L'esperienza dell'abitazione BiosPHera2.0 by Domenico Pepe

Efficienza energetica e tecnologie sostenibili L’Ufficio Tecnico 5 • 2016

L’esperienza dell’abitazione BiosPHera 2.0: Energy Revolution Il progetto dimostrativo della validità e fattibilità del concetto di edificio off grid uua cura di Domenico Pepe * e Francesca Corazzin ** * Ingegnere libero professionista ** Architetto libero professionista

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Biosphera 2.0 è effettivamente un progetto dimostrativo della validità e fattibilità del concetto di edificio off grid. Un solo nome che racchiude un progetto internazionale di ricerca scientifica e di monitoraggio ambientale, un modulo abitativo autonomo energeticamente e in ultimo un’ esperienza itinerante di questa “abitazione manifesto” dell’efficienza energetica nella quale i futuri abitanti saranno attivi protagonisti. Ma come è nata BiosPHera2.0 e cosa produrrà

@abstract @testo Si deve a sei studenti del Politecnico di Torino il progetto vincitore del concorso promosso dal gruppo Woodlab dello stesso Politecnico e della start up Be-Eco,

che ha interessato cento studenti di architettura e ingegneria provenienti da molti Atenei italiani e prodotto 15 possibili concept. L’idea è nata dall’iniziativa di ZEPHIR-Passivhaus Italia, con il Politecnico di Torino DAD, l’Università della Valle d’Aosta, Vallée d’Aoste Structure e con gli istituti Zephir, Minergie e PEFC con il patrocinio della Regione Valle d’Aosta, del Co-

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mune di Courmayeur e la collaborazione di diverse aziende nazionali e internazionali. Sulla scorta dell’esperienza vincente di BiosPHera 1.0, modulo abitativo itinerante progettato e realizzato da ZEPHIR - Passivhaus Italia nel 2012, l’attuale versione BiosPHera 2.0 è stata nuovamente concepita da ZEPHIR - Passivhaus Italia che, in collaborazione con Aktivhaus, ha dato vita ad un progetto che ha poi coinvolto diversi organi istituzionali quali Politecnico di Torino DAD, Università della Valle d’Aosta, Vallée d’Aoste Structure. Nell’ambito di un contest organizzato dal gruppo Woodlab dello stesso Politecnico e dalla start up Be-Eco, cento studenti di architettura e ingegneria provenienti da molti atenei italiani hanno prodotto 15 possibili concept. Sei sono stati gli studenti del Politecnico di Torino vincitori del contest, il cui progetto architettonico è stato selezionato e successivamente raffinato da ZEPHIR - Passivhaus Italia per ottimizzarne involucro ed impianti per raggiungere lo standard Passivhaus in climi diversi: Courmayeur, Milano, Torino, Lugano, Rimini ecc. Il modulo abitativo sarà infine certificato Passivhaus e Minergie, con legno proveniente da foreste certificate PEFC. Le dimensioni di Biosphera 2.0 sono di 25 mq calpe-

stabili, pensati interamente intorno alla persona e progettati secondo gli Standard Passivhaus e Minergie. Essa è infatti provvista di tutti i servizi necessari, divisi in una zona giorno, una zona notte, un bagno e una centrale termica. Il sistema costruttivo è realizzato in X LAM con legno certificato secondo i criteri di qualità e sostenibilità PEFC e troviamo oltre ad illuminazione a Led , pannelli fotovoltaici regolabili in copertura e un sistema di produzione di energia elettrica che sfrutta il movimento umano. L’intero modulo è pensato per garantire, in completa autonomia energetica, un comfort invernale ed estivo (con temperatura dell’aria in inverno pari a 20°C e in estate pari a 25°C) al variare delle condizioni climatiche delle città in cui sarà insediato. Il modulo abitativo Biosphera 2.0 è stato inaugurato il 1° marzo 2016 sotto la cornice del Monte Bianco dove permarrà sino al 20 aprile. Dopo tale data compirà un viaggio che terminerà a febbraio 2017 toccando le città di Aosta, Milano , Rimini, Torino e Lugano. Durante i 12 mesi del progetto i ricercatori del team ZEPHIR-Passivhaus assieme a Aktivhaus, il Politecnico di Torino DAD, e l’Università della Valle d’Aosta, si uniranno per un’attività di monitoraggio. La collaborazione ed il supporto di diverse aziende nazionali e internazionali ha permesso ad Aktivhaus

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di realizzare concretamente il modulo abitativo, che sarà abitato in alternanza da 24 persone nei 12 mesi di RoadShow, le cui caratteristiche fisiche e fisiologiche saranno costantemente monitorate per determinarne benessere abitativo e comfort realmente percepito. Le stesse potranno raccontare le impressioni derivate dalla loro permanenza attraverso testi, immagini e video. BiosPHera e gli occupanti saranno quindi oggetto di monitoraggio per tutto il corso del progetto, i cui dati saranno analizzati e studiati da ZEPHIR Passivhaus Italia in collaborazione con Politecnico di Torino DAD ed Università della Valle d’Aosta. Il fine di BiosPHera 2.0 è di monitorare la qualità dell’aria interna all’abitazione in luoghi con possibile inquinamento atmosferico. Sono oltre venti i paramenti che saranno raccolti durante il RoadShow, relativi all’involucro edilizio e alla fisiologia umana quali temperatura, umidità ,qualità dell’aria, campi elettromagnetici, polveri sottili, frequenza cardiaca, temperatura della pelle, stato emotivo. La vera innovazione risiede infatti sulla biofilia, ovvero lo studio del rapporto fra uomo e contesto in cui si trova. Per quanti desiderino partecipare al progetto attivamente in qualità di abitanti di BiosPHera 2.0 si rimanda al sito www.biosphera2.com, inoltre saranno resi disponibili i racconti e i risultati dei test di monitoraggio. Tutte le foto per gentile concessione Coblanco Film&Communication Intervista a Francesco Nesi, direttore di ZEPHIR – Passivhaus Italia In esclusiva possiamo proporre l’intervista che abbiamo potuto fare a Francesco Nesi direttore dell’istituto ZEPHIR – Passivhaus Italia. Cos’è BiosPHera? BiosPHera prima di tutto è un progetto di ricerca e sviluppo unica al mondo, dove prestazioni energetiche e tecnologie d’involucro si confrontano con il comportamento degli utenti; in seconda battuta è un’abitazione di 25 mq provvista di tutti i normali servizi per vivere, ma con la particolarità di essere una casa energeticamente autonoma e a misura d’uomo. BiosPHera rappresenta inoltre un progetto di monitoraggio ambientale poiché il modello abitativo sarà sottoposto agli stress test più duri, con temperature esterne che andranno dai -15°C invernali di Courmayeur ai +40° estivi di Rimini, permettendo cosi di raccogliere i dati riguardanti le prestazioni del modulo abitativo tra cui: - temperature dell’aria e umidità esterne al modulo; - temperature dell’aria e delle pareti; - umidità relativa interna al modulo (la temperatura dell’aria deve restare compresa tra i 20 °C e i 24 °C, mentre quella delle pareti tra i 16 °C e i 20 °C);

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- qualità dell’aria, polveri sottili PM10, CO2, presenza di etanolo e aldeidi, gas solitamente presenti nelle case tradizionali; - presenza e intensità di campi elettromagnetici. L’Ufficio Tecnico. Perchè chiamarlo 2.0? Francesco Nesi. L’idea di chiamare il modulo BiosPHera 2.0 nasce in prima battuta come follow up del modulo BiosPHera 1.0 ideato e realizzato da ZEPHIR – Passivhaus Italia nel 2012, un prototipo di edificio Passivhaus itinerante il cui obiettivo era di mostrare come nasce e come si vive in un edificio passivo a energia quasi zero e di rilevare, tramite una rete di sensori, i reali comportamenti della casa in tutte le fasce climatiche italiane. Il nome “BiosPHera” deriva dal connubio tra Biosfera, definito come l’insieme delle zone della Terra in cui le condizioni ambientali permettono lo sviluppo della vita, e PassivHaus, come approccio progettuale che permette all’edificio di raggiungere il massimo benessere abitativo. UT. Chi partecipa ha questo progetto? FN. Oltre all’istituto ZEPHIR-Passivhaus Italia sono coinvolti nel progetto anche: Aktivhaus società del gruppo Nexlogic, il Politecnico di Torino, l’istituto svizzero Minergie, l’Università della Valle d’Aosta, la società in house della Regione Autonoma Valle d’Aosta denominata Vallée d’Aoste Structure, l’organo di governo nazionale del sistema di certificazione PEFC ed il team studentesco WoodLab del Politecnico di Torino. Il concept design è stato realizzato da: Giulia Azaria, Valeria Bosetto, Marco Casaletto, Matteo Cilia, Karen Rizza, Jasser Salas Castro, Simone Vacca d’Avino - team WoodLab Politecnico di Torino Project supervisor sono Guido Callegari (Politecnico di Torino DAD) e Mirko Taglietti (Aktivhaus). La fisica dell’edificio è stata seguita dal sottoscritto Al progetto hanno contribuito anche aziende riconosciute a livello nazionale e internazionale tra cui: Artuso legnami; Rockwool; Internorm; Hella; Porcelanosa; T&T Commerciale; Zehnder; Nilan; Lape; Bticino; Fermacell; Xella; Une; Thermoeasy; Be Eco; New Sermifer; Lal Lattoneria; La Termoidraulica F.lli Mezzi; Barichello Elettrotecnica; Adveco; Studio Marco De Pinto. UT. Quale ruolo ha avuto ZEPHIR? FN. Dopo il progetto BiosPHera 1.0, modello abitativo che aveva come obiettivo principale quello di mostrare il concetto Passivhaus mediante un percorso visivo-esperienziale, di cui l’istituto è stato promotore e realizzatore, si è passati alla fase BiosPHera 2.0, dove ZEPHIR - Passivhaus Italia si è occupato come partner scientifico di tutta la progettazione energetica, fisico-edile e di comfort abitativo, testando anche le varie tecnologie di monitoring e partecipando attivamente all’analisi dei risultati e delle performances del modulo abitativo. UT. Che cos’è una Passivhaus e che differenza c’è fra una Passivhaus e un edificio passivo? FN. Una Passivhaus è un edificio che è progettato seguendo quelli che sono i criteri di comfort abitativo e che è in grado di assicurare il benessere termo-igrometrico, sia per il periodo invernale che per quello estivo. Il benessere è garantito principalmente agendo sull’involucro termico e sugli impianti; per questo in una Passivhaus potrebbe non esser presente alcun impianto di riscaldamento o raffrescamento di tipo convenzionale, ossia caldaia, termosifoni, split, ventilconvettori o sistemi analoghi. È dunque opportuno chiarire che, mentre la definizione di “edificio passivo” è utilizzata per individuare qualsiasi edificio che faccia uso di sistemi passivi per accumulare energia, ventilare, ombreggiare ecc., l’utilizzo del termine Passivhaus è riservato agli edifici che, rispettando il protocollo Passivhaus, formalmente definito e quantitativamente stabilito dalla certificazione Passivhaus, permettono di soddisfare gli stringenti criteri di comfort ambientale indicati nella normativa americana ASHRAE 55-2013 “classe A” e la ISO 7730.

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UT. Come si ottiene la certificazione Passivhaus? A chi ci si rivolge? Passivhaus certifica solo edilizia residenziale? FN. Per ottenere la certificazione Passivhaus è necessario rientrare in quelli che sono i criteri dettati dalla normativa americana ASHRAE 55-2013 “classe A” di comfort ambientale, ed in particolare devo essere rispettati obbligatoriamente i seguenti parametri: - fabbisogno termico per riscaldamento ≤ 15 kWh/(m2a) oppure carico termico specifico ≤ 10 W/m2, - fabbisogno frigorifero per raffrescamento ≤ 15 kWh/(m2a), - tenuta all’aria n50 ≤ 0,6 volumi/h, - fabbisogno di energia primaria ≤ 120 kWh/(m2a), - basso surriscaldamento estivo (< 10% giorni con Ti > 25° C). Per ottenere la certificazione bisogna interfacciarsi fin dalle prime fasi con il certificatore (figura obbligatoria), esistono poi anche le figure di progettista/consulente certificato Passivhaus e di artigiano certificato Passivhaus. Queste figure, anche se non obbligatoriamente richieste, possono costituire per un committente un grande valore aggiunto in termini di competenze riducendo eventuali tempistiche ed errori. Lo standard Passivhaus è applicabile per qualunque destinazione d’uso di un edificio, sia residenziale che non residenziale. Lo standard si applica sia alle nuove costruzioni che alle ristrutturazioni, per le quali è nato anche uno speciale protocollo chiamato EnerPHit (Certified Energy Retrofit with Passive House Components). UT. Quanti certificatori Passivhaus ci sono in Europa e in Italia? e come è possibile mettersi in contatto per certificare un edificio? FN. È bene non confondere il concetto di certificatore Passivhaus con quello di progettista certificato Passivhaus. Quest’ultimo, infatti, è un tecnico che ha acquisito mediante corsi di formazione o esperienza pratica la capacità di gestione di un cantiere Passivhaus e tutti quelli che sono i principi che stanno alla base dello standard Passivhaus ed è in grado di progettare un edificio rispettando gli standard Passivhaus. Il certificatore al contrario è una figura nominata direttamente dal Passivhaus Institut dopo uno stage di accreditamento, che deve possedere amplissime competenze nel campo della fisica edile e dell’efficienza energetica degli edifici, oltre ad un’esperienza pluriennale nel campo specifico degli edifici Passivhaus. Il certificatore è l’unico, assieme al Passivhaus Institut, che può rilasciare la targhetta e l’attestato di certificazione a seguito della verifica del positivo superamento dei criteri di efficienza energetica necessari per rientrare nello standard Passivhaus. Ad oggi vi sono 32 certificatori in tutto il mondo ed un solo certificatore fisicamente presente in Italia, nonostante che tutti quanti siano certificatori internazionali; per poter certificare un edificio occorre mettersi in contatto con uno dei 32 certificatori presenti nel mondo o direttamente con il Passivhaus Institut e mandare tutta la documentazione necessaria per ottenere la verifica di qualità del progetto. UT. Quali sono i passaggi fondamentali per ottenere la certificazione Passivhaus? FN. Per ottenere la certificazione Passivhaus di un edificio di nuova costruzione, o EnerPHit nel caso di una ristrutturazione con componenti Passivhaus, il gruppo di progettazione è chiamato a produrre la seguente documentazione: - copia degli output del software Pacchetto di Progettazione Passivhaus (PHPP), nella versione in corso di validità, compilato in tutti i fogli Excel e firmato dal responsabile del progetto; - documentazione progettuale, strutturale, impiantistica; - documenti di supporto e informazioni tecniche, con schede tecniche e certificati dei prodotti, se applicabili;

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- report della prova di tenuta all’aria effettuata mediante un test Blower-Door conforme alle prescrizioni della norma EN ISO 9972; - report con descrizione del protocollo applicato per il bilanciamento dell’impianto di ventilazione; - asseverazione del direttore lavori che documenti l’esecuzione lavori secondo la progettazione con il PHPP; - documentazione fotografica dell’edificio realizzato per documentare le fasi di realizzazione della Passivhaus; - foglio obbligatorio di bilanciamento dell’impianto di ventilazione. Se per l’edificio realizzato si verifica il rispetto di tutti i requisiti e dei criteri di certificazione, il Certificatore rilascerà il certificato con relativa targhetta. UT. Ritorniamo a BiosPHera 2.0; è stata certificata Passivhaus? FN. Ad oggi BiosPHera è in fase di certificazione, essendo comunque stata progettata per essere un edificio ad altissima efficienza energetica in grado di garantire un elevato livello di comfort abitativo. Non essendo un edificio convenzionale ma un modulo itinerante, la sfida per rientrare in quelli che sono gli standard di certificazione Passivhaus è ancora più elevata poiché sarà sistemata in diverse zone climatiche, elemento non indifferente per la certificazione Passivhaus. ZEPHIR – Passivhaus Italia è in contatto con il Passivhaus Institut per certificarlo come primo modello pilota da implementare numerose altre volte nel mondo. UT. È stato eseguito il Blower Door Test? Con quale risultato? FN. È stato eseguito un Blower Door Test ed ha evidenziato come risultato 0,6 volumi/h, valore pienamente rispondente allo standard Passivhaus. UT. Quanta energia per il riscaldamento fornite al modulo per il riscaldamento? FN. Il modulo rientra in tutti quelli che sono i parametri necessari per raffrescamento e riscaldamento e in particolare il fabbisogno termico per riscaldamento è inferiore a 15 kWh/(m2a) e il carico termico, ovvero la potenza necessaria a scaldare la casa nel giorno più critico dell’anno, è inferiore a 10 W/m2 mentre il fabbisogno frigorifero per raffrescamento anch’esso risulta inferiore a 15 kWh/(m2a) maggiorato del contributo per deumidificazione, a seconda della località dove verrà posizionato BiosPHera. È evidente che verranno determinate specifiche zone climatiche dove il modulo potrà vantare di soddisfare i criteri Passivhaus. Per quanto concerne il consumo di energia primaria, in altre parole tutta quell’energia che serve per il riscaldamento, il raffrescamento, la deumidificazione, la ventilazione, la produzione di acqua calda sanitaria, l’elettricità e tutte quelle che sono le apparecchiature domestiche all’interno del modulo, è inferiore a 120 kWh/(m2a). UT. Chi abiterà i moduli? Bisognerà avere una preparazione adeguata? È difficile vivere dentro una PassivHaus? Come ci si potrà candidare a vivere nel modulo? FN. Il modulo sarà abitato da studenti e professionisti che avranno modo di raccontare, mediante l’utilizzo dei canali social e il blog, dedicati al modulo, la propria esperienza di vita all’interno di un edificio Passivhaus; per poter partecipare non è richiesta alcuna preparazione adeguata, poiché per vivere in un edificio Passivhaus non è richiesto nessun requisito. Per entrare a far parte del gruppo di persone che abiteranno BiosPHera 2.0 bisogna mettersi in contatto con info@biosphera2.com.

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UT. Quali sono i materiali che compongono le tecnologie del modulo abitativo? FN. Il materiale di cui è composto il parallelepipedo, lungo 12 m, alto e largo 3 m, sia per quanto riguarda la parte strutturale, realizzata da pannelli multistrato a strati incrociati e accoppiati con lana di roccia e ventilata, che gli arredi interni è essenzialmente il legno. L’involucro è stato progettato per gestire i picchi radiativi, riducendo al minimo il passaggio di calore attraverso le pareti perimetrali. Le potenzialità dell’involucro sono accoppiate con impianti ad alta efficienza energetica di ultima generazione tra cui un impianto fotovoltaico in copertura. Il modulo è dotato anche di alcune tecnologie all’avanguardia quali illuminazione a LED, elettrodomestici e sensori di nuova generazione che promettono delle prestazioni energetiche migliori e dei monitoraggi costanti. UT. Al termine dell’anno di vita di BiosPHera come saranno riutilizzati i materiali che la compongono? FN. Ad oggi non è ancora stato deciso il futuro di BiosPHera in quanto il suo percorso di vita è ancora lungo e non è detto che dopo la tappa di Lugano non ve ne siano altre ma ad ogni modo il modulo è riciclabile al 96%, quindi quasi tutta la totalità degli elementi che la compongono si potranno riutilizzare.

Dr. Phys Francesco Nesi, ricopre attualmente il ruolo di Direttore di Zephir – Passivhaus Italia, istituto che ha ricevuto il riconoscimento ufficiale dal Passivhaus Institut come Affiliato iPHA italiano e che si pone come obiettivo la divulgazione del concetto Passivhaus in Italia e nei paesi mediterranei offrendo servizi di consulenza, certificazione, formazione e ricerca. Nesi ha ottenuto i prestigiosi accreditamenti presso il PHI di Darmstadt come certificatore internazionale Passivhaus e referente accreditato “Passivhaus Trainer” per il corso internazionale per progettisti Ceph e artigiani Acph.