calore e per il deflusso delle acque meteoriche _ Impianti a biomassa a scala dell’edificio: caratteristiche e potenze adatte alla residenza _ Ridurre le emissioni di carbonio con il riciclo dei materiali.

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Efficienza energetica in clima mediterraneo: RhOME for denCity, il prototipo italiano vincitore del Solar Decathlon 2014 _ Gli obblighi normativi e gli strumenti di calcolo per la valutazione dei ponti termici dopo la revisione delle norme UNI TS 11300:2014 _ I sistemi decentralizzati per interventi di ristrutturazione nell’edilizia residenziale e nel piccolo terziario.

Plataforma de Edificación Passivhaus _ I controlli non distruttivi e la diagnostica negli interventi sul patrimonio esistente _ Edifici massicci in laterizio: gli effetti della massa e le attenzioni necessarie in fase di progetto e costruzione in un edificio a basso consumo energetico _ Zeropositivo: un prototipo di casa “mobile”, leggera e sostenibile.

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La valutazione LCA del patrimonio residenziale europeo per la definizione di strategie d’intervento per ridurre le emissioni del 90% entro il 2050 _ Il progetto europeo EASEE e le soluzioni prefabbricate per la riqualificazione energetica dell’involucro: un caso studio in Lombardia _ Le ultime ricerche sul biofotovoltaico dal muschio dell’IaaC di Barcellona.

I supermercati passivi sono ancora pochi ma l’interesse verso il risparmio energetico di questa categoria di edifici commerciali è in aumento, anche da parte dei committenti_Il confronto tra sistemi costruttivi in legno e quelli tradizionali in contesti climatici differenti_L’economia circolare applicata all’edilizia: l’esempio del Circular Building di Arup.

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