azero 06 by EdicomEdizioni

VALUTAZIONE gestione sostenibile territorio

per una del

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prospettive

LA NUOVA DIRETTIVA 2012/27/UE SULL’EFFICIENZA ENERGETICA | 06 Gaia Bollini

SPOT PROGETTI

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progetti UNA LEZIONE DI RETROFITTING PASSIVO | 12 scuola elementare e media a Valdisotto (SO)

MEDITERRANEA, PASSIVA, ATTIVA, INTELLIGENTE E SOSTENIBILE | 22 casa unifamiliare a Mascalucia (CT)

SPEDIZIONI A EMISSIONI ZERO | 32 TNT Centre a Hoofdoorp (NL)

LA CASA PASSIVA PIÙ PICCOLA DEL MONDO | 38 casa “Am Buir” a Wassenberg (D)

azero - rivista trimestrale - anno 3 - n. 06, gennaio 2013 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, Gaia Bollini, Lara Gariup

stampa: Grafiche Manzanesi, Manzano (UD) Stampato interamente su carta con alto contenuto di fibre riciclate selezionate prezzo di copertina 15,00 euro - abbonamento 4 numeri - Italia: 50,00 euro, Estero: 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

editore: EdicomEdizioni, Monfalcone (GO)

È vietata la riproduzione, anche parziale, di articoli, disegni e foto se non espressamente autorizzata dall’editore

redazione e amministrazione: via 1° Maggio 117, 34074 Monfalcone (GO) tel. 0481.484488, fax 0481.485721

copertina: TNT Centre, Paul de Ruiter Architects, foto: Alexander Van Berge

focus on

44 | RETROFIT ENERGETICO DI UNA FILIALE UNICREDIT A REGGIO EMILIA

Michele Ghirardelli, Paolo Veggetti, Manuel Benedikter in collaborazione con UniCredit Business Integrated Solutions S.C.p.A.

involucro 54 | RIPROGETTARE LA PELLE DELLE NOSTRE CASE: IL “CAPPOTTO” Lara Bassi, Gaia Bollini, in collaborazione con il Consorzio Cortexa

64 |

SISTEMI A CAPPOTTO

impianti 72 | LE APPLICAZIONI DELL’ENERGIA GEOTERMICA Luca Ceccotti

78 |

GEOTERMIA

approfondimenti 82 | DETTAGLI DI CANTIERE: CA’ DELLA LUNA

innovAzione 86 | UN PROTOTIPO INNOVATIVO PER LA CASA MEDITERRANEA Gabriele Bellingeri, Mario Grimaudo

prospettive_Direttiva

2012/27/UE

Gaia Bollini, architetto, consulente energetico CasaClima

La nuova Direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica Entrata in vigore il 4 dicembre 2012, la nuova Direttiva stabilisce un quadro comune di misure per la promozione dell’efficienza energetica nell’Unione Europea al fine di garantire l’obiettivo di una diminuzione dei consumi di energia primaria del 20% entro il 2020.

Direttiva 2012/27/UE del Parlamento europeo e del Consiglio del 25 ottobre 2012 sull’efficienza energetica, che modifica le direttive 2009/125/CE1 e 2010/30/UE2 e abroga le direttive 2004//8/CE3 e 2006/32/CE4: così titola (in modo impegnativo e forse un po’ criptico) l’ultima direttiva europea, pubblicata nella Gazzetta ufficiale dell’Unione europea il 14 novembre 2012 e in vigore dal 4 dicembre 2012. Essa “stabilisce un quadro comune di misure per la promozione dell’efficienza energetica nell’Unione al fine di garantire il conseguimento dell’obiettivo principale dell’Unione relativo all’efficienza energetica del 20% entro il 2020 e di gettare le basi per ulteriori miglioramenti dell’efficienza energetica al di là di tale data” (art. 1). Non solo, “stabilisce” norme rivolte a rimuovere gli ostacoli sul mercato dell’energia e a superarne quelle carenze che frenano “l’efficienza nella fornitura e nell’uso dell’energia”, prevedendo la definizione di obiettivi nazionali indicativi in materia di efficienza energetica per il 2020. Ovviamente i requisiti stabiliti sono da considerarsi come minimi; gli Stati membri, infatti, sono liberi di mantenere o introdurre misure più rigorose, fatto salvo l’obbligo di darne comunicazione al Consiglio stesso. Fa da sfondo la volontà di stabilire un quadro procedurale comune per gli Stati membri. Invariato lo scenario da cui la UE vuole affrancarsi: - “crescente dipendenza dalle importazioni di energia”; - “scarsità di risorse energetiche”; - “necessità di limitare i cambiamenti climatici”; - “superare la crisi economica”5, “svincolando l’uso dell’ener6

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gia dalla crescita economica”6. Rispetto alle politiche già in essere, la direttiva vuole essere un ulteriore passo avanti, ma con una duplice visione. Da un lato raccoglie ed esprime le istanze proprie del Consiglio, il quale ha rilevato che le misure adottate fino a oggi per centrare l’obiettivo del 2020 non hanno prodotto risultati soddisfacenti. Una diminuzione del 20% dei consumi di energia primaria entro il 2020 equivale a raggiungere, per allora, un consumo di 1474 Mtep7, “ovvero una riduzione di 368 Mtep rispetto alle proiezioni”8. Parallelamente il documento vuole essere il primo tassello per una nuova pianificazione di autonomia, efficienza energetica e controllo delle emissioni di CO2 con orizzonte 2050. Ancora una volta il cuore del provvedimento riguarda la definizione di un quadro comune di misure per la promozione del concetto di efficientamento energetico del sistema edificioimpianto, affrontandolo da più prospettive ed entrando nel merito del mercato dell’energia in senso lato. La proposta coinvolge tutte le fasi della catena energetica: trasformazione, distribuzione e uso finale dell’energia. La stessa articolazione della direttiva sottolinea quest’approccio integrato, laddove titola, al Capo II, Efficienza nell’uso dell’energia e poi al Capo III, Efficienza nella fornitura dell’energia9. Rispetto a ciò i macro temi toccati riguardano: • il rinnovamento degli edifici pubblici, per i quali, dal 1° gennaio 2014 il 3% della superficie utile coperta degli stessi dovrà essere annualmente ristrutturata per rispettare standard energetici minimi;

In basso, edificio condominiale ristrutturato in zona Paparotti (UD) - Geom. Ivano Mattiussi. Sotto, edificio condominiale ristrutturato a Potenza. (Fonte: Cortexa).

Un quadro comune per la promozione dell’efficienza energetica “In questo ambito occorre aggiornare il quadro giuridico dell’Unione

relativo all’efficienza energetica con una direttiva che persegua

• l’introduzione di piani di risparmio energetico per le imprese di pubblica utilità, inteso nell’ordine dell’1,5% all’anno sul volume di energia venduta ai consumatori finali, escluso il settore dei trasporti; • la predisposizione di audit energetici, ogni quattro anni e svolti in maniera indipendente da esperti accreditati, per le grandi imprese. Sono fatte salve dall’obbligo le PMI, le quali dovranno però essere incentivate anch’esse a comportamenti virtuosi; • la definizione di un quadro di finanziamento delle misure di efficientamento del sistema edificio-impianto, secondo cui gli Stati membri devono impegnarsi a facilitare la creazione (o gestione per quelli in essere) di strumenti di finanziamento finalizzati al conseguimento delle misure di efficienza energetica. La direttiva, al Capo II (Efficienza nell’uso dell’energia), entra nel merito del risparmio energetico ottenibile attraverso operazioni di riqualificazione degli immobili, soprattutto dal punto di vista dell’involucro. In prima battuta gli Stati membri sono chiamati a definire una strategia ad ampio respiro per “mobilitare investimenti nella ristrutturazione del parco nazionale di edifici residenziali e commerciali, sia pubblici sia privati”. [...] (art. 4). Punto di partenza, una sorta di censimento dello stato di

l’obiettivo generale della realizzazione dell’obiettivo di efficienza energetica che mira a ridurre del 20% il consumo di energia primaria dell’Unione entro il 2020 e di realizzare ulteriori miglioramenti in materia di efficienza energetica dopo il 2020. A tal fine la presente direttiva dovrebbe stabilire un quadro comune per promuovere l’efficienza energetica all’interno dell’Unione e definire interventi specifici per attuare alcune delle proposte incluse nel piano di efficienza energetica 2011, nonché concretizzare le notevoli potenzialità di risparmio energetico non realizzate da essa individuate”. (Direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica. Considerazioni introduttive, punto 10)

Ristrutturazione: potenziale attuativo delle misure di rientro energetico “È necessario aumentare il tasso delle ristrutturazioni di immobili,

in quanto il parco immobiliare esistente rappresenta il settore individuale con le maggiori potenzialità di risparmio energetico. Inoltre, gli edifici sono fondamentali per conseguire l’obiettivo dell’Unione di ridurre dell’80-95% le emissioni di gas serra entro il 2050 rispetto al 1990. Gli edifici di proprietà degli enti pubblici rappresentano una quota considerevole del parco immobiliare e godono di notevole visibilità nella vita pubblica. È pertanto opportuno fissare un tasso annuo di ristrutturazione per gli edifici di proprietà del governo centrale [...] e da esso occupati in modo da migliorarne la prestazione energetica. Tale tasso di ristrutturazione dovrebbe far salvi gli obblighi relativi agli edifici a energia quasi zero [...]. L’obbligo di ristrutturare gli edifici del governo centrale previsto dalla presente direttiva integra (la) direttiva (2010/31/UE) che impone agli Stati membri di garantire che la prestazione energetica degli edifici destinati a subire ristrutturazioni di grande portata sia migliorata al fine di soddisfare i requisiti minimi di prestazione energetica (fissati dalla 2010/31 stessa). [...]” (Direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica. Considerazioni introduttive, punto 17).

prospettive

Art. 12 Programma di informazione e coinvolgimento dei consumatori 1. Gli Stati membri adottano le misure appropriate per promuovere e

ii) accesso a finanziamenti, contributi o sovvenzioni;

facilitare un uso efficiente dell’energia da parte dei piccoli clienti di

iii) erogazione di informazioni;

energia, comprese le utenze domestiche. Dette misure possono rien-

iv) progetti esemplari;

trare in una strategia nazionale.

v) attività sul luogo di lavoro;

2. Ai fini del paragrafo 1, dette misure comprendono uno o più degli ele-

b) modi e mezzi per coinvolgere i consumatori e le loro associazioni du-

menti elencati alle lettere a) o b):

rante l’eventuale introduzione dei contatori intelligenti mediante la co-

a) un corredo di strumenti e politiche atti a favorire cambiamenti com-

municazione di:

portamentali, che possono includere:

i) cambiamenti efficaci in termini costi e di facile realizzazione per

i) incentivi fiscali;

quanto riguarda l’uso dell’energia; ii) informazioni sulle misure di efficienza energetica.

fatto del parco immobiliare nazionale, cui far seguire “l’individuazione di approcci alle ristrutturazioni efficaci in termini di costi10, pertinenti al tipo di edificio e alla zona climatica”, “politiche e misure volte a stimolare ristrutturazioni degli edifici profonde ed efficaci in termini di costi [...]”, prospettive che possano “guidare le decisioni di investimento dei singoli individui, del settore dell’edilizia e delle istituzioni finanziarie”, nonché stime in termini di ricadute (economiche e ambientali, si suppone), fondate “su prove del risparmio energetico atteso [...]” (dall’art. 4). La direttiva in tal senso investe la componente pubblica di un ruolo importante, tanto da definire, con l’art. 5, il Ruolo esemplare degli edifici degli enti pubblici. Esso, infatti, stabilisce che ogni anno, dal 1° gennaio 2014, il 3% della superficie utile coperta della totalità degli immobili climatizzati (inverno ed estate) proprietà del governo centrale o da esso occupati, sia ristrutturata per rientrare nei requisiti minimi di prestazione energetica così come definiti dalla 2010/31/UE11. Il primo livello applicativo riguarderà gli edifici con una superficie calpestabile di più di 500 m2; dal 9 luglio 2015 quelli con più di 250 m2. Nel caso lo Stato membro decida di allargare tale obbligo anche agli immobili proprietà di “servizi amministrativi o da essi occupati a un livello inferiore a quello del governo centrale”, ossia le amministrazioni territoriali quali Regioni ecc., il 3% è calcolato sulla totalità di superficie interessata dagli edifici considerati. Avranno priorità quegli immobili con “la più bassa prestazione energetica, laddove ciò (l’intervento) è efficiente in termini di costi e tecnicamente fattibile”. Restano escluse alcune categorie di edifici, tra cui quelli ufficialmente protetti, luoghi di culto o di proprietà delle forze armate. Definito il risparmio energetico ottenibile al 2020, gli Stati membri possono anche scegliere approcci alternativi, purché il risultato sia invariato. Nell’ottica di quanto richiesto, gli Stati membri dovranno predisporre e rendere pubblico, entro la fine del 2013, un censimento anche degli edifici (climatizzati) proprietà del governo centrale, con superficie utile maggiore di 500 m2. Tale obbligo si estenderà agli immobili maggiori di 250 m2 da luglio 2015; 8

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una sorta di ACE, mirata a capire quali siano gli ambiti d’intervento più premianti in termini di rientro degli investimenti e di fattibilità tecnico-economica. A contorno, afferenti sia al Capo II sia III, si trova poi una serie articolata d’indicazioni e richieste di provvedimenti a carico degli Stati membri, tali da fornire un quadro complesso e completo per il raggiungimento e superamento dell’obiettivo 2020. Si chiede agli Stati membri che provvedano “affinché il governo centrale acquisti esclusivamente prodotti, servizi e edifici ad alta efficienza energetica, nella misura in cui ciò è coerente con il rapporto costi-efficacia, la fattibilità economica, una più ampia sostenibilità, l’idoneità tecnica, nonché un livello sufficiente di concorrenza, come indicato nell’allegato III”, incoraggiando in ciò anche le amministrazioni territoriali (art. 6). Per incentivare il comportamento virtuoso dei cittadini e delle realtà private si spinge verso l’adozione facilitata, in coerenza con il contesto socio-economico e tecnologico dei singoli stati, di “contatori individuali che riflettano con precisione il [...] consumo effettivo (dei singoli) e forniscano informazioni sul tempo effettivo d’uso” (art. 9). Qualora ciò non fosse possibile o disponibile, “gli Stati membri provvedono affinché, entro il 31 dicembre 2014, le informazioni sulla fatturazione siano precise e fondate sul consumo reale, conformemente all’allegato VII, punto 1.1, per tutti i settori che rientrano nell’ambito di applicazione della presente direttiva, compresi i distributori di energia, i gestori dei sistemi di distribuzione e le società di vendita di energia al dettaglio, qualora ciò sia possibile dal punto di vista tecnico ed economicamente giustificato” (art. 10). Parallelamente dovrà essere semplificata e resa gratuita la modalità di accesso e verifica ai propri dati di consumo in bolletta (art. 11). In realtà tali politiche sottendono due approcci paralleli ai temi dell’efficientamento energetico. Da un lato vanno a stimolare e incoraggiare un uso più corretto e consapevole dell’energia (nel momento in cui posso vedere effettivamente qual è il mio consumo, o la mia bolletta rispecchia i miei reali comportamenti, virtuosi o meno, sono maggiormente incentivato a controllarli); dall’altro si rende più appetibile (e subito controllabile e/o verificabile) un investimento, anche minimo, di riqualificazione energetica (sull’involucro, sull’impianto o su entrambi). Il fatto

In sintesi... Cosa si prevede? • Gli enti pubblici dovranno dotarsi di edifici, prodotti e servizi efficienti dal punto di vista energetico e ristrutturare ogni anno il 3% dei loro immobili per ridurre drasticamente il consumo di energia. • Le imprese erogatrici di energia dovranno incoraggiare gli utenti finali a ridurre i loro consumi energetici migliorando l’efficienza (sostituzione delle vecchie caldaie, isolamento termico, ecc.). • Le imprese dovranno essere più consapevoli delle possibilità di risparmio energetico. In particolare, le grandi aziende avranno l’obbligo di eseguire un audit energetico ogni 4 anni. • Gli utenti avranno maggiore facilità a gestire i consumi di energia grazie a un miglioramento

della quale la 2012/27/UE si pone come complementare e integrativa. Il recepimento delle relative disposizioni da parte degli Stati membri è fissato entro il 5 giugno 2014. Successivamente, la strategia definita dai singoli stati dovrà essere aggiornata ogni tre anni e trasmessa alla Commissione nel quadro dei piani d’azione nazionali per l’efficienza energetica. A questo punto attendiamo fiduciosi.

delle informazioni su contatori e fatture. • La trasformazione di energia verrà controllata per verificarne l’efficienza; se necessario, l’UE proporrà misure per migliorare le prestazioni e promuovere la cogenerazione di calore ed energia elettrica. • Le autorità nazionali di regolamentazione dell’energia dovranno tener conto dell’efficienza energetica quando decidono le modalità e il costo della distribuzione di energia agli utenti finali. • Verranno introdotti sistemi di certificazione per i fornitori di servizi energetici per garantire un elevato livello di competenza tecnica. Quali saranno le ricadute? • Gli utenti disporranno di informazioni più chiare per ridurre il consumo energetico e il costo della bolletta. • L’ambiente beneficerà dell’abbattimento delle emissioni di gas serra. • Gli enti pubblici potranno ridurre la spesa legata al consumo di energia utilizzando edifici, prodotti e servizi più efficienti dal punto di vista energetico. • L’economia europea trarrà vantaggio da una maggiore sicurezza degli approvvigionamenti energetici e dalla crescita economica derivante dalla creazione di nuovi posti di lavoro, soprattutto nel settore delle ristrutturazioni edilizie. (testo: http://ec.europa.eu)

di poter vedere quale sia il reale consumo di un immobile aiuta a rendere tangibili e comprensibili gli ambiti d’intervento; sia per l’utenza pubblica sia privata (cittadino e/o impresa). Sempre secondo la direttiva, gli stessi gestori energetici hanno l’obbligo di attuare politiche tese a incoraggiare “[...] gli operatori di rete a mettere a disposizione degli utenti [...] servizi che consentano loro di attuare misure di miglioramento dell’efficienza energetica nel quadro del continuo sviluppo di reti intelligenti”. [...] (art.15)12. Tutto quanto sin qui esposto sarà coadiuvato, come indicato agli artt. 16 e 17, da programmi formativi e informativi adeguati, mirati al cittadino, agli operatori e alle PMI; incentrati sugli aspetti professionali propri della direttiva, su quelli procedurali e relativi al mercato degli incentivi (siano essi pubblici o privati, quali banche ecc.). Gli Stati membri, infatti, “provvedono affinché le informazioni in merito ai meccanismi di efficienza energetica e ai quadri finanziari e giuridici disponibili siano trasparenti e divulgate largamente a tutti i pertinenti attori del mercato, quali consumatori, costruttori, architetti, ingegneri, auditor ambientali e dell’energia e installatori di elementi edilizi quali definiti alla direttiva 2010/31/UE” [...],

Note 1 - Direttiva 2009/125/CE del Parlamento europeo e del Consiglio del 21 ottobre 2009 relativa all’istituzione di un quadro per l’elaborazione di specifiche per la progettazione ecocompatibile dei prodotti connessi all’energia. 2 - Direttiva 2010/30/UE del Parlamento europeo e del Consiglio del 19 maggio 2010 concernente l’indicazione del consumo di energia e di altre risorse dei prodotti connessi all’energia, mediante l’etichettatura ed informazioni uniformi relative ai prodotti. 3 - Direttiva 2004/8/CE del Parlamento europeo e del Consiglio dell’11 febbraio 2004 sulla promozione della cogenerazione basata su una domanda di calore utile nel mercato interno dell’energia e che modifica la direttiva 92/42/CEE. 4 - Direttiva 2006/32/CE del Parlamento europeo e del Consiglio del 5 aprile 2006 concernente l’efficienza degli usi finali dell’energia e i servizi energetici e recante abrogazione della direttiva 93/76/CEE del Consiglio. 5 - Direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica. Considerazioni introduttive, punto (1). 6 - Direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica. Considerazioni introduttive, punto (4). 7 - Tep: Tonnellata Equivalente di Petrolio (indicato anche con toe: Tonne of Oil Equivalent). Rappresenta la quantità di energia rilasciata dalla combustione di una tonnellata di petrolio grezzo (1 Tep = 41,85 GJ = ca. 7 barili). Il valore è fissato convenzionalmente, dato che diverse varietà di petrolio posseggono diversi poteri calorifici e le convenzioni attualmente in uso sono più di una. In Italia 1 Tep equivale a 11.628 kWh termici (D.M. 20 luglio 2004) o 4.545,45 kWh elettrici (Delibera EEN 3/08). Il tep è utilizzato per rendere più semplice l’utilizzo di grandi valori energetici. Quando si ragiona su consumi nazionali, l’unità di riferimento è il Mtep (Megatep), corrispondente 1 milione di tep. 8 - In tal senso la ragione prima di questa nuova direttiva è quella di imporre una accelerazione a politiche che ad oggi hanno contribuito solo parzialmente al raggiungimento dell’obiettivo di riduzione del 20% di fabbisogno energetico, introducendo inoltre momenti intermedi di verifica e/o rettifica mirata. Un primo appuntamento è fissato dalla direttiva stessa per il 30 giugno 2014. 9 - il Capo I è riferito all’Oggetto, ambito di applicazione, definizione e obiettivi di efficienza energetica, mentre il Capo IV e V trattano rispettivamente delle Disposizioni orizzontali e finali. 10 - La nota ricorrente sulla coerenza economica delle azioni previste rimanda continuamente all’impostazione della 2010/31/UE, dove il concetto di “efficacia sotto il profilo dei costo” guida le prescrizioni della direttiva stessa. 11 - Si ricorda che la direttiva 2010/31/UE sulla prestazione energetica nell’edilizia (o direttiva sugli edifici a “energie quasi zero”) ha abrogato e sostituito, lo scorso febbraio, la 2002/91/CE, dal cui recepimento era scaturito il D.lgs 192/2005 e ss. mm. e integrazioni. La direttiva 2010/31/UE, per la quale stiamo ancora attendendo le disposizioni nazionali, è stata oggetto di analisi nel numero 01/2011 della presente rivista. 12 - Uno dei riferimenti ricorrenti è la cogenerazione ad alto rendimento, il teleriscaldamento e il telerafreddamento efficienti, così come indicato all’art. 14.

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Credits: buttler architekten

Foto: RenĂŠ Riller

Foto: Severin Wurnig

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_01. A Korneuburg (A), lo studio viennese Chalabi Architekten & Partner ha seguito il risanamento in standard passivo dell’edificio che ospita il locale ufficio dell’edilizia. Oltre a intervenire in maniera massiccia sull’involucro, un impianto di VMC con recupero di calore e una pompa di calore con sonde geotermiche consentono all’edificio un consumo energetico per il riscaldamento di soli 6,38 kWh/m2a. www.chalabi.at

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_02. Il Centro Servizi dello Studentato Universitario di Trento rappresenterà un esempio di integrazione tra norme locali e protocollo LEED, con l’ottenimento della certificazione Platinum. Previsto l’utilizzo di materiali riciclati e di legno certificato, l’installazione di pompe geotermiche per la produzione di acs e di riscaldamento/raffrescamento con un consumo annuo per il riscaldamento inferiore a 1,3 kWh/m3 (Progetto: Società STS, Bologna). www.sts.it _03. Il progetto per il Centro Direzionale “U. Forti” di Pisa sarà certificato in classe energetica nazionale A e LEED Gold. Per raggiungere questi risultati, lo studio ATIproject ha progettato l’edificio partendo dallo studio bioclimatico e prevedendo, oltre a un involucro performante, il controllo della radiazione solare, un sistema di trattamento aria con free-cooling, un impianto con pompa di calore polivalente geotermica alimentata da un impianto fotovoltaico a elevata integrazione architettonica. www.atiproject.com _04. Situato sul lungomare di Wellington, il Meridian Building, progettato dallo Studio Pacific assieme a Peddle Thorp Architects, è il primo edificio della Nuova Zelanda a ricevere 5 stelle nella valutazione ambientale GreenStar. Si segnala per l’utilizzo di cemento parzialmente riciclato per le strutture, tecnologie a travi fredde, illuminazione ad alta efficienza e una riduzione del consumo energetico del 60% rispetto a un normale edificio per uffici. www.studiopacific.co.nz

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Foto: Simon Devitt

_05. L’asilo di Wustrow è il primo edificio del Land del Meclemburgo-Pomerania Anteriore (D) che produce più energia di quanta ne utilizzi. A livello di consumo rientra nello standard degli edifici passivi, risultato ottenuto grazie a una struttura priva di ponti termici, un elevato isolamento, l’installazione di impianti per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili (progetto: buttler architekten). www.buttler-architekten.com _06. Lo Stockerhof di Laudes (BZ) è un maso del XVI secolo del quale l’architetto Christian Kapeller, oltre al restauro architettonico, ha curato il risanamento energetico, eseguendo, ove possibile, un massiccio isolamento. Un impianto a pellet alimenta un riscaldamento a pavimento in battuto a base di calce. Il fabbisogno termico è passato così dai 132 a 65 kWh/m2anno. www.kapeller.it prospettive

progetti_scuola

elementare e media, Valdisotto (SO)

PROGETTO ARCHITETTONICO

geom. Antonio Robustelli Della Cuna

REALIZZAZIONE

2011

CLASSIFICAZIONE ENERGETICA E AMBIENTALE

STANDARD CASA PASSIVA

Cened Classe A+ (in fase di certificazione)

Passivhaus Institut Darmstadt 14 kWh/m2 anno (in fase di certificazione) FOTOGRAFIE: Andrea Pozzi

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La riqualificazione energetica di questo polo scolastico consentirà di raggiungere le prestazioni di un edificio passivo e ridurre di venti volte il consumo per riscaldamento. Realizzata in soli tre mesi e con tempi di ammortamento calcolati in 10-11 anni, la rigenerazione del fabbricato coniuga risparmio energetico, comfort e sicurezza costituendo un possibile esempio anche per altre realtà.

UNA

LEZIONE DI RETROFITTING PASSIVO La riqualificazione del complesso di Cepina (Valdisotto) costituisce un esempio indicativo dei risultati che si potrebbero raggiungere intervenendo sul patrimonio scolastico del nostro Paese, caratterizzato da un’acuta inadeguatezza del comfort, dell’efficienza energetica e non solo. Il passaggio da un consumo di 300 kWh/m2 anno a 14 e un risparmio nel primo anno scolastico dopo l’intervento di 112.500 euro sintetizzano con chiarezza i vantaggi dell’intervento che può costituire un modello applicabile anche in altre realtà, tenendo inoltre conto che i lavori sono stati eseguiti in soli tre mesi, durante la pausa estiva. Il fabbricato di partenza, costruito nel 1991 e mai interessato da interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria, necessitava, oltre che di una riqualificazione energetica, indispensabile per ridurre gli elevati costi di gestione, di un adeguamento strutturale in grado di rispondere alle nuove normative antisismiche per gli edifici pubblici così da garantire la sicurezza e il benessere dei fruitori. Punto di partenza del progetto, che ha ri-

guardato solo la parte della scuola escludendo biblioteca, palestra e poliambulatori, è stata l’analisi dello stato di fatto. Con dispersioni delle pareti esterne pari al 28% delle perdite totali di energia dell’edificio (una struttura in c.a. pressoché privo di isolamento) e del 34% per quanto riguardava i serramenti, i lavori non potevano che partire dall’involucro. La logica è stata quella di privilegiare gli interventi sulle parti che incidevano meno a livello di spesa ma maggiormente a livello energetico e di risparmio dei costi d’esercizio, oltre a scegliere la tecnica costruttiva più adatta ai ridotti tempi d’intervento e a valutare attentamente il rapporto costi-benefici. Sono, inoltre, stati installati impianti di ventilazione meccanica e un sistema fotovoltaico in facciata. Nell’estate 2013 sarà effettuata la sostituzione dei generatori di calore e la coibentazione del pavimento dell’interrato, ultima fase della riqualificazione che consentirà di raggiungere lo standard passivo. I risparmi garantiti consentiranno l’ammortamento dei costi nell’arco di 10-11 anni.

progetti

pianta del piano interrato

L’esistente

La struttura è stata realizzata in c.a. a vista, di tipo passante esterno-interno, senza alcuna coibentazione; alcune parti della muratura interna risultavano ammalorate con efflorescenze e muffe che hanno provocato il degrado dell’intonaco, altre parti in c.a. presentavano fessurazioni e distaccamenti da risanare. Le aule erano dotate di schermature solari esterne non orientabili che nei mesi invernali impedivano di godere degli apporti solari gratuiti rendendo necessario l’utilizzo dell’illuminazione artificiale anche durante il giorno. I serramenti, le finestre e le porte, erano in alluminio, a doppio vetro e senza taglio termico. Dal punto di vista impiantistico, la produzione di calore era demandata a due unità a gasolio con rendimenti di combustione pari all’87,8% senza contabilizzazione di calore, mentre la distribuzione avveniva mediante ventilconvettori e radiatori in ghisa, presenti in tutti i locali, con regolazione tramite cronotermostati di zona a programmazione manuale. Un impianto solare termico garantiva la produzione di acqua calda sanitaria, integrato tuttavia da boiler elettrici negli ambienti non serviti dal sistema. L’edificio era dotato di un impianto di VMC integrato al riscaldamento, costituito da quattro unità ventilanti con un sistema di recupero di calore a basso rendimento. L’indice energetico per il riscaldamento invernale dell’edificio prima dei lavori (300 kWh/m2 anno) è stato calcolato secondo lo standard Passivhaus con il software PHPP

Il recupero dell’involucro

Per sopperire alle ingenti perdite dell’involucro esterno, si sono adottate le seguenti soluzioni: coibentazione esterna a cappotto delle parti opache, rimozione e conseguente sostituzione dei serramenti esistenti che, pur con vetrocamera, non rispondevano alle trasmittanze imposte a norma di legge, e rifacimento della copertura. La prima fase degli interventi ha visto la coibentazione della copertura che è stata isolata con pannelli in PIR (Poli Isocianurato, a base di schiuma rigida a celle chiuse) di 20 cm e impermeabilizzata con poliolefine prima della posa del giardino pensile. La posa di un sistema di giunzione muro-finestra di nuova concezione, costruito con struttura modulare a pannelli di dimensioni variabili, ha creato un vano isolato predisposto per il corretto contenimento di tutte le componenti del serra-

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pianta del piano terra

pianta del piano superiore

Capoprogetto_geom. Antonio Robustelli Della Cuna, Tirano (SO) Strutture_ing. Mario Stoppani, Tirano (SO) Calcoli statici_ing. Cinzia Divitini, Tirano (SO) Direttore dei lavori_geom. Antonio Robustelli Della Cuna, Tirano (SO) Collaboratore esterno_geom. Roberto Maffenini, Teglio (SO) Impianti_ing. Dario Da Prada, Tirano (SO) Lavori_giugno-settembre 2011 Superficie utile_3.215 m2 Superficie verde_3.000 m2 + tetto verde 1.000 m2

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mento (finestra, oscuranti, bancali e accessori). La posa del cappotto esterna è stata realizzata con pannelli in lana di roccia di 22 cm su supporti in OSB e relative nastrature butiliche e con teli di tenuta all’aria adeguatamente nastrati; la struttura della facciata ventilata è fissata con pezzi speciali a taglio termico per non creare ponti termici puntuali. La pannellatura, di dimensioni adeguate al trasporto in cantiere, è stata interamente preparata in magazzino così da velocizzare i tempi di posa. La tenuta all’aria del sistema è stata continuamente verificata con prove in sito (Blower Door Test). Le gronde sono state isolate al fine di creare continuità tra il cappotto esterno e la copertura, mentre gli scarichi sono stati portati all’esterno tra il cappotto e la ventilazione di facciata, evitando così possibili infiltrazioni e risolvendo i ponti termici.

Sezione orizzontale con pluviale 1 2 3 4 5

telo nastrato tenuta all’aria doghe di legno profilo a T per fissaggio doghe di legno pluviale (diametro 100 mm) angolari di ancoraggio a L e profili a vista a T per fissaggio doghe di legno 6 pezzo speciale “Dosteba” 7 pannello OSB (23 mm) per supporto lana di roccia (220 mm) Nella pagina a lato, l’edificio prima dell’intervento. Qui a fianco, grafico a torta in cui vengono evidenziate le perdite dell’involucro prima dell’intervento di riqualificazione energetica: in rosso le perdite energetiche dei serramenti (34%), le pareti esterne in azzurro (28%), in giallo i soffitti (18%) e in verde i pavimenti (14%); il restante 6% è suddiviso tra perdite delle pareti interne (4%) e dei ponti termici (2%).

I serramenti

I serramenti sono realizzati in gwk (un composto di fibre di vetro e resine) e, internamente, in legno lamellare di abete di prima scelta trattato con vernici ignifughe. La linea di questi serramenti è identificata come ‘’linea vetro’’ poiché l’anta è costituita esclusivamente da un piccolo profilo (gwk) di 2 cm, che contiene direttamente il vetro. Il fattore caratterizzante di questo tipo di serramento è il bilancio energetico calcolato sulla dimensione del vetro, in quanto posato all’esterno senza la presenza di telai tradizionali che ne abbasserebbero le prestazioni. I serramenti sono posati all’interno di un sistema costituito da una serie di pannelli rigidi in lana di roccia con un corpo esterno di 69 mm di spessore, che isola il fianco del serramento (la spalletta del foro finestra) e garantisce il fissaggio meccanico, e con un isolamento aggiuntivo di 60 mm che protegge frontalmente il telaio della finestra. Le spalle laterali del sistema monoblocco di giunzione tra muro e finestra montano esternamente guide in alluminio integrate e appositi profili per il raccordo con il cappotto/intonaco e internamente angolari in plastica che consentono la perfetta tenuta del serramento e il corretto posizionamento di guaine impermeabili e marmi. Il lato superiore è costituito da un cassonetto costruito con struttura modulare a pannelli di dimensioni variabili, creando così un vano per l’alloggiamento di uno o più elementi frangisole. I fianchi sono costruiti con i medesimi criteri e materiali della restante struttura (lana di roccia, legno, progetti

5 Sezione orizzontale imbotte 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

pezzo speciale per ancoraggio a taglio termico telo nastrato e incollato per tenuta all’aria supporto doghe doghe in legno imbotte in alluminio pannello in OSB (3 cm) per supporto lana di roccia serramento monoblocco esterno coibentato prefabbricato cassonetto esterno per alloggiamento schermature intonaco su cassonetto

gessofibra ecc.). Il lato inferiore di 68 mm prevede un ulteriore elemento isolante sagomato di spessore massimo 50 mm per l’appoggio del davanzale esterno. Il telaio fisso e il telaio mobile delle dimensioni opportune assicurano le migliori prestazioni e il profilo di tenuta è a tripla battuta, in cui la terza battuta lavora su profilo in gwk applicato tra telaio in legno e sistema blocco che accoglie l’infisso: si realizza così un sistema a “giunto aperto” che garantisce le prestazioni funzionali richieste dal triplo vetro.

Dall’alto: un’immagine della struttura in cui sono ben evidenti i monoblocchi per la posa dei serramenti; elemento a T per fissaggio del rivestimento esterno e nastratura del telo di tenuta all’aria; nastratura del serramento; vista del serramento finito.

Qui a fianco, la lunga stringa di moduli fotovoltaici collocati su una struttura che consente la ventilazione della facciata e dei moduli stessi; a destra, impianto di ventilazione meccanica: tubazioni e armadietti.

INVOLUCRO trasmittanza media elementi costruttivi pareti esterne, U = 0,15 W/m2K solaio controterra, U = 0,13 W/m2K copertura, U = 0,15 W/m2K serramenti, Ug = 0,68 W/m2K; g = 0,48; Ψ montaggio vetro inferiore = 0,04 W/m2K; Ψ attacco muratura inferiore = 0,01 W/m2K IMPIANTI VMC con scambiatore di calore con recupero fino all’80% fotovoltaico 15,92 kWp solare termico per ACS

Gli impianti

Considerato l’intervento effettuato sull’involucro, che ha comportato una riduzione del fabbisogno energetico, nel corso del 2013 verranno sostituite le due caldaie a gasolio esistenti (319 kW e 211 kW) con un’unica a cippato della potenza di circa 30 kW per l’intero plesso scolastico, garantendo anche il riscaldamento della palestra (non oggetto d’intervento) e la piccola quota necessaria al riscaldamento del piano interrato della scuola. Per le limitazioni legate a una ristrutturazione di questo tipo (impossibilità di installare tubazioni in spazi così confinati) si è optato per posizionare una macchina di ventilazione con re-

cupero di calore in ogni aula: portate così grandi, infatti, non avrebbero potuto essere supportate da un’unica macchina di ventilazione con rendimenti apprezzabili, mentre con macchine da 400 m3/h i rendimenti raggiungono l’80%, con il vantaggio di una misura ridotta delle tubazioni per l’emissione e l’espulsione dell’aria di ricambio. Il consumo di tutte le 24 macchine VMC è stato di 910 kW per l’intero anno scolastico con risultati positivi per quanto riguarda il comfort, sia in termini di temperatura, sia di qualità dell’aria. Utilizzando le opportunità offerte dal conto energia, inoltre, sono stati integrati in facciata 88 pannelli fotovoltaici. progetti

Dallâ&#x20AC;&#x2122;alto a sinistra in senso orario: impermeabilizzazione della struttura in c.a. con catramina; riempimento con ghiaia di vetro cellulare; isolante in XPS per zoccolatura e relativo spessore.

Attacco a terra 1 intonaco con rete portaintonaco su cappotto (22 cm) in EPS con grafite 2 gocciolatoio 3 nuovo serramento 4 scossalina in lamiera 5 soglia in acciaio 6 coibentazione in EPS di tipo carrabile (10 cm, doppio strato da 5 cm) 7 tappeto drenante e impermeabilizzazione 8 guaina bituminosa 9 pavimentazione esterna in piastre di cls recuperate 10 impermeabilizzazione retro coibentazione XPS 11 fondazione in c.a. 12 sottofondo 13 massetto 14 piastrelle in gres

esterno

zona non riscaldata

4 5

Dall’alto in senso orario: dettaglio della sottostruttura della parete ventilata; spessore dell’isolante della facciata a sud; coibentazione dell’ingresso; struttura della facciata ventilata e telo di tenuta all’aria con rivestimento in doghe di legno o con moduli fotovoltaici.

Particolare scarico pluviali 1 2 3 4 5 6 7 8

saldatura telaio e griglia strato di protezione in PVC isolamento termico di facciata intonacato sigillatura elastica scarico libero, piegato cassetta e pluviale in acciaio inox schiuma poliuretanica monocomponente a elevata elasticità

progetti

8 4

Tetto verde (dallâ&#x20AC;&#x2122;esterno): - solaio (30 cm) - sottofondo in pendenza esistente (10 cm) - guaina ardesiata esistente (3-3 mm) - coibentazione PIR (20 cm) - guaina impermeabile - strato protettivo e drenante - lapillo vulcanico leggero - strato filtrante - substrato estensivo - inverdimento 1 rivestimento in doghe di larice 2 corrente ad L 3 cappotto in lana di roccia 4 staffe 5 tassello 6 scossalina in alluminio 7 staffa in acciaio inox 8 tassello

Dallâ&#x20AC;&#x2122;alto a sinistra: isolamento della copertura in lastre di poliuretano rigido a celle chiuse; impermeabilizzazione in poliolefine; immagini del tetto verde piantumato e completato.

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Calcolo del tempo di rientro di investimento (maggiori oneri per adeguamento dal classe G alla classe A+ passiva) Indicatori di prestazione energetica ET_H (kWh/m2anno) Q_ETH (kWh/anno) costo annuo gasolio a 1,5 euro/litro classe Costo gasolio (euro/litro)

Cappotto da 12 cm + CALDAIA CONDENSAZIONE

Cappotto da 22 cm e tripli vetri CASA PASSIVA CON CALDAIA ESISTENTE

Risparmio

255,0 819.927,0 122.989,1 D

15,0 48.231,0 7.234,7 PASSIVA A+

771.696,0 115.754,4

1,50

RISPARMIO ANNUO

115.754,40 euro

NOTA: si assume che il costo del combustibile rimanga costante per 25 anni; non si considerano tassi di sconto o di interesse; non si considerano i costi di manutenzione.

Tempo rientro investimento Maggior spesa (euro)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

1.200.000,00 1.084.245,60 968.491,20 852.736,80 736.982,40 621.228,00 505.473,60 389.719,20 273.964,80 158.210,40 42.456,00 - 73.298,40 - 189.052,80 - 304.807,20 - 420.561,60 - 536.316,00 - 652.070,40

progetti

palestra

poliambulatori

RISPARMIO

scuola ristrutturata

palestra

scolastico 2011-2012 a termosifoni spenti in tutte le aule orientate a sud, est e ovest e mantenuti accesi nelle 5 aule a nord solo per pochissimi giorni ha evidenziato che il consumo totale di gasolio è stato di circa 5.000 litri per i 3.215 m2 di superficie, ovvero 1,5 l/m2 di gasolio rispetto ai circa 30 l/m2 consumati negli anni precedenti. Il risparmio è stato indicativamente di 112.500 euro nell’anno scolastico confermando con ciò l’ammortamento dei costi in circa 10/11 anni (a seconda del prezzo del gasolio).

poliambulatori

A destra, confronto in termini energetici (kWh/anno) del periodo pre retrofitting (sulla sinistra) e post riqualificazione (sulla destra). In giallo le aree non oggetto di intervento (palestra e poliambulatorio), in blu la scuola, in viola il risparmio ottenuto.

Il calcolo del tempo di rientro dell’investimento sostenuto è stato effettuato sulla base di due scenari di intervento a prezzi del gasolio costanti. La prima opzione considerava solo l’isolamento dell’involucro (12 cm) e la sostituzione delle caldaie con una spesa di circa 800.000 euro; l’intervento effettivamente realizzato, invece, ha previsto l’adeguamento sismico della struttura, la coibentazione a cappotto (22 cm) della scuola, la posa di serramenti a triplo vetro, l’installazione di macchine di VMC in ogni aula, l’isolamento del solaio contro terra e la sostituzione delle due caldaie a gasolio con una a cippato (questi ultimi due interventi saranno realizzati nel corso del 2013). L’extra costo della soluzione effettivamente realizzata ha comportato un investimento di circa 1.200.000 euro. A fronte di un maggior investimento iniziale corrisponde tuttavia una minor richiesta di energia primaria per il riscaldamento del fabbricato (soli 15 kWh/m2 anno rispetto ai 255 kWh/m2 anno della prima opzione) e di conseguenza un risparmio maggiore nei costi di gestione dell’edificio (vedi tabella sopra). Tra il 10° e l’11° anno l’investimento è ammortizzato (vedi tabella a destra), ma già a partire dal 6° anno l’ammortamento dei costi dell’intervento realizzato e di quello ipotizzato praticamente si equivalgono con conseguente riduzione delle quote di ammortamento a favore della soluzione a maggiore efficienza energetica. A conferma di ciò, un monitoraggio effettuato durante l’anno

Anno

scuola esistente

Sotto, a sinistra, confronto tra i litri di gasolio consumati pre e post intervento: la riduzione del consumo di combustibile è stata significativa. Le colonne successive confrontano i livelli di spesa per la gestione della scuola a seconda del costo del gasolio (pre e post riqualificazione).

Costi e ammortamenti

progetti_casa

unifamiliare, Mascalucia (CT)

PROGETTO ARCHITETTONICO

ing. Carmelo Sapienza

REALIZZAZIONE

2012

CLASSIFICAZIONE ENERGETICA E AMBIENTALE

STANDARD CASA PASSIVA

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CasaClima Gold 10 kWh/m2 anno (in fase di certificazione) Passivhaus Institut Darmstadt 11 kWh/m2 anno (in fase di certificazione) FOTOGRAFIE: Studio Associato SAPIENZA & PARTNERS

Casa passiva mediterranea, Active house e Zero carbon building sono i fattori chiave del Progetto Botticelli, un edificio unifamiliare realizzato alle pendici dell’Etna con l’obiettivo di far dialogare efficienza energetica, comfort ambientale e abitativo, sostenibilità e home automation.

MEDITERRANEA,

PASSIVA, ATTIVA, INTELLIGENTE E SOSTENIBILE La prima casa attiva della Sicilia sorge in un comune alle pendici dell’Etna e, attraverso impianti a fonti rinnovabili, è in grado di produrre più energia di quanta ne consumi. Si tratta di un edificio pilota a zero energia netta su base di calcolo annuale, totalmente elettrico, realizzato applicando i protocolli Passivhaus e CasaClima Gold in clima mediterraneo adottando un modello progettuale di calcolo in regime dinamico in grado di rispondere alle problematiche legate al clima e alla gestione delle alte temperature estive. L’abitazione è parte del progetto europeo PassREg che ha come partner anche il Passivhaus Institut, il Politecnico di Milano (gruppo end-use Efficiency Research Group, eERG-PoliMI), l’ufficio Energy Manager della Regione Sicilia e la Provincia di Catania e che nasce allo scopo di far conoscere gli edifici di nuova generazione, ovvero i Net Zero Energy Buildings secondo quanto previsto e richiesto dalle direttive europee. La casa, conosciuta come “progetto Botticelli” – dal nome della via in cui si trova, rilegge in chiave contemporanea la tradizione della casa rurale siciliana, adattandola alle necessità dei committenti e alle esigenze di risparmio energetico, servendosi di tecniche bioclimatiche e di concetti e tecnologie impiantistiche

avanzate. I volumi della residenza sono molto compatti, due corpi fuori terra sviluppati linearmente attorno a un patio che costituisce il fulcro del progetto. Uno spazio esterno, tipico della tradizione mediterranea, che dilata gli ambienti domestici e che, grazie a una fontana e a un ninfeo, permetterà di sfruttare il processo di raffrescamento evaporativo per migliorare il comfort nei periodi più caldi. La struttura portante è in calcestruzzo armato con tamponamenti in laterizio porizzato, isolamento in lana di roccia, utilizzata anche per la coibentazione della copertura in c.a. e del solaio in laterocemento del piano terra; i serramenti sono in PVC e alluminio con triplo e doppio vetro. L’efficienza energetica è stata curata isolando fortemente l’involucro, adottando infissi ad alte prestazioni, eliminando i ponti termici e servendosi di impianti di ventilazione meccanica, geotermia, fotovoltaico e solare termico. Grazie al recupero delle acque piovane e al riciclo delle acque grigie con fitodepurazione, inoltre, si sono ridotti significativamente i consumi idrici. Un sistema di domotica avanzato e con interfacce di facile utilizzo gestisce l’intero edificio intervenendo in funzione del comfort e del risparmio energetico.

progetti

Progetto_ing. Carmelo Sapienza, Mascalucia (CT) Strutture_ing. Maria Fabio Mondelli, Mascalucia (CT) Consulenti_Studio Associato SAPIENZA & PARTNERS, Mascalucia (CT) Direttore dei lavori_ing. Maria Fabio Mondelli, Mascalucia (CT) Lavori_marzo 2011-novembre 2012 Superficie fondiaria_995 m2 Superficie utile_145 m2 Superficie verde_500 m2

Domotica

La casa di via Botticelli è un progetto pilota che impiega un sistema di domotica user-friendly. A questo viene affiancato per due anni un sistema di monitoraggio, realizzato per verificare le potenzialità degli apparati di automazione nella corretta regolazione dei parametri di comfort e per realizzare un bilancio energetico che permetta un’analisi fine di tutti i flussi che attraversano l’involucro e le prestazioni dello scambiatore interrato. eERG-PoliMI realizzerà il monitoraggio e analisi dei dati e li confronterà con le simulazioni con cui ha supportato il progetto dell’involucro, dello scambiatore interrato e delle logiche di controllo. Come soluzione per l’automazione, l’integrazione e la gestione è stato scelto lo standard di comunicazione KNX, l’unico standard per l’automazione degli edifici conforme alle normative internazionali ISO/IEC 14543, EN 5009, CEN 13321 e indipendente dal singolo costruttore dei componenti di impianto. In dettaglio, per ottenere gli obiettivi di efficienza energetica, di comfort e di qualità dell’aria, il sistema consente di controllare i parametri della ventilazione meccanica controllata (VMC) e naturale (VNC), l’ombreggiamento e l’oscuramento delle superfici vetrate, i sensori, la stazione meteorologica e la pompa di calore, gli impianti di produzione di acqua calda sanitaria (solare termico e recupero da pompa di calore), i sistemi di illuminazione, la produzione di energia elettrica (fotovoltaico e microeolico) e il monitoraggio del consumo energetico istantaneo e storico. Per l’efficienza ambientale è previsto il controllo del sistema di recupero delle acque piovane, attraverso il monitoraggio, la raccolta e la distribuzione, e della fitodepurazione, verificando i parametri delle acque grigie. Il comfort ambientale interno è garantito sia attraverso il controllo del livello di illuminamento (integrando l’apporto di luce naturale con illuminazione artificiale dotata di dimmer), sia attraverso sensori di presenza, di CO2, temperatura e umidità che forniscono input al sistema di controllo. Inoltre, assieme al Dipartimento di Ingegneria Informatica e delle Telecomunicazioni dell’Università di Catania si metteranno a punto strumenti di protezione dei dati sul sistema di comunicazione KNX che non dispone di uno standard di autenticazione e di sicurezza nella trasmissione dati.

pianta del piano interrato

pianta del piano terra

sezione AA

sezione BB

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Parete esterna, dallâ&#x20AC;&#x2122;interno: - intonaco in argilla (3,3 cm) - laterizio porizzato (30 cm) - lana di roccia (20 cm) - intonaco esterno (1 cm) 1 2 3 4 5 6 7 8

muro di sostegno in c.a. supporto in legno tavolato di legno lana di roccia lana di roccia solaio in laterocemento isolante (XPS) fissato lungo i pilastri per 1 m pilastri in c.a.

1 8

attacco primo solaio-parete esterna Dallâ&#x20AC;&#x2122;alto in senso orario: applicazione della malta con la slitta sul primo corso di blocchi porizzati; la struttura mista in c.a. e laterizio con le aperture verso il patio; la soluzione per la tenuta allâ&#x20AC;&#x2122;aria dei falsi telai; isolamento del nodo parete esterna/pavimento del patio.

progetti

Dallâ&#x20AC;&#x2122;alto: coibentazione della copertura in c.a. con pannelli in lana di roccia; il tetto isolato prima della posa della guaina e dei listelli per la ventilazione; sistemazione del manto di copertura in coppi; dettaglio del doppio strato di lana di roccia con i listelli fermaisolante.

Tetto a falda, dallâ&#x20AC;&#x2122;estradosso: - listelli e controlistelli porta tegole (0,3x0,3 cm e 0,8x0,6 cm) - guaina impermeabilizzante traspirante - doppio strato di pannelli di lana di roccia (14+14 cm) - solaio in c.a. (20 cm) - intonaco interno (0,5 cm) 1 2 3 4 5

guaina impermeabile traspirante listello ferma isolante barriera al vapore solaio in c.a. laterizio porizzato

dettaglio dellâ&#x20AC;&#x2122;attacco tetto-parete esterna

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Solaio verso il locale non riscaldato (autorimessa), dallâ&#x20AC;&#x2122;estradosso: - parquet (0,2 cm) - isolante fonoassorbente - tavolato di legno (0,3 cm) - massetto a secco realizzato con argilla espansa e passaggio impianti (20 cm) - solaio in laterocemento (21 cm) - isolamento (10 cm)

1 2 3 4 5 6 7

guaina impermeabile XPS massetto supporto in legno tavolato di legno lana di roccia laterizio porizzato

3 6

dettaglio dellâ&#x20AC;&#x2122;attacco primo solaio-muratura

Dallâ&#x20AC;&#x2122;alto, in senso orario: posa e tassellatura del doppio strato di lana di roccia; dettaglio di un ingresso con il sistema monoblocco isolato della porta che fa da dima per la posa dellâ&#x20AC;&#x2122;isolamento a cappotto; particolare del primo corso di blocchi di laterizio porizzato.

progetti

INVOLUCRO trasmittanza media elementi costruttivi pareti esterne, U = 0,125 W/m2K solaio controterra, U = 0,187 W/m2K copertura, U = 0,13 W/m2K serramenti, Uw = 0,96 W/m2K emissioni CO2 evitate, 0,85 t/anno

IMPIANTI VMC impianto da 350 m3/h con recuperatore termico entalpico e pre trattamento aria con canale ipogeo fotovoltaico 8 kW solare termico per ACS domotica sistema BACS con protocollo KNX recupero acque piovane per servizi edifici e irrigazione giardino fitodepurazione riuso delle acque grigie per l’irrigazione del giardino

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Dall’alto: installazione dei moduli fotovoltaici e dei collettori solari termici integrati in copertura; collettori dell’acqua calda e fredda e dell’acqua bianca da recupero; posa dello scambiatore ipogeo per il pre trattamento dell’aria. Sotto: accumulo e plenum ingresso dello scambiatore ipogeo e i corrugati dell’impianto elettrico e domotico.

1 2 3 4 5 6 7

intonaco in argilla lana di roccia monoblocco in EPS schermatura solare zanzariera infisso in PVC trave lamellare

Dallâ&#x20AC;&#x2122;alto: la corte interna con i monoblocchi isolati che accoglieranno le finestre e lâ&#x20AC;&#x2122;impermeabilizzazione della parte contro terra; il sistema coibentato di attacco apertura vetrata-muro; posa delle spugne di tenuta allâ&#x20AC;&#x2122;aria nella fase di montaggio delle finestre.

2 3 1 4 5

dettaglio dellâ&#x20AC;&#x2122;attacco finestra-muratura

5 4

progetti

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

PassREg

PassREg (Passive House Regions with Renovable Energies) è un progetto supportato dall’Intelligent Energy Europe programme con lo scopo di promuovere la diffusione degli edifici a energia quasi zero (NZEBs) su tutto il territorio europeo. Diverse municipalità, e regioni si sono già impegnate a promuovere (o richiedere in modo obbligatorio) lo standard Passivhaus (fabbisogni energetici per riscaldamento e raffrescamento inferiori a 15 kWh/m2 anno) come modalità per raggiungere l’obiettivo NZEB. In questo ambito il processo di progettazione della residenza Botticelli ha visto la collaborazione del Politecnico di Milano e

superficie di captazione (202 m2) vasca di prima pioggia (1 m3) vasca di accumulo acqua piovana (110 m3) allaccio rete idrica serbatoio acqua potabile trattamento acqua piovana irrigazione pozzetto degrassatore vasca Imhoff dispersore pozzetto campionamento fitodepurazione

gruppo eERG, per realizzazione di una progettazione ottimizzata sul comfort attraverso simulazioni dinamiche e al fine di sviluppare linee guida per la progettazione e standard edilizi di riferimento. Con l’Università di Catania dipartimento DICA è stato sviluppato il progetto di gestione delle acque con recupero e riciclo delle stesse ed è stato intrapreso uno studio comparativo sui “Costi economici e ambientali”, compresa l’efficienza energetica, degli edifici Zero Energy, Eco Passivi, rispetto agli edifici realizzati secondo gli standard delle norme attualmente in vigore.

schema dell’impianto di gestione delle acque

IMPIANTO RIUTILIZZO

4 IMPIANTO POTABILE

IMPIANTO REFLUI

5 2

7 10

IMPIANTO RECUPERO

FITODEPURAZIONE

11 10

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PASSIVO

IN CLIMA MEDITERRANEO

3 domande a ... Carmelo Sapienza - Studio Associato Sapienza & Partners

Quali difficoltà avete incontrato, nel progettare prima e nel realizzare poi, una casa con standard passivo in clima mediterraneo? Dal punto di vista progettuale, pur mantenendo il “Concept Passivhaus”, sono stati implementati degli adeguamenti legati ai fattori climatici mediterranei. L’attenzione è stata posta al fabbisogno termico e ai carichi estivi, al controllo degli apporti solari, alla gestione mista di ventilazione naturale e ventilazione meccanica controllata nonché al corretto dimensionamento del rapporto massa/isolamento per ottimizzare attenuazione, sfasamento e inerzia termica. Oggi sul mercato si ha una maggiore disponibilità di componenti e materiali con caratteristiche termiche e di sostenibilità migliorate; è cura del progettista scegliere le soluzioni più idonee affidandosi a componenti certificati anche, ove possibile, dallo stesso Passivhaus Institut di Darmstadt, in Germania. Le maggiori difficoltà sono state quelle realizzative, in quanto le imprese edili non sono preparate a lavorare con gli alti standard qualitativi necessari all’esecuzione a regola d’arte dei dettagli, ad esempio riguardo l’attenzione ai ponti termici o all’ermeticità dell’involucro, che consentirà di superare la prova del Blower-Door-Test. Che significato riveste un impianto di domotica nel – buon – funzionamento di un edificio? La domotica, intesa come sistema intuitivo di gestione e monitoraggio dell’edificio, è un fattore importante per il raggiungimento e il mantenimento degli obiettivi di efficienza e comfort ambientale. Nel caso del progetto Botticelli, questa è affidata al protocollo aperto KNX che non dipende dal protocollo proprietario del costruttore/fornitore del sistema ed è basato su un sistema bus/dispositivi a intelligenza distribuita, assicurando con ciò scalabilità e affidabilità. Ad esempio, la dinamica del controllo solare – orario e stagionale – è affidata a un sistema di frangisole che vengono comandati da attuatori KNX gestiti da una programmazione che regola gli apporti solari in base a ora, mese, orientamento e input dai sensori di irraggiamento, temperatura, illuminamento. Le recenti normative (come la BACS UNI EN15232) confermano che l’utilizzo della domotica migliora l’efficienza dell’edificio fino al 26% per il riscaldamento/raffrescamento e fino al 16% per l’uso di energia elettrica. L’ulteriore integrazione degli impianti tecnologici e di produzione da rinnovabili (fotovoltaico, solare termico, geotermia) in ambito KNX permette la gestione e la supervisione intuitiva a mezzo di smart phone. La domotica permette, infine, un monitoraggio continuo dell’edificio con messaggi di allarme quando i comportamenti degli occupanti non sono virtuosi o quando vi sono anomalie nel funzionamento degli impianti che compromettono l’efficienza dell’insieme. Quanta preparazione tecnica è necessaria da parte degli addetti ai lavori per realizzare edifici di questo tipo in una realtà come quella italiana? Premetto che con “Casa Passiva” si intende un approccio qualitativo, mentre “Passivhaus” si riferisce a un protocollo progettuale e costruttivo ben definito. Progettare un edificio Passivhaus implica, in primis, la conoscenza specifica del protocollo. Il progettista si deve formare attraverso i corsi specifici “CEPH” del Passivhaus Institut (PHI) disponibili in Italia rivolgendosi alle associazioni regionali IGPassivhaus.

progetti

progetti_TNT

Centre, Hoofddorp (NL)

PROGETTO ARCHITETTONICO

Paul De Ruiter

REALIZZAZIONE

2011

CLASSIFICAZIONI ENERGETICHE E AMBIENTALI

LEED Platinum New Construction v2.2 GreenCalc+ 1.005 punti GPR Gebouw 8,6 score FOTOGRAFIE: Alexander Van Berge; Pieter Kers

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La nuova sede della TNT a Hoofddorp, in Olanda, non solo è il primo edificio green della compagnia ma è anche uno dei più virtuosi d’Europa, grazie ai requisiti di sostenibilità e di risparmio energetico che hanno guidato la sua progettazione e costruzione. Un edificio innovativo a emissioni zero di CO2, certificato LEED Platinum e che produce più energia di quanta ne consumi.

SPEDIZIONI

A EMISSIONI ZERO

Il nuovo headquarter di Hoofddorp rientra nell’ambizioso programma che mira a fare della TNT la prima compagnia di spedizioni al mondo a zero emissioni. Prima della costruzione del nuovo centro, il 20% delle emissioni mondiali di CO2 della TNT erano imputabili proprio agli edifici dell’azienda. Per ridurre significativamente questa quota e avere a disposizione un modello da estendere ad altre sedi (questo è il primo di una serie di sei edifici), la TNT ha richiesto fin dalle fasi iniziali un edificio a emissioni zero e con il punteggio più alto del sistema LEED e della certificazione energetica olandese. Pertanto, in seguito a tale richiesta, è stato sviluppato congiuntamente dall’immobiliare OVG e dal partner Triodos Bank un progetto per la costruzione di un edificio per uffici che fosse completamente privo di emissioni di CO2. Con la realizzazione della nuova sede, la TNT ha ora a sua disposizione uno schema progettuale per ridurre efficacemente le emissioni di tutti i suoi edifici a zero. Il risultato è un edificio aperto e trasparente, con un volume principale a forma di U, articolato in 6 piani attorno a un atrio

centrale che funziona come una grande area d’incontro. Un edificio con un orientamento ottimale nord-sud che massimizza l’illuminazione naturale (la facciata nord è completamente vetrata, quella a sud è per metà chiusa per prevenire il surriscaldamento; l’atrio dà un ulteriore contributo), che implementa una miriade di soluzioni votate alla sostenibilità – scelta dei materiali, tende intelligenti, ventilazione ibrida (naturale e meccanica), recupero di calore dall’aria espulsa, apparecchiature e illuminazione a basso consumo energetico, stoccaggio del caldo/freddo a lungo termine nella falda acquifera, un sistema avanzato di building management – e che, attraverso un impianto di cogenerazione a biocombustibile, produce più energia (circa 1200 MWh/anno) di quanta ne consumi condividendo il calore in eccesso con due edifici nelle immediate vicinanze. Il tutto diminuendo del 10% il costo nell’intero ciclo di vita. Il progetto ha ricevuto finanziamenti dal programma UKP NESK promosso dal governo olandese per stimolare l’innovazione nella costruzione di scuole e uffici a bilancio energetico neutro in vista del 2020.

progetti

Progetto architettonico_Architectenbureau Paul de Ruiter bv, Amsterdam (NL) Progetto d’interni_Ex Interiors, Nieuwegein (NL) Strutture_Van Rossum Raadgevende Ingenieurs B.V., Amsterdam (NL) Appaltatore_Boele & van Eesteren B.V., Rijswijk (NL) Superficie lorda_17.800 m2

C 02

C.03

1. 2. 3. 4.

zona d’entrata ristorante ascensore montacarichi

1. 2. 3. 4. 5. 6.

uffici della direzione ascensore ponte atrio-terrazza vano tecnico montacarichi

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pianta del piano terra

Progettare la sostenibilità

Per realizzare l’obiettivo, un edificio a energia positiva rispettoso dell’ambiente ma anche efficace nel favorire le relazioni, il comfort e la salute degli utenti, il processo di progettazione si è trasformato spesso in una sfida per mettere assieme le diverse esigenze e i requisiti di sostenibilità richiesti. L’edificio è articolato in due volumi rettangolari paralleli, ognuno di 6 piani, connessi sul lato ovest da “terrazzamenti” e passerelle. Queste connessioni offrono ampi spazi d’interazione, invitano a camminare e utilizzare le scale per spostarsi tra i diversi piani riducendo l’utilizzo degli ascensori che, anche in pianta, risultano volutamente in secondo piano. Sul lato est i due volumi sono collegati da un corpo sospeso sull’ingresso. Grande attenzione è stata riservata all’illuminazione naturale: la luce naturale contribuisce al benessere dei lavoratori, ne incrementa le performance e riduce l’energia necessaria per l’illuminazione artificiale. Il lato nord è completamente vetrato mentre quello a sud, per limitare l’eccesso di radiazione, è caratterizzato da finestre a nastro orizzontali. Un grande contributo alla luminosità degli ambienti è dato dal lucernario, che copre l’ampio spazio centrale sul quale si affacciano gli uffici, e che consente una magnifica vista del mutevole cielo olandese. La facciata vetrata utilizza montanti e traversi dal profilo sottile e moduli con larghezza di grandi dimensioni che, oltre a favorire l’ingresso di luce, assicurano ampie viste dell’esterno. Frangisole intelligenti, sui lati sud e ovest, evitano l’eccesso di radiazione e riducono la necessità di raffrescamento. L’utilizzo dei protocolli LEED e Green Calc+ ha guidato la scelta dei materiali e delle soluzioni tecniche, spingendo spesso l’intero team e i collaboratori alla ricerca di alternative maggiormente sostenibili. Ad esempio: i materiali provengono da una distanza massima di 800 chilometri e molti contengono una percentuale dal 20 all’80% di riciclo; per le pareti è stato sviluppato apposta un sistema composto da pannelli di lino, pannelli in legno-magnesite, isolamento con fibra di lino e vetro; la considerazione che un pavimento sopraelevato sarebbe costato 200 punti GreenCalc+ ha fatto preferire un sistema di condutture per i collegamenti elettrici e informatici, alternativa ugualmente flessibile e rivelatasi del 50% più economica. I solai sono in c.a. con una parte di inerti provenienti da riciclo e hanno una luce di 16 m che garantisce flessibilità al layout e riduce la quantità di materiale impiegato per la struttura.

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6 5

5 1

pianta del primo piano

1. spazio dedicato agli uffici 2. ascensore 3. atrio-terrazza 4. vano tecnico 5. montacarichi

5 4 6m²

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pianta del terzo piano

Il metodo di valutazione olandese GreenCalc+ è dato da un questionario che permette di valutare quanto territorio viene consumato per far funzionare e mantenere l’ufficio. Può essere usato per calcolare quello che gli sviluppatori chiamano indice ambientale di un edificio (Milieu Index Gebouw) che, nel caso del TNT Centre, risulta essere di 1,5 volte migliore rispetto al migliore edificio olandese. L’indice ambientale si ottiene calcolando l’impatto ambientale dell’edificio attraverso il suo LCA (Life Cycle Analysis). Il software del GreenCalc+ consta di 4 moduli, ognuno dei quali prende in considerazione un aspetto differente delle caratteristiche dell’edificio; mobilità, materiali, acqua ed energia. I valori di input di questo programma sono divisi nei seguenti gruppi: materiali, energia, acqua, spostamenti al e dal posto di lavoro.

Il fronte rivolto a ovest.

sezione longitudinale

Nella pagina qui a fianco, la zona ristorante al piano terra, dietro la scalinata che porta ai piani superiori.

sezione trasversale

INVOLUCRO

IMPIANTI

trasmittanza media elementi costruttivi pareti esterne, U < 1,2 W/m2K solaio controterra, U = 0,24 W/m2K copertura, U = 0,24 W/m2K serramenti, Uw = 1,4 W/m2K

ventilazione meccanica controllata con recupero di calore collettori solari 2,4 m2 x 2 cogenerazione a biomassa pompa di calore con sonde geotermiche

Impianti

L’edificio è dotato di diverse soluzioni impiantistiche. La ventilazione, che pure è ibrida poiché esiste la possibilità di aprire manualmente le finestre, viene gestita però in maniera meccanica durante i mesi più freddi e quelli più caldi. Questa è data da 4 unità centrali di trattamento dell’aria, tutte dotate di recupero del calore, per un volume totale dell’aria di mandata pari a 111.091 m3/h. Il riscaldamento/raffrescamento è del tipo radiante a soffitto e l’energia necessaria è fornita da un impianto di cogenerazione che funziona con biomassa (rifiuti domestici provenienti dalle

vicinanze). Il surplus di energia elettrica viene immesso nella rete pubblica mentre il calore prodotto in eccesso viene ceduto in parte a due edifici nelle immediate vicinanze e in parte stoccato nella falda acquifera sottostante. Grazie a 2 pompe di calore che funzionano con l’elettricità prodotta dall’impianto di cogenerazione, il sistema di stoccaggio geotermico è utilizzato sia per il riscaldamento sia per il raffrescamento dell’edificio. Sulla copertura a verde, inoltre, sono stati installati 2 collettori solari, delle dimensioni di 2,4 m2 ciascuno, a supporto della produzione di acqua calda sanitaria.

progetti

2 3 4

1 Qui sopra: la struttura portante in c.a. presenta dei pilastri piuttosto distanziati tra loro e una luce delle travi di 16 metri che ha consente grande libertà e flessibilità distributiva e organizzativa degli spazi. Al centro: fase di cantiere con la posa delle vetrate. In alto: la struttura in legno lamellare della copertura vetrata dell’atrio.

Dettaglio della facciata: 1. schermatura interna alla finestra: vetro isolante con funzione di assorbimento del calore 2. costruzione parapetto: elemento prefabbricato in cls + intonaco di finitura a spruzzo 3. pannello sandwich in acciaio 4. soletta in c.a. cava 5. canale per passaggio cavi 6. soffitto radiante 7. vetro isolante con funzione di assorbimento del calore pavimentazione interna, dall’estradosso (A): - rivestimento del pavimento galleggiante - pellicola in PE - doppio isolamento - solaio portante in cls cavo pavimentazione esterna, dall’estradosso (B): - piastrelle in cls - graniglia di basalto - strato di protezione - drenaggio - guaina bituminosa - solaio portante in cls cavo

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1. tetto verde 2. orientamento ottimale dell’edificio, la facciata nord è completamente trasparente al fine di massimizzare la penetrazione della luce naturale, le facciate a sud e a ovest hanno schermature per prevenire il surriscaldamento 3. la grande scalinata centrale, collocata nell’atrio, stimola l’uso delle scale e facilita gli spostamenti orizzontali e verticali 4. il progetto degli spazi esterni prevede una bassa manutenzione, mentre l’irrigazione non viene effettuata con acqua potabile 5. misure di riduzione dello spreco di acqua per docce e toilette, inclusi wc senza acqua (vacuum) 6. pompe di calore ricavano calore e fresco dal sottosuolo 7. sistema d’illuminazione intelligente per prevenire l’inquinamento luminoso; si risparmia energia grazie a un circuito con sensori sulla base della luce diurna che rileva la presenza umana 8. sfruttamento dello spazio anche nel sottosuolo, dove sono stati sistemati i posti auto 9. un impianto a biomassa provvede al fabbisogno dell’edificio con risorse rinnovabili al 100% 10. generazione di energia dalle porte girevoli 11. soffitti climatizzati: riscaldano in condizioni di freddo e, viceversa, raffrescano in condizioni di caldo 12. la ventilazione delle sale riunioni e del ristorante è gestita in base al monitoraggio della quantità di CO2 presente negli ambienti 13. l’involucro è completamente isolato 14. le finestre apribili per favorire la ventilazione naturale Un’immagine della fase di realizzazione dell’interno dell’atrio dal quale gli uffici ricevono luce sul lato interno, grazie alle finestre – con serramenti in legno – che vi si affacciano. Le parti opache sono isolate acusticamente con pannelli in legno-magnesite a vista nei tre piani superiori, trattati solamente in modo cromatico per poter accordarsi con le scelte di design d’interno.

In alto, la sostenibilità degli edifici olandesi più “green” secondo il calcolo del GreenCalc+: il TNT Centre di Hoofdoorp è al primo posto.

progetti

progetti_casa

“Am Buir”, Wassenberg (D)

PROGETTO ARCHITETTONICO

Rongen Architekten + Partner GmbH

REALIZZAZIONE

2008-2009

STANDARD CASA PASSIVA

Passivhaus Institut Darmstadt 13,8 kWh/m2 anno

FOTOGRAFIE: Rongen Architekten

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Addossata alle mura storiche cittadine, questa piccola casa di soli 83 m2 di superficie netta è il risultato di una ristrutturazione che ha tenuto conto dei vincoli di tutela imposti dalla Sovrintendenza; un edificio, certificato Passivhaus, con un consumo energetico di soli 13,8 kWh/m2 anno nonostante le limitazioni formali e volumetriche e lo sfavorevole rapporto superficie/volume.

CASA PASSIVA PIÙ PICCOLA DEL MONDO Wassenberg, cittadina tedesca non lontana dal confine con l’Olanda, ospita quella che finora è la più piccola casa passiva indipendente certificata dall’Istituto di Darmstadt. Si tratta della ristrutturazione di un edificio con un lato addossato alle storiche mura cittadine e sul quale la Sovrintendenza aveva posto dei vincoli legati alla storicità di alcune parti e all’unitarietà del paesaggio. La nuova costruzione doveva quindi preservare il lato incorporato nelle mura e avere la stessa forma e volumetria dell’edificio preesistente. Il risultato è un edificio formalmente semplice ma dalle elevate prestazioni dovute essenzialmente a due fattori: l’elevato isolamento dell’involucro e un impianto di ventilazione meccanica controllata estremamente efficiente. L’edificio consta di due piani, senza cantina, per un totale di poco più di 80 m2. L’accesso avviene al piano terra, sul lato

nord, dove si trovano la cucina, il bagno e la zona soggiorno che si apre, tramite una grande finestra, su una terrazza rivolta a sud. Una scala porta al piano superiore dove si trovano la zona notte (al momento però utilizzata come ufficio) e un vano tecnico contenente il recuperatore di calore dell’impianto di ventilazione meccanica controllata. Le murature sono in parte quelle originarie, dell’edificio preesistente, completate, laddove necessario, da pareti in cls aerato autoclavato; del tutto nuovi sono invece il solaio intermedio, in travi di legno a vista, e la struttura del tetto a due falde. Il consumo energetico finale dell’edificio è ora di soli 1,2 l di gasolio per m2. Al fine di garantire una temperatura adeguata negli ambienti durante i mesi invernali, al piano terra è stata installata una stufa a pellet a incasso.

progetti

Involucro

Il rapporto tra la superficie dell’edificio e il suo volume (S/V) influisce in maniera decisiva sul fabbisogno energetico per il riscaldamento. Soprattutto nel caso di piccoli edifici, indipendenti (cioè non accostati ad altri), questo rapporto diventa sempre più grande, aumentando anche le perdite di calore per trasmissione. Ciò si traduce nella pratica in una maggiore difficoltà a raggiungere lo standard passivo. Nel caso di questa piccola abitazione, si è intervenuto su pochi, ma decisivi, fattori: l’orientamento delle vetrate più grandi a sud, un cappotto isolante altamente performante e un impianto di ventilazione meccanica controllata ad alto rendimento. L’isolamento a cappotto è stato realizzato su tutte le pareti della casa, tranne quella a est addossata alle mura storiche. I pannelli in schiuma di resine fenoliche, grazie a un λ di 0,022 W/mK, hanno permesso di ridurre a soli 24 cm lo spessore della coibentazione. Questa è formata da due strati da 12 cm in modo da evitare fughe e inutili ponti termici. Il primo strato è stato incollato e tassellato sulla struttura portante e il successivo incollato sul precedente per tutta la superficie. Utilizzando un isolamento convenzionale, per esempio con λ pari a 0,035 W/mK, sarebbe stato necessario uno spessore di almeno 43 cm. Nel caso del muro rivolto a est, vincolato dalla Sovrintendenza, si è dovuto optare per un isolamento dall’interno realizzando una controparete con struttura in legno e rivestimento in pannelli OSB e pannelli in cartongesso con isolante da 18 cm. Lo strato a contatto con le mura storiche è stato riempito con granulato di perlite.

pianta del piano terra

pianta del piano superiore

Impianti

L’impianto di VMC che garantisce il buon clima indoor è dotato di un recuperatore di calore con un alto grado di recupero (ca. il 92%). L’apparecchio raggiunge la sua elevata efficacia attraverso uno scambiatore a canali in controcorrente con una superficie di scambio di 60 m2. Il recuperatore dispone inoltre di un bypass estivo automatico che impedisce il surriscaldamento dell’aria durante i mesi più caldi. Per far fronte a eventuali picchi di freddo, è stata installata al piano terra, in una nicchia tra bagno e cucina, una stufa a pellet della potenza nominale di 8 kW. Una pompa di calore con sonde geotermiche fornisce, invece, l’acqua calda sanitaria. 40

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A sinistra, il bagno al piano terra. La strombatura della finestra mostra l’elevato spessore della muratura, dovuto alla generosa applicazione di isolamento.

Progetto_Rongen Architekten + Partner GmbH, Wassenberg (D) Strutture_Ingenieurbüro Hubert Wallrafen, Waldfeucht (D) Impianti_Energie-Technik Welfers GmbH, Wegberg (D) Direttore dei lavori_Rongen Architekten + Partner GmbH, Wassenberg (D) Appaltatori_Pazen Fenstertechnik (D); Bürsgens Putz- + Stuckgeschäft (D); Rongen Vermietung (D) Superficie fondiaria_136 m2 Superficie netta_84 m2

Sopra, la posa del doppio strato di isolamento in schiuma di resine fenoliche in prossimità del serramento. Sopra, a destra, l’edificio con le pareti in cls aerato autoclavato e la struttura portante del tetto in legno.

sezione trasversale

progetti

A sinistra, il recuperatore di calore dell’impianto di VMC della casa, collocato in un vano tecnico al piano superiore. Qui a fianco, dall’alto: il pavimento del piano terra, che verrà rivestito con ca. 30 cm di isolante. L’intradosso della copertura con la barriera al vaporetenuta all’aria. La posa del cappotto sulla muratura esterna. Anche in prossimità delle fondazioni sono stati usati pannelli in schiuma di resine fenoliche.

INVOLUCRO trasmittanza media elementi costruttivi pareti esterne, U = 0,073 W/m2K solaio controterra, U = 0,108 W/m2K copertura, U = 0,1 W/m2K serramenti, Uw = 0,65-0,531 W/m2K tenuta all’aria, n50 = 0,6/h

IMPIANTI ventilazione meccanica controllata con recupero di calore con grado di recupero del 92% stufa a pellet pompa di calore geotermica per produzione ACS

Due immagini della casa “Am Buir” prima e dopo l’intervento di riqualificazione.

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Le antiche mura cittadine sono incorporate nell’edificio ma il nuovo intervento ha reso ben leggibili le parti della nuova costruzione, dipinte di bianco, e quelle storiche. È stata mantenuta la finestra orizzontale, unica apertura su questo lato, che dà luce al bagno situato al piano terra.

dettaglio dell’attacco con le mura antiche

Copertura, dall’estradosso: - tegole grigie sinterizzate - listellatura (3x5 cm) - sottostruttura (4x6 cm) - strato impermeabilizzante sabbiato - rivestimento (2,4 cm) - isolamento (12 cm) tra i correnti (6x12 cm) - isolamento (22 cm) tra i correnti (6x22 cm) - barriera al vapore (sd > 100 m) - vano per impianti (8 cm) con isolamento (8 cm) - finitura in cartongesso (1,25 cm)

Parete, dall’interno: - finitura in cartongesso (1,25 cm) - pannello OSB (1,5 cm) - isolamento in fibre minerali (6 cm) - barriera al vapore - isolamento (18 cm) in fibre minerali tra montanti di legno (6x18 cm) - isolamento di livellamento con granulato di perlite (4-6 cm) - strato bituminoso impermeabilizzante - antiche mura cittadine Solaio, dall’estradosso: - pavimento (2 cm) - pannello OSB (1,5 cm) - isolamento ai rumori di calpestio (4 cm) - pannello OSB (2,5 cm) - trave portante in legno (10x24 cm) - barriera al vapore - cartongesso adatto ad ambienti umidi (1,25 cm) 1. pannello portaintonaco (3,5 cm) 2. profilo a U in alluminio 3. cordolo di ancoraggio

progetti

focus on_retrofit

energetico: un esempio

RETROFIT

ENERGETICO DI UNA FILIALE UNICREDIT A REGGIO EMILIA

UniCredit, per storia e diffusione geografica, si trova oggi a disporre di un patrimonio immobiliare articolato e composito per datazione, dimensione, qualità e morfologia, che, di conseguenza, mette in luce importanti questioni gestionali. Le specificità dell’attività terziaria bancaria/finanziaria comportano, inoltre, un uso degli edifici intensivo nel tempo e nello spazio, e sfide oggettive nel combinare l’efficienza energetica con le esigenze funzionali e prestazionali. Quello della sostenibilità ambientale è un obiettivo che UniCredit persegue con coerenza e impegno ormai da alcuni anni e per 44

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Riqualificare un edificio esistente a destinazione terziaria raggiungendo lo standard Passivhaus: è l’obiettivo ottenuto con questo intervento che costituisce anche il primo esempio di banca in standard passivo in Europa.

Michele Ghirardelli, Paolo Veggetti, Manuel Benedikter in collaborazione con UniCredit Business Integrated Solutions S.C.p.A.

Benefici e costi: il rapporto con l’architettura, la tecnologia, la performance dell’edificio questo ha individuato in una delle agenzie di Reggio Emilia, dotata di qualità architettoniche e di performance funzionali un edificio meritevole di essere mantenuto e riqualificato. Alla base del progetto di ristrutturazione vi è anche la volontà di realizzare la prima filiale passiva sul territorio, non solo italiano ma europeo, certificabile secondo gli standard del PassivHaus Institute, coerente con le linee guida europee e adeguato al programma denominato ESP (Environmental Sustainability Program). Si è trattato di progetto di rilievo che ha interessato tutta la struttura, dalle fondamenta all’involucro esterno, e che, messo a punto internamente dai tecnici di UniCredit Business Integrated Solutions, società globale di servizi del Gruppo, ha visto coinvolto lo Studio E2Project Engineering s.r.l., quale team di progettazione esecutiva, nominato dall’impresa appaltatrice alle opere di riqualificazione energetica della Filiale UniCredit di Reggio Emilia. Oltre agli interventi di riqualificazione energetica, meglio specificati nel corso dell’articolo, si è optato per l’utilizzo di materiali il più possibile naturali e riciclati: tutti gli arredi, infatti, sono stati realizzati con legno di recupero e cartone alveolare. Anche nello svolgimento delle sue funzioni operative la filiale all’interno incarna la filosofia dell’ottimizzazione delle risorse (di qualsiasi tipo, tempo, spazio, energia…) e della sostenibilità: sono stati aperti quanto più possibile gli spazi e create aree di attesa più informali; al piano terra il grande albero scultura in legno (realizzato con materiali di recupero, alcuni dei quali utilizzati proprio durante la fase di cantiere e circondato dagli sgabelli per l’attesa del pubblico) riassume il pensiero alla base dell’intervento progettuale: sostenibilità e attenzione all’ambiente.

[Michele Ghirardelli]1

In un intervento dalle aspettative ambiziose, quale è stata la riqualificazione energetica della Filiale UniCredit di Reggio Emilia, la prima sfida affrontata è stata proprio la preesistenza, un’architettura fortemente connotata, le cui innegabili doti espressive comportano atttualmente problemi di efficienza energetica dell’involucro. Quest’ultimo parametro era ovviamente meno stringente tre decenni fa, quando l’architetto Gianni Boeri concepì e realizzò l’edificio, i cui forti aggetti, il corpo scale interamente vetrato, la notevole articolazione volumetrica e l’utilizzo del cemento armato a vista costituivano parte integrante e qualificante dell’idea architettonica originaria. Tentare di conciliare tutto ciò con gli obiettivi odierni ha richiesto alcune scelte, non indolori, intraprese solo dopo aver fissato una serie di priorità che permettessero di ottenere il miglior rapporto benefici/costi. Conservare la consistenza materica delle facciate avrebbe implicato la realizzazione di una coibentazione dall’interno e, in questo caso, si sarebbe rinunciato completamente al contributo della massa dell’involucro esistente, si sarebbero ridotte in parte le superfici, già di per sé non abbondanti, e si sarebbero generati problemi particolarmente complessi di controllo delle condense interstiziali e di copertura dei ponti termici. Pertanto, si è ritenuta sacrificabile la superficie in cemento armato a vista, consapevoli della maggior efficacia di un involucro a cappotto esterno, che avrebbe comunque preservato (e in parte esaltato) la volumetria e l’organica forma curva, aspetti giudicati invece irrinunciabili. Questa scelta era già presente nel progetto preliminare e defi-

Due fotografie della filiale prima dell’intervento di riqualificazione energetica: si notano i forti aggetti, le pensiline e, nella fotografia a destra, il volume cilindrico del vano scale.

focus on

Dall’alto: vista del corpo scale cilindrico; l’edificio dopo la riqualificazione energetica.

Sopra: le due termografie mettono in evidenza la presenza dei ponti termici nella struttura, in corrispondenza dell’attacco a terra, dei solai interpiano e delle velette dei parapetti, e le ampie superfici disperdenti delle vetrate.

nitivo di riqualificazione, che prevedeva anche l’eliminazione dei forti aggetti delle pensiline con parapetto, in modo da “tagliare” gli ingentissimi ponti termici generati dalla continuità dei solai tra interno ed esterno (vedi immagini in questa pagina). Tuttavia, con quest’ultima decisione si sarebbe perduta un’altra qualità architettonica determinante dell’edificio: il dinamismo avvolgente dato dalla forte marcatura orizzontale delle ombre, solo in parte risarcito da una ricostruzione successiva degli aggetti con materiali più leggeri. La demolizione e ricostituzione delle pensiline, inoltre, avrebbe comportato problemi strutturali e operativi complessi. Un’analisi agli elementi finiti (vedi pag. 51) ha dimostrato che, dal punto di vista energetico, l’incidenza degli sbalzi, qualora opportunamente coperti anch’essi con un involucro a cappotto, sarebbe stata minima. Perciò il progetto esecutivo, introducendo un ulteriore approfondimento sulla risoluzione puntuale dei nodi critici, ha proposto il mantenimento di questi importanti elementi, con vantaggi operativi, economici e di espressività architettonica. Altro punto fermo, per quanto impegnativo, era 46

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mantenere l’andamento nastriforme delle finestre e soddisfare nel contempo i parametri di efficienza energetica particolarmente stringenti, data l’entità delle superfici coinvolte. In questo caso, era in gioco non solo l’aspetto architettonico, ma anche quello fruitivo, e sull’argomento si tornerà più avanti in questo testo. Anche nel caso del cilindro del corpo scale, fulcro attorno al quale si sviluppa l’architettura, si è ritenuto di salvaguardare pianta e volume, ma gli elementi in vetro profilato autoportante erano, secondo gli standard odierni, ormai inaccettabili dal punto di vista energetico, anche in virtù di una problematica esposizione a sud. Si è quindi ritenuto che il beneficio dato da un involucro continuo a cappotto ripagasse delle alterazioni portate all’epidermide dell’architettura. Proprio per non rendere tali alterazioni eccessive, come già accennato, si difendeva a tutti i costi la continuità delle forme curve, che anzi vengono esaltate dalla regolarità dell’intonaco finito (fotografia soprastante). Tale risultato è stato possibile solo con la sinergia tra progettisti ed esecutori: il cappotto esterno di 24 centimetri doveva

L’isolamento esterno in lana di roccia incollato e tassellato.

avere nel contempo resistenza meccanica per l’aggrappaggio e la durevolezza della rasatura, efficienza energetica, capacità di adattarsi alle superfici non planari e, anzi, in certi casi con stretti raggi di curvatura (fotografia soprastante). Oltre a scegliere un tipo di lana di roccia di qualità particolarmente elevata, veniva quindi elaborata una speciale tecnica di posa in opera, che prevedeva la realizzazione di intagli parziali in ogni singolo pannello, praticati sul verso dell’incollaggio e senza attraversare l’intero spessore (cosa che avrebbe compromesso la continuità delle superfici), in modo da poter poi piegare il pannello adattandolo alle curve (vedi immagini sotto). L’accuratezza della lavorazione, lo sfalsamento dei giunti e la maestria nella rasatura finale hanno dato una continuità paragonabile, se non superiore, a quella del cemento armato gettato in opera (immagini in alto a pag. 48). L’illuminazione naturale, per la profondità del corpo di fabbrica

(data la forma compatta, quasi un quadrato con due lati raccordati in un’ampia curva) era risolta nell’assetto originario con un pozzo di luce su doppio volume sovrastato da una cupolalucernario. Questa costituiva un elemento determinante anche per la qualità compositiva degli interni, un’altra cerniera attorno alla quale ruotava la composizione basata sulle curve. La cupola trasparente costituiva però una fonte di dispersione, o viceversa di sovraccarico termico in estate, inaccettabile secondo i nuovi obiettivi di progetto (fotografia pagina a lato). Per questo si è mantenuto il doppio volume centrale, ma la luce naturale cade ora dall’alto grazie a tunnel solari, senza necessità di un’intera calotta trasparente (fotografie a pag 48). Il senso tridimensionale dello spazio centrale è stato anzi accentuato da uno studio attento dei controsoffitti, che integrano sia l’illuminazione ad alta efficienza e basso consumo, sia le superfici degli impianti radianti, che non potevano trovare spa-

Dall’alto a sinistra in senso orario: l’intaglio nel pannello coibente al fine di adattare l’isolante alla superficie curva dell’edificio; l’incollaggio e la posa del pannello; la tassellatura.

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Da sinistra: la superficie della veletta isolata con lana di roccia; rasatura e finitura dello stesso aggetto.

zio a pavimento: al piano terra per la necessità di un pavimento galleggiante, indispensabile per i cablaggi, e al piano primo per questione di continuità di quota con la terrazza esterna. Esistevano poi altri condizionamenti preesistenti meno visibili, di natura più tecnologica che architettonica. Uno di questi era l’attacco a terra, dove non era possibile disgiungere il ponte termico delle strutture in elevazione a diretto contatto con le fondazioni. In questi nodi critici non era quindi realizzabile un involucro coibente continuo e in sede esecutiva si è deciso di realizzare una “doppia copertura” delle discontinuità, coibentando non solo l’estradosso della soletta controterra e la superficie esposta delle fondazioni (immagini pagina a lato) ma anche “risvoltando” internamente l’isolamento termico su tutte le colonne (fotografia pagina a lato) e sulle pareti perimetrali. In questo caso, la fodera interna che si veniva a creare era anche un valido strato in cui far correre gli impianti (fotografia pagina a lato) senza compromettere la continuità

dell’involucro coibente e di tenuta all’aria. Quest’ultimo punto, la perfetta tenuta all’aria, è stato un altro degli assunti fondamentali: infissi e loro contatti col vano murario, connessioni strutturali, transizioni tra materiali differenti, passaggi impiantistici interno/esterno sono stati tutti oggetto di uno studio e una realizzazione che hanno richiesto le maggiori fatiche da parte dei progettisti esecutivi e delle imprese. I risultati ottimi del blower-door test hanno premiato questo impegno. In estrema sintesi, queste erano le decisioni sulla parte “permanente” dell’edificio, ossia la sua natura architettonica, tecnologica e strutturale. Esiste poi un aspetto “dinamico”, ossia le funzioni ospitate dall’edificio, che ne costituiscono la reale vitalità. Sotto questo aspetto, le esigenze specifiche dell’attività bancaria richiedono la gestione funzionale degli ingressi con porte automatiche, delle uscite di emergenza, della bussola antirapina, garantendo assenza di barriere architettoniche, sicurezza, resistenza all’effrazione. Questi requisiti sembravano, a prima vista, inconciliabili con le performance termiche e di tenuta all’aria indispensabili in un edificio a standard energetico passivo e ciò ha condotto i progettisti esecutivi a ricercare infissi idonei alle finalità del fabbricato e a studiare la più opportuna e corretta posa in opera degli stessi. Altrettanto impegnativo è stato il rapporto con la notevole quantità di macchine e impianti necessari all’attività bancaria: computer, bancomat, illuminazioni puntuali sui posti di lavoro, così come la presenza di zone e attività critiche (come i vani bancomat, il caveau o l’ascensore).

Da sinistra in senso antiorario: i tunnel solari che illuminano naturalmente l’interno al piano terra; un tunnel solare; l’impianto fotovoltaico installato in copertura e le calotte captatrici dei tunnel solari.

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Dall’alto: coibentazione con XPS delle fondazioni e della struttura a diretto contatto con il terreno; isolamento termico delle colonne perimetrali; staffe metalliche realizzate su misura per risolvere un nodo particolarmente complesso, quale il passaggio del cappotto davanti alla superficie curva delle colonne in c.a. a vista, integrando nel contempo i falsi telai degli infissi nello strato coibente.

Il contenimento degli assorbimenti legati al funzionamento in senso stretto esula dall’intervento architettonico, anche se si segnala una selezione particolarmente attenta delle attrezzature di lavoro a basso consumo energetico da parte di UniCredit. Determinante è stata invece la valutazione dei carichi termici indotti, dei rischi sulla tenuta all’aria dell’involucro, delle esigenze legate alla generale qualità del benessere interno. Non sta ai diretti interessati nella progettazione esprimere un giudizio qualitativo sul proprio stesso lavoro, ma ci si concedano alcune considerazioni come bilancio di un’esperienza così impegnativa. I risultati attesi sul piano energetico sono stati ampiamente confermati dalle misurazioni oggettive e in questo stava una delle maggiori peculiarità dell’intervento: la verifica di efficacia è stata sul cantiere e sulla vita reale e operante dell’edificio e non si è limitata a una certificazione astratta e aprioristica. Altrettanto stimolante è stato dover riformulare una propria scala di valori (le “priorità” di cui si è parlato sopra): non è semplice per un architetto mettere mano a un’opera altrui preesistente, soprattutto dove questa mostra ricchezza nella ricerca e nella qualità. Ma il concetto di architettura bella e funzionante si evolve e oggi nella scala di valori rientra anche la sostenibilità ambientale. Questo, assieme alla grande fatica profusa, rende più sereni riguardo alle scelte operate, a volte tutt’altro che facili. Tuttavia, l’aspetto più straordinario è stato applicare in tutta la sua forza il concetto di “progettazione esecutiva”: l’impegno di un gruppo di competenze così vasto e articolato. Dal progettista, al produttore, all’esecutore, al committente che esprimeva le esigenze di utente finale, ciascuno ha lavorato in funzione e in correlazione all’altro, in un rapporto ciclico di collaborazione e costante riconoscimento del reciproco ruolo dell’altro. Ma tutto ciò è un modo nuovo di lavorare o è il recupero di un equilibrio che avevamo solo dimenticato?

L’impiantistica come “plus” qualitativo e non come “soccorso” all’edificio [Paolo Veggetti]2

Coerentemente con la filosofia di qualunque progetto a elevata efficienza e ridotto dispendio energetico, il concetto impiantifocus on

Progetto_ Progetto esecutivo dell’involucro e ottimizzazione energetica_ ing. Paolo Veggetti - studio E2project Engineering s.r.l., Rastignano (BO); arch. Michele Ghirardelli Progetto esecutivo impianti_ing. Paolo Veggetti - studio E2project Engineering s.r.l., Rastignano (BO) Progetto esecutivo serramenti_ing. Paolo Veggetti - studio E2project Engineering s.r.l., Rastignano (BO); arch. Manuel Benedikter, Bolzano

stico è un’integrazione discreta e non una presenza invasiva (secondo una concezione genericamente diffusa in tutta l’“edilizia tradizionale”), che compensa attivamente quel poco di energia cui non può fisicamente far fronte l’involucro in forma passiva. Dunque, la concezione impiantistica deriva dalla performance ottenuta mediante l’attenta progettazione dell’involucro e dalle esigenze specifiche della tipologia di edificio. Nel caso in esame, l’utilizzo è limitato a circa 8 ore al giorno per 5 giorni alla settimana. Le scelte impiantistiche si orientano quindi nella direzione della bassa inerzia, minimizzano i dispendi energetici, ma soprattutto offrono il massimo adattamento possibile, non soltanto alle variazioni climatiche esterne, ma anche alla notevole discontinuità d’esercizio degli spazi interni. Il sistema di emissione a irraggiamento sfrutta pannelli preassemblati installati a soffitto. L’integrazione dell’impianto radiante è stata oggetto di uno studio attento, data la necessità architettonica di imprimere una particolare articolazione al controsoffitto che permettesse nel contempo il passaggio delle canalizzazioni per la ventilazione meccanica controllata. Tale sistema è imprescindibile, per la minimizzazione delle dispersioni di calore per ventilazione, ma soprattutto per il controllo della qualità dell’aria interna e, conseguentemente, per il benessere abitativo (modificando la portata in base a sensori di CO2, maggiore è l’afflusso di utenti e più alto è il tasso di ricambio dell’aria). Scelta conseguente ai ridotti fabbisogni di energia è stata l’adozione di sistemi che sfruttassero al massimo le energie rinnovabili. Nell’area verde attorno all’edificio è stato installato un campo di 7 sonde geotermiche. Il numero e la lunghezza delle sonde, nonché la distanza fra i vari pozzi, è stato definito a seguito di un GRT (ground response test) con cui si è simulato il funzionamento del campo di geoscambio per un orizzonte temporale di 25 anni. Come richiesto dalle più recenti normative europee in tema di edifici a energia quasi zero, oltre a ridurre i fabbisogni si è adottato un impianto solare fotovoltaico da 10 kWp sulla copertura piana dell’edificio, col chiaro scopo di ridurre al minimo il fabbisogno di energia non autoprodotta per i sistemi di generazione e per gli utilizzi elettrici della banca (fotografia a pag. 48). È stato realizzato anche un sistema di recupero delle acque piovane riutilizzate per gli scarichi wc dei bagni. La domotica, in un edificio come questo, assume un ruolo es50

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Due grafici relativi all’andamento delle temperature e delle umidità relative rilevate nell’edificio prima della riqualificazione. Si nota la risposta immediata della temperatura interna al variare della temperatura esterna, indice di un basso sfasamento della struttura muraria.

Simulazioni energetiche. Studi energetici a elementi finiti di alcuni nodi critici. L’isolamento a cappotto annulla quasi completamente le perdite energetiche che si formavano in corrispondenza dello sbalzo del primo del piano, così come l’isolamento delle strutture controterra e interrate e la scelta di serramenti adeguati hanno evitato la formazione di spiacevoli ponti termici.

senziale nel controllo di tutti i sottosistemi impiantistici, ma soprattutto nella gestione automatizzata dei sistemi di schermatura solare, atti a far fronte alla criticità principale del fabbricato, ossia il controllo dei carichi termici estivi.

Strutture trasparenti

[Paolo Veggetti, Manuel Benedikter]2,3

Gli infissi costituiscono sempre un punto critico per la realizzazione di edifici a basso consumo. Nella Filiale UniCredit le elevate prestazioni termiche degli infissi in legno alluminio e, in questo, caso anche acustiche (l’edificio si trova su una strada di grande traffico) e l’eccellente tenuta all’aria si dovevano necessariamente coniugare con le esigenze specifiche dell’attività bancaria (gestione funzionale degli ingressi con porte automatiche, delle uscite di emergenza, della bussola antira-

focus on

8 5 1

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Dallâ&#x20AC;&#x2122;alto: dettaglio della nastratura del falso telaio in legno; particolare di un serramento: in evidenza la tenuta allâ&#x20AC;&#x2122;aria la coibentazione del telaio. Sotto: materiale fibroso e morbido per lâ&#x20AC;&#x2122;isolamento termico e acustico del falso telaio.

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isolamento in poliuretano espanso (22 cm) massetto in pendenza guaina isolamento in poliuretano espanso (10 cm) ghiaia stondata lavata sigillatura lana di roccia (10 cm) copertina in lamiera di alluminio preverniciato con piegatura rompigoccia 9 veneziana 10 blocchetto di supporto in legno fissato alla parete 11 falso telaio a L 12 angolare di tenuta fissato sul falso telaio a L 13 nastro precompresso di tenuta all’acqua, vento, pioggia 14 nastro precompresso di tenuta all’aria 15 soffitto radiante 16 rasatura idrorepellente, davanzale in lamiera (pendenza 2%) 17 falso telaio 18 trave di fissaggio 19 rasatura 20 lana di roccia (24 cm) 21 XPS (24 cm) 22 tubolare (120x160x4 mm) tassellato tra le colonne per nuova architravatura ribassata 23 veletta in blocchi di laterizio forato (120x250x250 mm) 24 pannello preaccoppiato EPS con grafite e cartongesso (50+10 mm) 25 muro in laterizio (250 mm) 26 ghiaia 27 guaina bugnata 28 impermeabilizzazione 29 tubo dreno microforato con recapito in fognatura acque bianche 30 fondazione in c.a.

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pina, senza barriere architettoniche e con garanzia di sicurezza e di resistenza all’effrazione). Per questo le strutture trasparenti hanno rappresentato in un certo senso il fulcro della progettazione esecutiva, supportata da studi a elementi finiti di tutti i particolari di posa. Innanzitutto, per massimizzare le prestazioni termiche, gli infissi sono stati posati a filo esterno, ovvero annegati nel cappotto; ciò ha richiesto particolari attenzioni negli ancoraggi che non solo dovevano evitare il ponte termico ma anche assicurare elevate caratteristiche di resistenza meccanica e strutturale, molto superiori a quelle di un edificio residenziale. Un punto debole di tenuta all’aria poteva essere rappresentato dalla porta di ingresso, specie in fasi di elevato afflusso di persone in filiale: si è risolto il problema realizzando una bussola con porte scorrevoli all’esterno e porte a battente con apertura automatica all’interno, che si aprono solo quando quelle esterne sono completamente chiuse. Per contrastare l’ingresso dell’aria esterna si mantiene la bussola in lieve sovrapressione. Per finire, come già accennato, il punto critico dell’edificio era rappresentato dalla gestione degli apporti solari. A seguito di una dettagliata analisi degli ombreggiamenti, si è evidenziato che agli aggetti esistenti doveva necessariamente essere integrata l’installazione di frangisole sulla parte esterna dei serramenti, interamente gestiti (grado e tempo di apertura) dall’impianto domotico. In fase di progetto e di esecuzione si è prestata una grandissima attenzione alla tenuta all’aria con l’uso di giunti precompressi, nastri a tenuta e sigillanti, verificata anche dopo la posa dei serramenti (vedi fotografie pagina a lato), con l’utilizzo di termocamera e blower door, per assicurare una perfetta registrazione dei serramenti ed eliminare ogni possibile sbavatura di infiltrazione).

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Autori Michele Ghirardelli Architetto libero professionista, consulente E2project Engineering, docente Facoltà Architettura Ferrara Paolo Veggetti Ingegnere libero professionista - E2project Engineering, consulente energetico CasaClima Manuel Benedikter Architetto libero professionista - Studio Benedikter, consulente energetico e certificatore CasaClima

focus on

involucro_sistemi

a cappotto

Lara Bassi, Gaia Bollini in collaborazione con il Consorzio Cortexa

RIPROGETTARE

LA PELLE DELLE NOSTRE CASE: IL “CAPPOTTO” Quali sono le linee guida per una corretta posa dei pannelli in EPS o in lana minerale per i Sistemi ETICS? Alcune indicazioni tecniche e pratiche per realizzare isolamenti a cappotto funzionali e di qualità.

L’isolamento termico a cappotto è una soluzione che non interessa solamente i nuovi edifici, ove trova largo impiego, ma costituisce una valida modalità d’intervento anche nella riqualificazione energetica di fabbricati esistenti, settore sempre più importante del mercato edilizio. Negli ultimi cinque anni, infatti, si è assistito a un incremento delle ristrutturazioni del 35%, grazie anche agli sgravi fiscali che hanno incentivato gli interventi edilizi. All’interno del mercato europeo l’Italia si è posizionata al terzo posto per metri quadri di isolante posati (16,5 milioni di metri quadri di pareti coibentate nel 2011, saliti a quasi 17 milioni nel 2012). Davanti a noi si attestano la Germania e la Polonia, l’Austria è al quarto posto1. L’adozione di sistemi a cappotto correttamente dimensionati contribuisce in modo significativo al risparmio energetico degli immobili, collocandosi tra gli interventi – sull’involucro – con il rapporto costi/benefici tra i più favorevoli2. Se si riuscisse a intervenire sistematicamente sui 200 milioni di edifici esistenti nell’Unione Europea, si potrebbero ridurre le emissioni di CO2 di alcune migliaia di tonnellate ogni anno. Una delle ricadute immediate sarebbe la diminuzione della domanda energetica (non rinnovabile) che, a oggi, determina la dipendenza dell’Europa dagli stati esteri produttori ed esportatori di energia3. 54

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Ma semplicemente “prevedere” l’adozione del cappotto quale soluzione per garantire una buona performance termica dell’involucro non è sufficiente. Anch’esso va progettato, controllato e verificato. Ridurre tale tecnica all’idea di un pannello coibente incollato o tassellato a una chiusura verticale opaca è estremamente riduttivo, nonché pericoloso in termini di risultato finale. Ciò che comunemente chiamiamo “isolamento a cappotto” è un sistema vero e proprio e come tale deve essere affrontato. Quanto descritto in queste pagine vuole mettere in luce l’articolazione del sistema cappotto, con l’obiettivo finale di rendere i professionisti più consapevoli delle scelte tecnico-progettuali ad esso correlate.

La normativa di riferimento e i sistemi ETICS

Con l’acronimo ETICS si indica comunemente la dicitura internazionale External Thermal Insulation Composite System, meglio conosciuta sul mercato come sistema di isolamento termico a cappotto, ossia quei sistemi coibenti frutto di una serie di

componenti e di tecniche di esecuzione precise. Punto di partenza è la progettazione termoigrometrica della parete, si passa poi alla scelta del materiale coibente più idoneo, e del relativo spessore, per terminare con una corretta posa in opera, controllata in ogni sua fase e dettaglio. Proprio questo configurarsi non tanto come singolo elemento “merceologico” (il semplice pannello isolante, variamente fissato), ma come sistema, ha portato l’ente tecnico europeo di riferimento per il settore delle costruzioni, l’EOTA (European Organization for Technical Approval4), su mandato della Commissione Europea, a redigere le linee guida per l’approvazione tecnica dei sistemi ETICS a livello europeo: è nata così la Linea Guida Tecnica ETAG 004 (European Technical Approval Guideline) per sistemi ETICS su supporti in muratura e calcestruzzo5 (vedi box a pag. 56). Essa definisce il sistema a cappotto come un insieme di componenti specifici e prestabiliti, quali: • il collante, • il materiale isolante, • i tasselli (se necessari), • l’intonaco di fondo,

involucro

• la rete di armatura (rete porta intonaco, di norma in fibra di vetro), • l’intonaco di finitura, • gli accessori (rete angolare, profili per raccordi, bordi, zoccolature, giunti di dilatazione ecc.). Sulla base della tipologia di fissaggio al supporto i sistemi ETICS si dividono in due macro famiglie: incollati e fissati meccanicamente; entrambe le modalità prevedono delle sotto articolazioni. I sistemi incollati si suddividono in: - sistemi esclusivamente incollati; - sistemi incollati e fissati meccanicamente, dove l’ancoraggio meccanico fornisce stabilità all’isolamento fino all’essiccamento dell’adesivo, agendo come collegamento temporaneo così da evitarne il distacco dal supporto. I sistemi a fissaggio meccanico a loro volta si differenziano in: - sistemi esclusivamente fissati; - sistemi fissati meccanicamente con adesivo supplementare, che garantisce la planarità della coibentazione. Di fatto, l’ancoraggio dell’isolamento avviene mediante stretta collaborazione tra la colla e i tasselli, con la colla che vincola il pannello al supporto e trasferisce le tensioni termiche, mentre i carichi e i fissaggi meccanici intervengono nel contrastare le tensioni e i carichi orizzontali (per esempio, spinta e depressione del vento). Come è facile intuire, il tipo di ancoraggio è correlato al tipo di fondo (ossia di supporto) e al tipo di coibente.

Il sistema Il supporto

Accertarsi della natura e della qualità del supporto, anche mediante specifiche prove di idoneità, è una condizione indispensabile per la corretta applicazione dei sistemi ETICS, soprattutto nell’ottica della reale efficienza e durabilità della scelta fatta (vedi box a pag. 57). Nel caso di un edificio esistente, il sopralluogo permette di controllare il tipo e lo stato del sottofondo, il rischio di risalita d’umidità e la presenza di eventuali crepe nel supporto. Per stabilirne la qualità si effettuano normalmente alcune prove: - sfregamento, con lo scopo di individuare polveri o efflorescenze; - resistenza all’abrasione o all’incisione, per determinare la resistenza e la capacità di sopportazione ai carichi; - bagnatura con pennello e/o spruzzatore per verificare l’umidità e la capacità di assorbimento; - resistenza allo strappo, in particolare nel caso di rivestimenti esistenti6; - planarità del supporto7. Le prove vengono eseguite a campione su diverse parti delle

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Sigle e acronimi ETICS External Thermal Insulation Composite System, ovvero sistema di isolamento termico a cappotto. Tale dicitura si usa solo per sistemi edilizi codificati tesi all’isolamento termico delle chiusure verticali opache, soggetti a specifiche linee guida (ETAG) emanate dall’EOTA e redatte dall’EAE (European Association for Etics, ossia l’associazione delle aziende produttrici dei Sistemi Etics e dei loro componenti). EOTA European Organization for Technical Approval, o ente (europeo) deputato al rilascio del fenestrate tecnico europeo (ETA, European Technical Approval). ETA European Technical Approval, o benestare tecnico europeo di cui sopra. L’ETA è una delle modalità introdotte a suo tempo dalla direttiva 89/106/CEE per l’attestazione della conformità dei prodotti da costruzione nel caso questi non disponessero di norme armonizzate, o di norme nazionali riconosciute o che di discostino molto da entrambe. Nel momento in cui un benestare tecnico è corredato di specifiche linee guida, si ha, per quel settore, l’ETAG (European Technical Approval Guideline) ETAG European Technical Approval Guideline, o Linee guida relative al benestare tecnico concesso ad un particolare prodotto o sistema. Il numero che segue la dicitura ETAG indica l’ambito di applicazione. Nel caso specifico: ETAG004 Linee guida tecniche europee per Sistemi Isolanti a Cappotto per esterni con intonaco ETAG 014 Linee guida tecniche europee per tasselli in materiale plastico per Sistemi Isolanti a Cappotto

I pannelli In conformità a quanto previsto dalla marcatura CE, i coibenti che già godono di una norma di prodotto si identificano come segue: EPS: polistirene espanso sinterizzato XPS: polistirene espanso estruso MW: lana minerale (lana di roccia o lana di vetro) WF: fibra di legno Viste le direttive europee vigenti in materia di prodotti per l’edilizia, tutti i fornitori (produttori e/o rivenditori) hanno l’obbligo di fornire esclusivamente Sistemi ETICS omologati e dotati di apposito marchio CE secondo quanto stabilito dall’ETAG 004 e/o dal corrispondente CUAP (Common Understanding of Assesment Procedure, linee guida specifiche per usi che differiscano da quanto previsto dalle specifiche ETAG).

Documentazione e immagini per la redazione di questo articolo sono state fornite dal Cortexa, Consorzio per la Cultura del Sistema a Cappotto nato nel 2007 con l’obiettivo di favorire la diffusione della conoscenza del Sistema di Isolamento Termico a Cappotto (ETICS), quale soluzione ideale per la riqualificazione di edifici esistenti e la realizzazione di nuovi edifici ad alto risparmio energetico. Cortexa è il principale referente italiano impegnato nel recepire, stimolare e monitorare tutti i movimenti e le esigenze della filiera e del mercato del Sistema di Isolamento a Cappotto, al fine di creare un flusso costante di informazioni utili a tutti gli operatori del mondo dell’edilizia. Cortexa ha realizzato il Manuale per l’applicazione del Sistema a Cappotto, disponibile sul sito www.cortexa.it

Sistemi e supporti Di norma i sistemi ETICS sono coerenti con supporti quali: • calcestruzzo alveolare autoclavato (così come alla EN 771-4) • mattoni pieni e forati (così come alla EN 771-1 e EN 771-3) • mattoni e blocchi in calcestruzzo pesanti/leggeri (così come alla EN 771-3) • calcestruzzo (così come alla EN 206-1) • pareti in calcestruzzo in casseri a perdere in legno cemento con o senza isolamento (così come alla EN 15498) • pannelli di legno per esterni (così come alla EN 13986) a eccezione di quelli porosi (EN 13986, pr. 3.7.3) • altri materiali in legno o altri pannelli (ad esempio, pannelli in gesso fibrato).

Nelle pagine precedenti: in alto, villa bifamiliare “Casa G” a Caldaro (BZ) - Studio Monovolume (nuova costruzione); sotto, residenza passiva Colda Est a Colda (SO) -arch. Ettore Pedrini (nuova costruzione). Qui sopra, edificio condominiale a Jesolo (VE) - Studio di Architettura Zorzenoni (nuova costruzione). Fonte immagini: Cortexa.

Supporti intonacati e pitture murali – intonaci e pitture organiche Tipo supporto

Stato supporto Polveroso Sporco, grasso

Pitture minerali Friabile, gessoso Umidità1 Pitture a base calce Polveroso Sporco, grasso Intonaci e rivestimenti di finitura minerali

Rivestimenti e pitture a base di resine sintetiche

Sfarinato, instabile Irregolarità, buchi Efflorescenze1 Umidità1 Stabile Instabile (prova di resistenza allo strappo negativa)

Trattamento supporto Spazzolare, lavare con getto d’acqua ad alta pressione, lasciare asciugare Lavare ad alta pressione (max 200 bar) con un detergente adeguato, risciacquare con acqua pulita, lasciar asciugare Spazzolare, grattare, lavare con getto d’acqua ad alta pressione (max 200 bar), lasciar asciugare Lasciar asciugare Rimuovere sempre meccanicamente Spazzolare, lavare con getto d’acqua ad alta pressione, lasciare asciugare Lavare ad alta pressione (max 200 bar) con un detergente adeguato, risciacquare con acqua pulita, lasciar asciugare Scrostare, sostituire, lavare Livellare con malta idonea, rispettare i tempi di essiccazione Grattare e spazzolare a secco Lasciar asciugare Lavare con acqua pulita, lasciar asciugare Rimuovere meccanicamente, lavare con acqua pulita, lasciar asciugare

1 - eliminazione delle cause di risalita dell’umidità

involucro

Supporti in calcestruzzo (polveroso, giunti > 5 mm) Stato supporto8

Tipo supporto

Muratura in: É Cls gettato in opera É Elementi in cls prefabbricato É Cls rivestito

Polveroso Con incrostazioni Residui di oli disarmanti e altri residui da cassero Efflorescenze1 Sporco, grasso Residui intonaco e creste Irregolarità, buchi Sfarinato, instabile, umido1 Mancanza di aderenza tra pannelli o mattoni di rivestimento e nucleo di calcestruzzo Fughe superiori a 5 mm tra i pannelli o mattoni

Trattamento supporto Spazzolare, lavare con acqua (max 200 bar), lasciar asciugare Scrostare e spazzolare Lavare ad alta pressione (max 200 bar) con un detergente adeguato, risciacquare con acqua pulita, lasciar asciugare Grattare e spazzolare a secco Scrostare Livellare con una malta idonea, rispettare i tempi di essiccazione Scrostare, sostituire, rispettare i tempi di essiccazione, lasciare asciugare Realizzare un supporto stabile con incollaggio e/o ancoraggio prima dell’applicazione del Sistema Raschiare le fughe di raccordo riempite con schiuma Rinforzare le fughe con malta cementizia

1 - eliminazione delle cause di risalita dell’umidità NOTA: in presenza di carbonatazione e/o ossidazione dei ferri di armatura devono essere eseguiti i cicli di ripristino con interventi specifici.

Muratura non intonacata Tipo supporto

Trattamento supporto

Stato supporto

Muratura in: É Mattoni in laterizio É Blocchi cls É Blocchi cls poroso

Polveroso Residui intonaco e creste Irregolarità, buchi Umidità1 Efflorescenze1 Sfarinato, instabile Sporco, grasso

Spazzolare, lavare con acqua (max 200 bar), lasciar asciugare Scrostare Livellare con una malta idonea, rispettare i tempi di essiccazione Lasciar asciugare Grattare e spazzolare a secco Scrostare, ripristinare, livellare, rispettare i tempi di essiccazione Lavare ad alta pressione (max 200 bar) con un detergente adeguato, risciacquare con acqua pulita, lasciar asciugare

1 - eliminazione delle cause di risalita dell’umidità

Legno e pannelli da costruzione leggeri Stato supporto9

Tipo supporto

Supporti in legno e pannelli da costruzione leggeri

Sporco, polveroso Buchi Umido Mancanza di unione con la struttura sottostante

Trattamento supporto Spazzolare Riparare con materiale adeguato, inclusi i fissaggi idonei Lasciare asciugare Eliminare cause di umidità di risalita o infiltrazioni Realizzare un supporto stabile con avvitamento e/o ancoraggio prima dell’applicazione del Sistema

NOTA: nelle strutture in legno devono essere considerati i possibili movimenti (ad esempio nei nodi) e, se necessario, adottare misure (ad esempio, irrigidimenti)

Rivestimenti ceramici Stato supporto10

Tipo supporto

Rivestimento ceramico

Polveroso, sporco Buchi, cavità Mancanza di adesione Irregolarità

Trattamento supporto Asportare, lavare, lasciar asciugare Eliminare buchi o cavità e riempire Creazione di un supporto idoneo con applicazione di un primer Livellare

NOTA: devono essere rimossi i rivestimenti ceramici non ancorati bene al supporto

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facciate. Per la preparazione dei supporti si rimanda alle tabelle alle pagine 57 e 58, riferite alle murature non intonacate, al calcestruzzo, ai supporti intonacati e con pitture murali, al legno, ai pannelli da costruzione leggeri e ai rivestimenti ceramici. In esse è indicato il tipo di fondo (supporto), la condizione critica in cui può venirsi a trovare e le azioni correttive da compiersi.

Il collante e la sua applicazione

Jesolo Lido Village a Jesolo (VE) - arch. Richard Meier & Partners Architects, nuova costruzione (fonte: Cortexa).

L’applicazione del collante, che può avvenire a macchina o manualmente, deve assicurare l’assenza di passaggio d’aria tra la lastra isolante e il supporto, al fine di evitare la formazione di un effetto camino e garantire un ancoraggio uniforme della lastra al supporto, così da scongiurare una deformazione a cuscino o materasso, come nella figura qui a fianco. La colla può essere stesa sul pannello secondo due modalità: - a cordolo perimetrale, che prevede la realizzazione di un bordo di colla lungo tutto il perimetro del pannello più due o tre punti al centro, in modo da ottenere una copertura minima del collante pari al 40% della superficie del coibente; - a tutta superficie, con colla applicata sull’intera lastra tramite una spatola dentata; tale tecnica è utilizzabile solo se i supporti sono sufficientemente planari. Per il polistirene espanso e per la lana di roccia si utilizzano entrambi i procedimenti, anche se per l’EPS sarebbe consigliato l’incollaggio a cordolo perimetrale e punti, mentre per la lana di roccia è preferibile il sistema a tutta superficie. La posa delle lastre è eseguita dal basso verso l’alto, assicurandone la planarità, perfettamente accostate, sfalsando i giunti verticali di almeno 25 cm e senza fughe visibili; qualora ciò accadesse (fughe maggiori di 2 mm) è necessario procedere alla loro chiusura con strisce sottili del medesimo coibente11, mai riempiendo con la colla di posa. I pannelli devono sempre essere interi e posati in orizzontale; è ammesso l’uso di elementi di compensazione (larghezza maggiore di 150 mm), da applicarsi solo su superfici piane e mai agli angoli delle forature o negli spigoli della facciata, dove si utilizzano lastre intere o dimezzate (il taglio della porzione di lastra in eccesso avviene solamente dopo l’asciugatura della colla). Ogni tipologia di pannello ha il suo tipo di taglierina. In corrispondenza di variazione di materiale e nei punti critici (ad esempio i raccordi con gli infissi, i cambi di direzione del cappotto ecc.) prevedere gli idonei giunti di dilatazione e i relativi profili coprigiunto.

Tasselli e tassellatura

Nell’ambito delle linee guida proprie dei sistemi ETICS, i tasselli hanno una loro specifica linea guida, l’ETAG 01412. Essa identifica le caratteristiche dei tasselli anche in ragione del tipo di supporto su cui saranno ancorati. Quando non sia possibile

involucro

Dall’alto, due rendering che mostrano la composizione di un sistema a cappotto; dettaglio della rasatura armata in un sistema a cappotto; dettaglio di un sistema a cappotto su facciata (fonte: Cortexa).

classificare chiaramente il sottofondo, è buona regola eseguire alcune prove di strappo direttamente in cantiere. Le modalità esecutive sono specificate nell’Allegato D dell’ETAG 01413. La stessa ETAG 014 consiglia inoltre: • rigidità del piattello ≥ 0,3 kN/mm14; • portata del piattello ≥ 1,0 kN15; • un coefficiente di conducibilità termica puntuale (χρ) ≤ 0,002 W/K16; • diametro del tassello coerente con il tipo di isolante utilizzato (di solito 60 mm per l’EPS, 140 mm per le lane minerali). In particolare, la tassellatura è richiesta per: - sistemi ETICS che possiedono una massa superficiale del sistema completo (colla+coibente+finitura) maggiore di 30 kg/m2; - lastre perimetrali o di zoccolatura in EPS o XPS, al di sopra del livello del terreno; - lastre in lana di roccia a fibre orizzontali (quelle a fibre verticali, ossia perpendicolari allo spessore del pannello, se incollate su superfici piane non necessitano di tassellatura). Il numero dei tasselli, da calcolare in base alla EN 1991-1-4, dipende da: - resistenza allo strappo del tassello dal supporto; - resistenza a trazione del pannello coibente; - altezza, posizione e forma dell’edificio; - località in cui è situato l’edificio. Le zone perimetrali (quelle ad esempio in prossimità degli spigoli dell’edificio) devono essere progettate, in termini di dimensioni e numero dei tasselli, secondo quanto previsto dalle norme nazionali, poiché l’azione del vento, in quei punti, può creare aree di considerevole depressione. In funzione del carico del vento viene determinata la larghezza delle zone perimetrali sulle quali è necessario aumentare il numero dei tasselli. Per tutti gli edifici e per tutti gli angoli tale larghezza è di almeno 1 m. Se l’altezza della facciata è superiore alla lunghezza, la larghezza della zona perimetrale sarà almeno pari al 10% della lunghezza. Se l’altezza della facciata è minore della lunghezza, la larghezza della zona perimetrale sarà del 10% dell’altezza, ma non inferiore a 2 m. In generale, sulla superficie sono da applicare 4-6 tasselli per metro quadrato e in casi di scarsa tenuta superficiale del supporto si può arrivare fino a 8-10 tasselli. Per gli schemi di tassellatura in funzione dell’altezza dell’edificio, della velocità del vento17 e della topografia del luogo, si rimanda alla tabella nella pagina a fianco e box sottostante. Prima di iniziare i lavori di fissaggio dell’isolante, infine, occorre definirne lo schema di tassellatura in base alla tipologia e alle dimensioni dei pannelli/lastre coibenti. Un esempio è il riferimento al posizionamento cosiddetto a T o a W, rispettivamente per l’EPS e le lane minerali (MW).

L’intonaco di fondo e di finitura

A seconda della tipologia e delle caratteristiche dell’isolante utilizzato, su un sistema a cappotto si possono utilizzare diversi tipi di intonaco di fondo: a spessore sottile, medio o alto. L’intonaco di fondo può essere applicato a mano o a macchina secondo gli spessori idonei e in esso viene annegata la rete in fibra di vetro con sovrapposizione di almeno 10 cm, 60

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Quantità di tasselli per m2 nella zona perimetrale di facciata con un carico utile dei tasselli di 0,20 kN Velocità del vento (m/s) vb ≤28 29-32 >32

I <0 6 8 10

10-25 6 8 12

>25-50 6 10 12

Topografia del luogo* II Altezza dell’edificio (m) <10 10-25 >25-50 6 6 6 8 6 8 8 10 10

III <10 6 6 6

10-25 6 6 8

>25-50 6 8 10

* Secondo Eurocodice EN 1991-1-4 (I: edifici isolati; II: edifici in contesti urbani aperti; III: edifici in contesti urbani protetti dal vento)

Come calcolare la velocità del vento per progettare correttamente le tassellature Secondo il D.M. 14/01/2008, il valore caratteristico della velocità del vento, misurata a 10 metri dal suolo, su un sito di II categoria, in una località pianeggiante e priva di ostacoli, mediata su un intervallo di 10 minuti e riferita a un periodo TR di 50 anni, è data dalla seguente espressione: vb=vb,0 per as ≤ a0 vb=vb,0+ka(as-a0) per as ≤ a0 ≤ 1500 m dove: vb,0, ka, a0 sono parametri dettati dal D.M. 14/01/2008 e legati alla regione in cui è situato l’edificio da esaminare, in funzione delle zone definite dalla figura a lato; as è l’altitudine sul livello del mare del sito su cui sorge l’edificio.

Mappa delle zone in cui è suddiviso il territorio italiano (vedi anche tabella qui sotto).

Valori dei parametri vb,0, a0, ka (secondo D.M. 14/01/2008) Zona 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Descrizione Valle d’Aosta, Piemonte, Lombardia, Trentino Alto Adige, Veneto, Friuli Venezia Giulia (con eccezione della provincia di Trieste) Emilia-Romagna Toscana, Marche, Umbria, Lazio, Abruzzo, Molise, Puglia, Campagna, Basilicata, Calabria (esclusa la provincia di Reggio Calabria) Sicilia e provincia di Reggio Calabria Sardegna (zona a oriente della retta congiungente Capo Teulada con l’isola di Maddalena) Sardegna (zona a occidente della retta congiungente Capo Teulada con l’isola di Maddalena) Liguria Provincia di Trieste Isole (con l’eccezione di Sicilia e Sardegna) e mare aperto

vb,0

1000

0,010

27 28

750 500

0,015 0,020

28 28

500 750

0,020 0,015

500

0,020

28 30 31

100 1500 500

0,015 0,010 0,20

Per edifici con altezza > a 50 m e per altitudini > 1500 m s.l.m. si possono prevedere fissaggi integrativi rispetto a quelli minimi.

involucro

Spessore intonaco di finitura in rapporto alla rete porta intonaco e al suo posizionamento nello strato finale Sistemi con pannelli EPS EPS e MW MW

Spessore nominale (mm) 3 5 8

Spessore minimo (mm)

Spessore medio* (mm)

2 4 5

≥ 2,5 ≥ 4,5 ≥ 7,0

Posizionamento della rete** A metà Nel terzo esterno Nel terzo esterno

* Valore medio di un campione rappresentativo. ** Copertura della rete minimo 1 mm, in caso di giunto minimo 0,5 mm.

dall’alto verso il basso, in verticale o in orizzontale, evitando pieghe. La rete viene posizionata al centro o nel terzo esterno dello spessore dell’intonaco e va poi ricoperta con uno strato di malta di fondo di 1 mm (almeno 0,5 mm nella zona della sovrapposizione). La tabella in alto riassume spessori e posizionamento della rete di armatura nei sistemi ETICS (con pannelli in EPS e MW). Nel caso in cui gli spigoli siano protetti con profili, la rete di armatura, sovrapposta di almeno 10 cm su entrambi i lati, e il profilo angolare vengono annegati nell’intonaco di fondo nella stessa larghezza della striscia. Si ricorda che nel caso in cui lastre di EPS rimangano esposte per lungo tempo alla radiazione solare UV senza protezione, è necessario intervenire mediante carteggiatura della superficie e rimuovere la patina giallastra formatasi, prima di applicare l’intonaco di fondo: in ogni caso la polvere prodotta dalla levigatura deve essere asportata dalla lastra; anche le irregolarità devono essere rimosse mediante abrasione. Le eventuali irregolarità presenti in sistemi a cappotto con lana di roccia richiedono una livellatura con uno strato di compensazione (intonaco di fondo). Dopo la maturazione dell’intonaco di fondo può essere applicato l’intonaco di finitura previa stesura del primer, se richiesta, così da impedire la formazione di macchie. Lo spessore minimo consigliato per lo strato di finitura è ≥ 1,5 mm con struttura piena e ≥ 2 mm con struttura rigata. Per finiture a grana fine è richiesta la stesura di più mani fino al raggiungimento dello spessore desiderato; è ammesso l’uso di rivestimenti a grana inferiore di 1,5 mm solo in alcune zone dell’edificio quali contorni di finestre, bordi e fasce marcapiano. Sui rivestimenti minerali eventualmente posati in corrispondenza della zoccolatura dovrebbe essere applicato un rivestimento protettivo idrorepellente.

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Nella scelta del colore di finitura è indispensabile considerare l’indice di rifrazione (IR) della luce al fine di evitare il surriscaldamento dei sistemi ETICS (soprattutto per quelli in EPS). Considerando che l’IR del colore bianco è pari al 100% e quello del nero a 0%, si suggerisce di usare colori con IR tra il 20% e il 30% a seconda della posizione geografica, come pure in caso di superfici esposte a grande soleggiamento (sud e ovest) o in zone caratterizzate da forte irradianza (zone climatiche A, B, C, alta montagna, zone con riverbero, quali il fronte mare o i corsi d’acqua). Con elevati spessori di isolante il valore dell’indice di riflessione deve essere aumentato. Al fine di garantire un risultato funzionale, performante, esteticamente valido e duraturo di un sistema ETICS è dunque necessario assicurare, oltre alle prescrizioni tecniche, una idonea progettazione del sistema, nodi tecnologici inclusi, e una corretta e professionale posa in opera, con cura e attenzione al dettaglio, garantendo in questo modo la tenuta alle sollecitazioni dovute agli agenti atmosferici e all’utilizzo dell’edificio18.

Note 1 - La Germania ha registrato 42,5 milioni di metri quadrati posati nel 2011, mentre la Polonia 35 milioni; l’Austria scende a 10 milioni (fonte: IlSole24Ore Casa24 Plus, 1 novembre 2012). 2 - Quanto affermato è ovviamente da misurarsi con l’effettiva fattibilità tecnica, soprattutto per quanto concerne i casi di ristrutturazione e riqualificazione dell’esistente. 3 - È importante ricordare che il ricorso alle energie rinnovabili di per sé non è la soluzione per rendere virtuoso e performante un edificio, che, poco o male isolato, continua a consumare troppo e quindi a sprecare troppa energia, indipendentemente dal modo in cui questa viene generata. Dai risultati presentati a Strasburgo lo scorso ottobre durante il convegno annuale dell’European Association for Etics, emerge che, se a livello europeo fossero stanziati 584 miliardi di euro per incentivare l’utilizzo di sistemi di isolamento negli edifici, entro

il 2050 si ridurrebbero le emissioni del 71% per un risparmio di oltre 1000 miliardi di euro, con un conseguente guadagno netto di 474 miliardi e con la creazione di oltre 800 mila posti di lavoro. 4 - L’EOTA (European Organization for Technical Approval) è l’ente deputato ad emanare il cosiddetto benestare tecnico europeo, o ETA (European Technical Approval) da non confondersi con il marchio CE. 5 - Per utilizzi diversi da questo vengono elaborate singolarmente dai membri dell’EOTA delle linee guida specifiche, le cosiddette CUAP (Common Understanding of Assesment Procedure). 6 - In quest’ultimo caso è consigliabile annegare una rete di armatura di almeno 30x30 cm nel collante che verrà utilizzato per i pannelli coibenti ed effettuare la prova dopo tre giorni (se le condizioni ambientali rallentano l’asciugatura del collante, il tempo di attesa per la prova sarà superiore). 7 - Nel caso in cui siano superate le tolleranze previste, è necessario adottare misure di compensazione per ottenere un supporto adatto all’incollaggio. 8 - In presenza di carbonatazione e/o ossidazione dei ferri di armatura devono essere eseguiti i cicli di ripristino con interventi specifici. 9 - Nelle strutture in legno devono essere considerati i possibili movimenti (ad esempio nei nodi) e, se necessario, adottare misure atte a contrastarli. 10 - I rivestimenti ceramici non ben ancorati al supporto devono essere rimossi.

11 - Per fessure fino a 5 mm si può procedere sigillando con schiume a bassa densità; verificare però sempre con il produttore/fornitore del sistema l’idoneità della schiuma. Il riempimento deve avvenire su tutto lo spessore della lastra. 12 - ETAG 014: Linee guida tecniche europee per tasselli in materiale plastico per sistemi isolanti a cappotto (ETICS). 13 - La resistenza all’estrazione dal supporto (valore caratteristico di resistenza NR,K) si ottiene calcolando il valore medio di 15 misurazioni, computando il valore medio Nm dei 5 valori più bassi ottenuti da tutte le misurazioni effettuate. La classe di carico N1 si determina, applicando il fattore di sicurezza (γ = 4) al valore medio Nm ottenuto. È richiesto il raggiungimento di una classe di carico N1 pari ad almeno 0,15 kN 14 - In base all’EOTA TR 026, ossia al Rapporto Tecnico 026 emesso dall’European Organization for Technical Approval (l’ente europeo per il rilascio del Benestare tecnico europeo). 15 - In base all’EOTA TR 026. 16 - In base all’EOTA TR 025. 17 - Il territorio nazionale è diviso in 9 zone in base al D.M. 14/01/2008. 18 - In tal senso un utile riferimento è il Manuale per l’applicazione del Sistema a Cappotto, redatto da CORTEXA_Consorzio per la cultura del sistema a cappotto, dal quale molto di questo articolo è stato tratto. Per riferimenti www.cortexa.it

Qui a fianco, alcune immagini dimostrative della posa di un cappotto (fonte: Cortexa).

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ISOLAMENTO IN EPS

StoTherm Classic

sistema di isolamento termico per facciate

Descrizione. StoTherm Classic è un sistema di coibentazione termica per facciate che utilizza come isolante lastre in EPS e componenti esenti da cemento, garantendo la massima sicurezza contro i rischi di fessurazione. L’elemento centrale del sistema è il pannello in EPS che, a seconda della planarità del muro, viene incollato, fissato con tasselli o con profili metallici. StoTherm Classic è 10 volte più resistente agli urti rispetto ai sistemi minerali e test eseguiti in laboratorio dimostrano ottima resistenza anche alle sollecitazioni meccaniche e ai danni causati dalla grandine. Possiede elevata resistenza all’attacco di microrganismi, quali alghe e muffe, e agli agenti atmosferici,

oltre che una buona permeabilità al vapore acqueo. Si possono utilizzare anche finiture scure (con IRL<20), in particolare la pittura termoriflettente per facciate StoColor X-black, poiché i pigmenti speciali NIR (Near Infrared), contenuti nel rivestimento, consentono di ridurre e mantenere il picco di temperatura da esposizione alla luce solare al di sotto di 70 °C, proteggendo al contempo l’involucro dalla formazione di crepe. Inoltre, con l’innovativo sistema di incollaggio StoTurbofix si ottimizzano i tempi di realizzazione con un risparmio di 1/3 rispetto ai tempi normali di esecuzione dei lavori. È dotato di certificazione europea ETA-03/0027. Utilizzo. È un sistema ideale per edifici con obiettivi di elevato risparmio energetico e per le case passive. Può essere usato sia per l’isolamento dei nuovi edifici sia nelle ristrutturazioni del patrimonio immobiliare esistente. Si posa su vari tipi di supporto, dalle murature in calcestruzzo, blocchi di calcestruzzo cementizio, laterizio, calcestruzzo poroso, alle murature a vista, ai prefabbricati, come anche su pareti esterne in legno conformi e costruite con pannelli normati od omologati.

Cantina Weingut Niklaserhof, Caldaro (BZ), progetto di WN ARCHITECTS, Bolzano (Foto: René Riller, Silandro - BZ). Componenti Sto: sistema di isolamento termico per facciate StoTherm Classic; finitura a intonaco Stolit Effect e pittura metallescente StoColor Metallic.

12 1 2 3 4 5 6 7*

4 5 4

6 7*

Supporto Incollaggio Lastra in EPS Malta di armatura Rete di armatura Rivestimento di finitura Pittura supplementare (non rappresentato)

_Dati tecnici__________ Spessore dell’isolante fino a 400 mm Conducibilità termica lastra in EPS 0,031 W/mK Resistenza a sollecitazioni meccaniche fino a 15 J Resistenza a urti > 60 J Classe di resistenza al fuoco del sistema B-s2, d0 (UNI EN 13501-1)

STO ITALIA www.stoitalia.it

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ISOLAMENTO ANTISISMICO

Röfix SismaCalce

sistema di isolamento termico per facciate e adeguamento sismico

Descrizione. Röfix SismaCalce rappresenta l’unione combinata di un sistema di isolamento a cappotto Röfix, scelto in funzione dei requisiti termoigrometrici e prestazionali desiderati, e del rinforzo armato della muratura SismaProtect, una soluzione che consente di ottenere con estrema semplicità un rinforzo antisismico assieme a una coibentazione integrale migliorando contemporaneamente le prestazioni statiche e termiche di un edificio. Diversi sono i sistemi a cappotto che si possono abbinare al rinforzo armato, ovvero SismaCalce Light con isolante in EPS grigio con tagli antitensioni, SismaCalce Firestop con lana di roccia e SismaCalce Corktherm con sughero. In unione con una malta minerale a base di calce idraulica naturale, la rete SismaProtect, in fibre di vetro e fibre sintetiche speciali, quadriassiale, alcali resistente, è caratterizzata da un’alta resistenza in tutte le direzioni con grande capacità di dissipazione dell’energia sismica e di dispersione delle tensioni sul paramento murario, ottenendo un fenomeno fessurativo diffuso senza lesioni concentrate. Al fine di valutare l’efficacia della tamponatura, presso l’Università di Padova (Dipartimento di Ingegneria) sono state effettuate prove sperimentali, le quali hanno messo in evidenza significativi miglioramenti di una muratura con SismaCalce rispetto a una muratura semplice, ottenendo un elevato livello di sicurezza. La maggiore resistenza, duttilità e capacità dissipativa della muratura rinforzata, sia agli spostamenti nel piano sia alle azioni fuori piano, attestano la validità del sistema per ottenere comportamenti meno fragili e ridurre il rischio di crolli parziali o totali di elementi di tamponamento, salvaguardando l’incolumità delle persone.

Componenti e utilizzo. Il sistema Röfix SismaCalce è composto da: intonaco di fondo a base di calce idraulica naturale, rete antisismica, collante e rasante, pannello isolante, tasselli a vite, collanti e rasanti, rete di armatura, primer e rivestimento a spessore. Rappresenta la soluzione ideale per gli edifici di nuova costruzione e da riqualificare, quale innovativo sistema combinato di isolamento termico a cappotto e rinforzo antisismico per un migliorare la sicurezza, il risparmio energetico, la qualità abitativa e per un incrementare il valore dell’immobile.

_Dati tecnici__________ Spessore EPS fino a 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 300 mm Lunghezza 1000 mm Larghezza 500 mm Massa volumica ca. 15 kg/m3 Conducibilità termica EPS 0,031 W/mK Permeabilità al vapore µ ca. 45 Resistenza alla flessione > 100 kPa Resistenza al taglio ca. 0,05 kN/m2 Resistenza alla trazione trasversale > 150 kPa Classe di resistenza al fuoco (SismaCalce Light) EN 13501: B-s2-d0

RÖFIX www.roefix.com

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a cappotto

ISOLAMENTO IN LANA MINERALE

Capatect OrCA DarkSide sistema di isolamento termico per facciate e zoccolature

Descrizione. Capatect OrCA DarkSide, oltre ai notevoli vantaggi tecnici ed economici propri dell’isolamento a cappotto, consente di utilizzare delle tonalità di finitura impensabili per le facciate isolate dall’esterno. Le forti escursioni termiche e le alte temperature, infatti, unite a colori di finitura molto scuri causano enormi tensioni che gli strati tradizionali di rasatura armata non sono in grado di contrastare. Capatect OrCA DarkSide, grazie allo strato di rasatura superelestica, rinforzata con fibre di carbonio, e alla lana minerale termostabile, assorbe agevolmente le escursioni termiche e le temperature più elevate, consentendo l’uso sulle facciate coibentate di superfici scure e tinte intense fino a un indice di riflessione pari a 5. La fibra di carbonio nei sistemi di isolamento permette inoltre di conseguire la massima resistenza anche nelle zone molto sollecitate, come le zoccolature e gli ingressi, potenzialità testata

e dimostrata mediante il test di caduta della sfera di acciaio: Capatect OrCA DarkSide resiste a forze di impatto superiori a 60 Joule e alla grandine (classe 5, la massima prevista in questo caso). Il rivestimento al nano quarzo dona una maggior brillantezza e resistenza ai colori, riduce la tendenza alla contaminazione e offre un’estrema robustezza, mantenendo le facciate pulite più a lungo Capatect OrCA DarkSide è dotato di certificazione europea ETA09/0368. Utilizzo e componenti. Il sistema è adatto a essere posato su tutti gli edifici – anche in fabbricati alti, senza restrizioni – ed è formato da un pannello rigido in lana di roccia a doppia densità (155/80 kg/m3); pannello in lana di roccia ad alta densità (150 kg/m3); armatura di supporto; rete speciale per il sistema di isolamento termico ininfiammabile; finitura murale con particello di nano quarzo. CAPAROL www.caparol.it

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ISOLAMENTO IN SILICATO DI CALCIO IDRATO

Multipor

pannello isolante termico

Descrizione. Multipor è un pannello di origine totalmente minerale che offre un ottimo isolamento termico sia in regime estivo che invernale; possiede rigidità e resistenza meccanica, elevata traspirabilità, ottime caratteristiche di assorbimento acustico ed è ininfiammabile. È la soluzione ideale per correggere i ponti termici in corrispondenza di travi, pilastri o setti, come rivestimento puntuale, in corrispondenza di questi elementi disperdenti così da garantire edifici efficienti energeticamente, confortevoli e salubri. Nel restauro di edifici storici e nella ristrutturazione del patrimonio edilizio esistente Multipor permette l’isolamento dall’interno senza necessità di barriere al vapore (indispensabili nel caso di utilizzo di materiali tradizionali) consentendo un notevole comfort interno e un’ottima conservazione delle murature esistenti poiché, grazie all’elevata traspirabilità, le pareti man-

tengono asciutte regolando l’umidità interna. Il pannello viene direttamente incollato alla parete con applicazione di malta leggera su tutta la superficie senza ulteriori fissaggi meccanici, richiesti invece per la posa in opera all’esterno. Multipor è dotato di Omologazione tecnica Europea ETA-05/0093 e certificato Natureplus®. Utilizzo. Grazie alle sue particolari caratteristiche tecniche garantite dalla sua natura minerale, il pannello permette l’isolamento termico ottimale in numerose applicazioni, quali: la coibentazione esterna a cappotto, la risoluzione dei ponti termici, l’isolamento dall’interno, di tetti, di coperture e terrazze, di solai freddi e di garage. È utilizzabile sia in edifici di nuova costruzione a basso consumo energetico, quanto anche in edifici da recuperare, vista la leggerezza e le dimensioni maneggevoli che ne garantiscono un’applicazione rapida e sicura.

_Dati tecnici__________ Formato 600x390 mm Spessore 50, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200 mm Conduttività termica di calcolo (λD) 0,045 W/mK Calore specifico 1300 J/kgK Peso specifico da ≥ 100 a ≤ 115 kg/m3 Resistenza al passaggio del vapore acqueo (µ) 3 Resistenza allo strappo > 0,08 N/mm2 (valore medio) Resistenza alla compressione ≥ 0,30 m2 N/mm2 (valore medio) Classe di resistenza al fuoco non infiammabile Classe A1

YTONG XELLA ITALIA www.ytong.it

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a cappotto

ISOLAMENTO IN MINERALE

weber.therm robusto sistema di isolamento termico a cappotto

Descrizione. Il sistema weber.therm robusto è la soluzione ideale per realizzare un isolamento a cappotto declinabile secondo qualunque alternativa estetica, dalle più tradizionali finiture minerali (alla calce o ai silicati) ai rivestimenti in pietra, legno, lamiera metallica, ecc. Questa nuova libertà di espressione è resa possibile dall’innovativo sistema costruttivo in cui il pannello coibente minerale è desolarizzato dalla muratura sottostante e dagli strati di rivestimenti sovrastanti grazie a un sistema brevettato di tasselli e viti che ancorano l’intonaco alla muratura bypassando il pannello. Non è dunque indispensabile che l’isolante sia incollato al sottofondo - la funzione portante è svolta dal sistema intonaco armato, dalla rete e dall’ancoraggio - e ciò rende l’applicazione semplice e veloce. La soluzione tecnica e funzionale weber.therm robusto nasce dalla sinergia tra due Business Unit del gruppo Saint Gobain PPC Italia Spa, che abbina un pannello isolante minerale (Isover E100 S G3 touch) con prodotti di finitura (intonaci rasanti e rivestimenti decorativi Weber) a base minerale, che donano all’intero sistema elevate prestazioni di traspirabilità, di isolamento acustico e di reazione al fuoco. Il pannello minerale è prodotto con almeno l’80% di vetro riciclato e con una resina termoindurente di nuova generazione che associa componenti organici e vegetali. Utilizzo. weber. therm robusto rappresenta la soluzione ideale nelle opere di ristrutturazione, non essendo necessaria la preparazione del supporto, e nelle nuove edificazioni. Il pannello isolante viene tassellato alla muratura e all’interno del tassello in plastica vengono inserite viti speciali, previa perforazione della muratura. La rete metallica di armatura viene in seguito fissata all’occhiello dei tasselli mediante appositi ganci. La superficie viene quindi spruzzata con intonaci ad alte prestazioni e ad applicazione meccanizzata e completata con successiva finitura. _Dati tecnici__________ Formato isolante 1200x600 mm Spessore dell’isolante 30, 40, 50, 60, 80 mm Conducibilità termica 0,031 W/mK Coefficiente di diffusione al vapore (µ) 1 Calore specifico 1030 J/kgK Classe di resistenza al fuoco A1 (EN 13501-1)

SAINT GOBAIN PPC ITALIA www.netweber.it

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ISOLAMENTO IN FIBRA DI LEGNO

Hofatex SysTem

sistema di isolamento a cappotto

_Dati tecnici__________ Pannello fibra di legno Formato pannelli (lxhxs) bordo incastro: 1300x 590x40/60/80/100 mm; bordo liscio: 2600x1220x20/40/60 mm – 1200x600x20/40/60/80/100 – 800x600x120/140/160/180/200 mm Conducibilità termica pannello (λ) 0,045 W/mK Coefficiente di diffusione al vapore (µ) 5 Densità 210 kg/m3 Resistenza alla compressione min. 100 kPa Resistenza alla trazione verticale min. 30 kPa Classe di resistenza al fuoco E (UNI EN 13501-1)

Descrizione. L’uso della fibra di legno come isolante conferisce al sistema di coibentazione a cappotto elevata qualità ed ecologicità, oltre ad alte proprietà termiche e acustiche. La bassa conduttività e l’alta capacità termica dei pannelli assicura un ottimo isolamento nella stagione invernale e protezione dei locali interni contro il surriscaldamento durante i mesi estivi. Inoltre, la possibilità di utilizzare strutture aperte con diffusione consente di raggiungere un grado elevato a livello di struttura edilizia e di proprietà fisiche, garantendo un piacevole comfort abitativo. Nella posa dei pannelli è necessario verificare che la superficie della struttura sia asciutta, non intaccata da muffe e piana; le eventuali irregolarità devono essere corrette mediante levigatura e piallatura della struttura in legno e mediante applicazione di malta nelle strutture massicce. La fibra di legno viene agganciata e fissata a secco tramite tasselli (profondità minima 25 mm) o mediante fermagli (fissaggio minimo 30 mm). L’isolante deve essere stoccato in un luogo privo di umidità, orizzontalmente, e protetto da eventuali danneggiamenti. Il prodotto è conforme alle normative EN 13171 e alla EN 622. Componenti e utilizzo. Il sistema completo prevede la rasatura, usando un rasante particolarmente resistente agli urti, l’annegamento della rete di armatura e l’applicazione del rivestimento murale. Nella zoccolatura vengono utilizzati pannelli in EPS per zoccolatura. Sulla superficie di rivestimento murale nella zona sotto a contatto con il terreno va applicata l’opportuna impermeabilizzazione per evitare fenomeni di umidità di risalita. Sviluppato come sistema isolante di facciata con intonaco, Hofatex SysTem può essere usato su strutture in legno massiccio e a telaio e su edifici in muratura o in cemento. È utilizzabile nelle nuove costruzioni, nel risanamento e nelle ricostruzioni di edifici calcestruzzo.

NORDTEX www.nordtex.it

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a cappotto

ISOLAMENTO IN EPS CON GRAFITE ®

Baumit open reflect FS sistema di isolamento termico e acustico per facciate

Descrizione. Il sistema Baumit open®reflect per l’isolamento delle facciate garantisce un isolamento termico molto efficace (il 23% in più rispetto a un normale isolamento termico) e crea un clima abitativo piacevole sia nei nuovi edifici che nei fabbricati recuperati e riqualificati energeticamente, riducendo notevolmente le perdite di energia attraverso le pareti perimetrali. Grazie a materiali tecnologicamente innovativi, Baumit open®reflect può inoltre garantire anche un miglioramento delle prestazioni acustiche delle facciate: il sistema di coibentazione prevede infatti l’utilizzo di un pannello, open®reflect FS, che unisce caratteristiche di isolamento termico a quelle di fonoassorbenza. Il pannello in EPS grigio, additivato con grafite, grazie a un processo di elastificazione, riduce il rumore all’interno dell’edificio. Il pannello, disponibile in vari spessori e anche battentato, è altamente traspirante, indeformabile, resistente all’invecchiamento, non soggetto a contrazione e difficilmente infiammabile; non contiene fluoroclorocarburi, fluoroclorocarburi alogenati e fluorocarburi alogenati. Il pannello è testato in base alla EN 13163 e certificato ETAG 004. Utilizzo e componenti. Il sistema è idoneo per edifici nuovi ed edifici da riqualificare e si compone di: collante e livellante minerale per incollare e rasare i pannelli isolanti e per annegare la rete portaintonaco; pannello isolante in EPS additivato con grafite; rete portaintonaco in fibra di vetro resistente agli alcali; primer con funzione di aggrappante e regolatore del potere assorbente per la finitura; finitura in pasta, di basso spessore.

_Dati tecnici__________ Spessore pannello da 100 a 200 mm Formato pannello isolante 1000x500 mm Conducibilità termica pannello (λ) 0,031 W/mK Resistenza al passaggio del vapore (µ) < 10 Peso specifico apparente 15-18 kg/m3 Classe di resistenza al fuoco Euroclasse E secondo EN 13501-1

Stratigrafia rendering (dal muro): Collante Baumit openContact Pannello Baumit open r FS Rasante Baumit openContact Rete porta intonaco Baumit Tex Fissativo Baumit openPrimer Finitura Baumit openTop o Baumit NanoporTop Tassello Baumit Klebeanker

BAUMIT ITALIA www.baumit.it

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Luca Ceccotti ingegnere, Phd in Energetica

APPLICAZIONI DELL’ENERGIA GEOTERMICA

L’energia geotermica, cioè il calore presente negli strati più profondi della crosta terrestre, rappresenta un’importante risorsa energetica rinnovabile utilizzabile, mediante pompe di calore, per la climatizzazione degli edifici.

Quando si parla di energia geotermica si intende il calore contenuto all’interno della Terra, che può essere sfruttato dall’uomo direttamente come tale o in seguito alla sua trasformazione in un’altra forma energetica, come ad esempio quella elettrica. Questo flusso di energia, che si propaga dalle zone più interne del nostro pianeta, è dovuto in parte al calore originario ancora contenuto nel nucleo e nel mantello, e in parte al calore radiogenico derivante dal decadimento degli isotopi radioattivi dell’uranio (U238 e U239), del torio (Th232) e del potassio (K40) presenti all’interno del globo terrestre. Valutando il flusso termico emesso attraverso la superficie terrestre e quello proveniente dal decadimento degli isotopi radioattivi, si è giunti alla conclusione che in questo caso non vi è equilibrio tra calore disperso e calore generato. Pertanto, si può affermare che il nostro pianeta si sta raffreddando, seppur molto lentamente. Per avere un riferimento, per il mantello terrestre, che si trova a una temperatura media di 4000 °C, il raffreddamento è stimato in circa 300 °C in tre miliardi di anni. L’energia termica della Terra è enorme e finora è stata sfruttata direttamente solo nelle zone in cui particolari condizioni geologiche permettono all’acqua, in fase liquida o di vapore, di trasportare il calore dalla profondità del pianeta fino alla sua superficie, o in prossimità della stessa. La temperatura del terreno, nei primi metri al di sotto della superficie, corrisponde con buona approssimazione a quella media dell’aria esterna, ed è prossima a 15 °C nella nostra fascia cli72

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matica. Scendendo in verticale, questa temperatura aumenta con la profondità in media di circa 2,5-3 °C ogni 100 metri. È proprio questa differenza di temperatura a dare origine al flusso di calore dall’interno verso l’esterno della Terra. In alcune zone particolari questo gradiente può raggiungere valori superiori anche di dieci volte quello normale.

Il sistema geotermico

Un sistema geotermico è formato dalla sorgente di calore, da un serbatoio e dal fluido che trasporta il calore. La sorgente può essere un’anomalia costituita da magma che si è posizionato a una profondità relativamente piccola, e in tal caso è ad alta temperatura, oppure può essere il normale calore della terra, caratterizzato da un livello termico relativamente basso. Con il termine “serbatoio” si intende di solito un insieme di rocce calde e permeabili dove i fluidi possono circolare assorbendo il calore, ricoperto da strati di roccia impermeabile. Il fluido geotermico è generalmente costituito da acque di origine meteorica che si trovano in fase liquida o di vapore a seconda delle condizioni di temperatura e pressione. Nelle località caratterizzate da attività geotermica ad alta temperatura, le acque meteoriche che penetrano nella zona serbatoio vengono riscaldate dal flusso termico derivante dagli strati magmatici più vicini alla superficie. Questo fluido più caldo e a minore densità tende a salire e a essere sostituito dal fluido più freddo e di densità

Larderello, inserimento delle torri evaporative nel paesaggio (Autore: Janericloebe).

Profondità e temperature medie dei principali strati costituenti la Terra (Elaborazione; fonte Doc Carbur – Licenza Creative Commons Attribuzione-Condividi allo stesso modo 3.0 Unported – http://creativecommons. org/licenses/bysa/3.0/deed.it).

maggiore proveniente dalle zone marginali più fredde. Nel caso di sistemi ad alta temperatura impiegati per la produzione di energia elettrica, i fluidi geotermici vengono estratti dal serbatoio, sono utilizzati per l’alimentazione di una turbina a vapore, quindi possono tornare nel serbatoio attraverso appositi pozzi di reiniezione per permettere il processo di ricarica della sorgente e ridurre l’impatto ambientale dell’impianto. Il nostro Paese è stato un pioniere nell’utilizzazione della risorsa endogena nella zona di Larderello, in Toscana, a partire dal 1827, prima per necessità legate all’industria di estrazione dell’acido borico poi, tra il 1910 e il 1940, per il riscaldamento di edifici residenziali, industriali e di serre. Inoltre, già nel 1904, proprio a Larderello fu effettuato con successo il primo esperimento per produrre elettricità dall’energia contenuta nel vapore geotermico (vedi foto qui a lato). I bacini attualmente sfruttati per la produzione elettrica sono caratterizzati da temperature superiori a 150 °C e profondità da poche decine a qualche migliaio di metri. Questi sistemi, che possono essere definiti “tradizionali”, consentono la produzione di energia elettrica in modo relativamente economico e permettono anche di utilizzare la fonte geotermica in modo diretto sotto forma di calore. Purtroppo però si tratta di una tecnologia applicabile limitatamente ad alcune località con caratteristiche particolari. In mancanza di disponibilità di calore a quote relativamente vicine alla superficie, esistono sistemi per sfruttare il calore di rocce poco permeabili a 4-5 km di profondità. Si parla in questo caso di geotermia profonda. È necessario prestare molta attenzione nell’utilizzo di queste tecniche in quanto vi è un certo rischio di generare delle scosse sismiche. Ad esempio, a Basilea, nell’inverno 2006/2007, si sono verificate alcune scosse durante l’esecuzione di un progetto che aveva lo scopo di realizzare un serbatoio geotermico artificiale creando delle fratture nel granito a 5 km di profondità. Il progetto fu temporaneamente bloccato, ma oggi diversi Paesi, tra cui la stessa Svizzera e gli Stati Uniti, investono cifre consistenti nella ricerca volta allo sfruttamento della geotermia profonda. Questi sistemi, chiamati anche EGS (Enhanced Geothermal Systems) sembrano promettere risultati molto soddisfacenti. In particolare, permettendo l’utilizzo dell’energia del terreno in qualsiasi punto sul pianeta, rappresentano una tecnologia applicabile ovunque per approvvigionarsi di energia.

Il terreno visto come fonte di energia rinnovabile

La geotermia rappresenta una fonte energetica rinnovabile se è impiegata con attenzione, evitando errori di progettazione che porterebbero altrimenti a un progressivo impoverimento della sorgente, fino a renderla tecnicamente improduttiva.

impianti

Nel confronto con le altre fonti rinnovabili, l’affidabilità e le prestazioni degli impianti geotermoelettrici sono le migliori. Infatti, la fonte geotermica è disponibile in modo costante nel tempo, durante l’intero arco dell’anno. Nella ricerca di fonti per l’approvvigionamento di energia che siano rinnovabili e sicure, in quanto non determinano una dipendenza da forniture straniere, soprattutto da Paesi politicamente instabili, è opportuno tenere in attenta considerazione la geotermia. Nello studio “The future of Geothermal Energy” del Massachusetts Institute of Technology, facendo riferimento alla situazione degli Stati Uniti, si afferma che, per perseguire l’obiettivo di un incremento degli approvvigionamenti energetici da fonti indigene e rinnovabili, è necessario rivalutare tutte le alternative, in particolare quelle che sono ampiamente disponibili e ben distribuite sul territorio nazionale. Tra queste, un’opportunità spesso trascurata è l’energia geotermica, prodotta sia con i sistemi convenzionali basati sullo sfruttamento di risorse idrotermiche, sia con i sistemi detti EGS. Questi ultimi sfruttano l’energia che può essere estratta a una maggiore profondità (tra i 3 e i 10 km) in qualsiasi punto della superficie della Terra. In Italia la quantità di impianti alimentati da fonti rinnovabili, utilizzati per la produzione di energia elettrica, è caratterizzata da un trend di crescita annuale che continua a mantenersi a livelli molto elevati da diversi anni. Il numero di impianti geotermici destinati alla produzione di energia elettrica è invece rimasto praticamente costante nel decennio 2000-2011, pur registrando un aumento della potenza complessivamente installata di circa il 23% nello stesso periodo, probabilmente grazie a un ammodernamento tecnologico degli impianti. Nel 2011 in Italia risultavano esistenti 33 impianti geotermoelettrici, per una potenza di 772 MW, corrispondente al 2% della potenza dell’intero parco impianti a energia rinnovabile. Per quanto riguarda la distribuzione geografica sul territorio italiano, gli impianti sono concentrati nella regione Toscana, nelle province di Pisa, Siena e Grosseto. Rispetto agli altri Paesi UE, l’Italia è l’unico in cui la produzione geotermoelettrica ricopre un ruolo rilevante nel mix di produzione rinnovabile, con oltre 5 TWh nel 2011. Anche a livello mondiale, in base ai dati disponibili fino al 2009, l’Italia si trova al terzo posto, dopo gli Stati Uniti e il Messico, per la quantità di energia elettrica prodotta con questa fonte (vedi grafico in alto).

Le applicazioni dirette del calore del terreno

Tra gli utilizzi non elettrici della risorsa geotermica vi sono quelli per la climatizzazione ambientale mediante pompe di calore, il riscaldamento di serre, l’acquacoltura, il teleriscaldamento e

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Produzione geotermoelettrica nel mondo nel 2009 (Fonte: GSE).

gli impieghi industriali. Fin dal 1938 una pompa di calore assicura il riscaldamento del Municipio della città di Zurigo prelevando calore dal fiume Limmat che attraversa la città. Il nuovo Palazzo Lombardia a Milano è climatizzato mediante pompe di calore ad acqua di falda. Utilizzando pompe di calore è possibile realizzare anche impianti di teleriscaldamento, come quello della zona di Milano Est denominato “Canavese”, costituito da pompe di calore ad alta temperatura e di grande potenza che sfruttano l’energia geotermica contenuta nell’acqua di falda. A Ferrara, l’energia termica che alimenta il sistema di teleriscaldamento proviene oggi per il 41% da pozzi geotermici ed è in fase di realizzazione un progetto con il quale si prevede di incrementare di un ulteriore 15,4% il contributo di questa fonte (si veda box a pag. 77). Anche per singoli edifici residenziali di dimensioni più contenute è possibile realizzare impianti di climatizzazione che utilizzano pompe di calore geotermiche. Da qualche anno, infatti, le pompe di calore vengono spesso impiegate al posto delle caldaie nella climatizzazione di edifici. Questi generatori si distinguono a seconda del fluido da cui assorbono calore e di quello a cui lo cedono per riscaldare l’ambiente interno. Quando il calore viene sottratto all’aria, all’acqua o al terreno, ed è utilizzato per innalzare la temperatura dell’acqua di un impianto di riscaldamento, la pompa di calore sarà rispettivamente del tipo aria/acqua, acqua/acqua o terreno/acqua. L’aria è la sorgente di calore più economica e facilmente raggiungibile ed è disponibile tutto l’anno per 24 ore al giorno. La sua temperatura però è soggetta a continue variazioni nel corso di una giornata e pertanto anche l’efficienza della pompa di calore varia piuttosto repentinamente. Dal punto di vista termico, l’acqua di falda sarebbe conveniente per l’alimentazione della pompa di calore in considerazione del fatto che la temperatura del fluido è pressoché costante e vicina a quella media annuale dell’aria della località, se non addirittura più elevata in alcuni casi. Nonostante ciò, le difficoltà burocratiche da superare per lo sfruttamento del fluido di falda

Sotto, scambiatore di calore realizzato con perforazione verticale (Fonte: Geotherm S.r.l.). In basso, scambiatore di calore realizzato con tubazioni installate orizzontalmente (Fonte: Geotherm S.r.l.).

ne scoraggiano spesso l’impiego, soprattutto nel caso di piccoli impianti. Pertanto, si sono diffusi i sistemi di captazione del calore realizzati mediante uno scambiatore di calore a circuito chiuso, costituito da tubazioni inserite in trivellazioni che raggiungono una lunghezza media di circa 100 metri l’una (vedi imm. sotto). In altri casi le tubazioni sono posizionate orizzontalmente alla profondità di circa un metro dalla superficie del terreno (vedi imm. in basso). In questo modo vengono scongiurati i pericoli di inquinamento della falda, non essendoci scambio di fluidi tra questa e lo scambiatore interrato. In alcuni casi, per la realizzazione dello scambiatore si utilizzano le strutture che costituiscono le fondamenta di un edificio, quali ad esempio i pali, le pareti o le solette. All’interno di queste strutture vengono inserite le tubazioni dello scambiatore, che sono poi annegate nel cemento della struttura, e quindi collegate alla pompa di calore. La lunghezza di ciascun tratto verticale può variare da qualche metro a una trentina di metri (vedi foto a pag. 76). L’utilizzo del terreno come serbatoio di energia per una pompa di calore non è una novità in alcuni Paesi: in Svizzera, solo nel corso del 2006, sono stati installati circa un milione di metri di sonde geotermiche. A livello mondiale, i Paesi con il maggior numero di impianti di climatizzazione con pompe di calore geotermiche sono gli Stati Uniti, seguiti dalla Svezia, dalla Germania, dal Canada e dalla Svizzera. In ambito europeo, nel 2009 si stimavano essere installati circa 900.000

impianti con pompe di calore geotermiche (vedi grafico a pag. 76). La corretta progettazione di un impianto geotermico è estremamente importante, sia per garantirne il funzionamento per tutta la durata dell’edificio da climatizzare, sia per non deludere le aspettative di risparmio energetico da parte di chi ha effettuato l’investimento in questa tecnologia. È necessario ridurre il più possibile il fabbisogno di energia dell’involucro mediante un’accurata progettazione dell’isolamento. Se l’impianto sarà utilizzato anche per la climatizzazione estiva, sarà di fondamentale importanza ridurre il carico termico utilizzando opportune schermature e predisponendo dei sistemi per la ventilazione. Tra gli obiettivi dei progettisti ci deve essere quello di bilanciare l’energia prelevata dal terreno in inverno e quella ceduta allo stesso durante l’estate, per evitare un progressivo impoverimento della risorsa termica. Lo scambiatore geotermico deve essere accuratamente dimensionato, sia dal punto di vista idraulico che geometrico. In particolare, la progettazione idraulica è fondamentale per evitare che si sviluppino perdite di carico eccessive con conseguente aumento dei consumi elettrici per il pompaggio. La determinazione del numero di sonde, della loro lunghezza e del loro posizionamento nell’area destinata allo scambiatore geotermico è fondamentale per evitare inaccettabili abbassamenti della temperatura del terreno. Un sottodimensionamento dello scambiatore geotermico, dovuto a un’errata valutazione o a un tentativo di contenere i costi dell’impianto, determina un funzionamento della pompa di calore caratterizzato da un COP più basso, consumi più elevati nei primi anni e con potenziali interruzioni di funzionamento dopo qualche anno di esercizio a causa della diminuzione di temperatura del terreno fino al suo possibile congelamento. Il dimensionamento dello scambiatore va effettuato in modo preciso e professionale, impiegando adeguati metodi di calcolo e appositi software che consentano di determinare i parametri dell’impianto utilizzando come dati di input fondamentali le caratteristiche termofisiche e idrogeologiche del terreno. Esiste la possibilità, utilizzando software di simulazione, di valutare l’andamento della temperatura nel terreno nell’intorno delle sonde geotermiche (vedi imm. in basso a pag. 76) e anche di prevedere il potenziale fenomeno chiamato solitamente “deriva termica”, costituito dalla diminuzione della temperatura del terreno nel tempo.

Riferimenti normativi riguardanti la geotermia in Italia

Senza la presunzione di essere esaustivi, elenchiamo le principali disposizioni legislative che riguardano lo sfruttamento della risorsa geotermica nel nostro Paese.

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Regio Decreto 29 luglio 1927, n. 1443 – “Norme di carattere legislativo per disciplinare la ricerca e la coltivazione delle miniere nel regno” G.U. 23 agosto 1927, n. 194. D.P.R. 18 aprile 1994, n. 382 – “Disciplina dei procedimenti di conferimento dei permessi di ricerca e di concessioni di coltivazione di giacimenti minerari di interesse nazionale e di interesse locale.” Decreto Legislativo 11 febbraio 2010, n. 22 – “Riassetto della normativa in materia di ricerca e coltivazione delle risorse geotermiche, a norma dell’articolo 27, comma 28, della legge 23

luglio 2009, n. 99”. In questo Decreto, tra l’altro, si definiscono come “Piccole utilizzazioni locali di calore geotermico” anche quelle effettuate mediante l’installazione di sonde geotermiche che scambiano calore con il sottosuolo senza effettuare il prelievo e la reimmissione di acque calde o fluidi geotermici. In questo caso è richiesto il rispetto della specifica disciplina emanata dalla regione competente. Inoltre, il decreto citato specifica che le utilizzazioni tramite sonde geotermiche sono escluse dalle procedure regionali di verifica di assoggettabilità ambientale.

Sotto, da sinistra, preparazione di un palo geotermico mediante una sonda elicoidale Helix XXL di lunghezza 12 m con tubo PE-Xa; vista interna di un palo geotermico realizzato con una sonda elicoidale Helix XXL con tubo PEXa; inserimento del palo (Fonte: Rehau S.p.A).

Numero di pompe di calore installate per Paese in Europa”. Fonte dei dati: EurObserv’ER - Observatoire des énergies renouvelables. http://www.eurobserv-er.org/

Temperature in una sezione verticale del terreno in prossimità di un campo di sonde geotermiche orizzontali. Funzionamento estivo. Si nota la zona più calda in prossimità delle sonde. Valori ottenuti mediante simulazione effettuata con software Fluent. Fonte: Tesi di laurea, DIEG, Università degli Studi di Udine.

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Temperature in una sezione verticale del terreno in prossimità di un campo di sonde geotermiche orizzontali. Funzionamento invernale. Si nota la zona più fredda in prossimità delle sonde. Valori ottenuti mediante simulazione effettuata con software Fluent. Fonte: Tesi di laurea, DIEG, Università degli Studi di Udine.

Per quanto riguarda la sicurezza, citiamo: • DPR 9 aprile 1959, n. 128 - “Norme di polizia delle miniere e delle cave”. • Decreto Legislativo 25 novembre 1996, n. 624 - “Attuazione della direttiva 92/91/CEE relativa alla sicurezza e salute dei lavoratori nelle industrie estrattive per trivellazione e della direttiva 92/104/CEE relativa alla sicurezza e salute dei lavoratori nelle industrie estrattive a cielo aperto o sotterranee”. • Decreto Legislativo 9 aprile 2008, n. 81 - “Attuazione dell’articolo 1 della legge 3 agosto 2007, n. 123, in materia di tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro.” Per il dimensionamento degli impianti geotermici con pompe di calore, nel mese di novembre 2012 sono state pubblicate le norme: • UNI 11466:2012 “Sistemi geotermici a pompa di calore - Requisiti per il dimensionamento e la progettazione” • UNI 11467:2012 “Sistemi geotermici a pompa di calore - Requisiti per l’installazione” • UNI 11468:2012 “Sistemi geotermici a pompa di calore - Requisiti ambientali”. È inoltre disponibile la norma tedesca VDI 4640. Una metodologia analitica considerata tra le più sicure e affidabili per il dimensionamento delle sonde verticali è poi quella proposta dall’ASHRAE. La Specifica Tecnica UNI/TS 11300-4 prevede un metodo di calcolo per determinare il fabbisogno mensile dei vettori energetici dei sottosistemi di generazione con pompe di calore per riscaldamento e/o produzione di acqua calda sanitaria. Questa valutazione è utile ai fini della determinazione del fabbisogno di energia primaria per le verifiche richieste dal DLgs 192/2005 e s.m. e i. e per la certificazione energetica degli edifici. Per quanto riguarda contributi e sgravi fiscali per chi installa pompe di calore geotermiche, a livello nazionale ricordiamo il DM 6 agosto 2009, contenente disposizioni in materia di detrazioni fiscali per gli interventi di riqualificazione energetica del patrimonio edilizio esistente. Tale decreto contempla tra i possibili interventi la sostituzione di impianti di climatizzazione esistenti con pompe di calore ad alta efficienza o con impianti geotermici a bassa entalpia. L’installazione di impianti con pompe di calore geotermiche è considerata anche nello schema di decreto sul conto energia termico emanato l’8 novembre 2012.

Applicazione dell’energia geotermica al teleriscaldamento: l’esempio di Ferrara Quello di Ferrara potrebbe diventare uno dei sistemi di teleriscaldamento più “green” del pianeta, grazie soprattutto alla geotermia. È questo uno dei principali obiettivi del progetto denominato “Polo Energie Rinnovabili”, predisposto dal Gruppo HERA S.p.A. Il Progetto svilupperà la rete di teleriscaldamento nella zona est di Ferrara, incrementando il numero di appartamenti equivalenti serviti dagli attuali 22.000 a 37.500, ovvero circa il 40% degli alloggi della città. Cuore della nuova articolazione del teleriscaldamento sarà appunto il “Polo delle Energie Rinnovabili”, il cui “motore verde” saranno i 2 nuovi pozzi di prelievo geotermici (più uno di reimmissione), localizzati nella zona est della città. I pozzi potranno sviluppare una potenza di 14 MWt (megawatt termici). L’acqua calda dei pozzi potrà alimentare un’unità ORC (Ciclo Rankine Organico), in grado di produrre energia elettrica, con una potenza netta di 250 kWe, durante i mesi in cui il sistema di teleriscaldamento non sarà attivo. Attualmente l’energia distribuita mediante la rete di teleriscaldamento è prodotta per il 41% da pozzi geotermici collocati in località Casaglia. Con il nuovo Polo, il mix di fonti ad alimentazione della rete (che peraltro avrà raddoppiato la propria portata) sarà ancora più sbilanciato a favore delle rinnovabili: il 56,4% proverrà dalla geotermia, il 34,3% dal termovalorizzatore grazie alla valorizzazione a fini energetici dei rifiuti e delle biomasse agricole, lo 0,3% dal solare termico e solo il 9% dal gas metano, unica fonte non rinnovabile. Vista l’unicità del sistema in termini di applicazioni innovative a livello italiano, il “Polo Energie Rinnovabili” è stato annoverato tra le “Best Practices” dei progetti “Geopower” e “SDH Take-off”. Il primo è un progetto della durata di 2 anni, finanziato dal Programma Interreg IV C e basato sullo scambio di buone prassi in materia di geotermia a bassa entalpia. Il secondo è invece un progetto in ambito Intelligent Energy Europe (IEE) che vede la collaborazione di associazioni e imprese dei settori del teleriscaldamento e del solare termico, le cui azioni sono finalizzate ad analizzare e migliorare le condizioni del teleriscaldamento solare e a trasferire know-how e cooperazione fra gli attori nel mercato a livello europeo. Inoltre, in virtù dei benefici attesi e delle soluzioni innovative che rappresenterebbero il primo esempio di applicazione in Italia, il progetto “Polo Energie Rinnovabili” ha ottenuto il certificato di merito all’interno dell’“International District Energy Climate Awards 2011”, la cui premiazione si è svolta a Parigi il 9 Maggio 2011.

Bibliografia M. H. Dickson, M. Fanelli, Che cos’è l’energia geotermica?, Istituto di Geoscienze e Georisorse, CNR, Pisa, Italy. AA.VV., Rapporto statistico 2011 – Impianti a fonti rinnovabili, GSE. AA.VV., Geotermoelettrico – Rapporto statistico 2009, GSE. AA.VV.,The future of Geothermal Energy, Massachusetts Institute of Technology. F. Michio, “Geotermico: è facile sbagliare”, in Casa & Clima, n. 29, 2011 AA.VV., “Terra o aria?”, in Aicarr Journal, n. 15, 2012. M. De Carli, M. Donà, A. Calgaro, A. Zarrella, “Pompe di calore geotermiche, prestazioni energetiche e costi”, in Aicarr Journal, n. 15, 2012.

impianti

sistemi_geotermia

POMPA DI CALORE TERRA-ACQUA/ACQUA-ACQUA ®

Thermalia riscaldamento

Descrizione. Ricavando energia dal terreno o dalle falde acquifere, le pompe di calore Thermalia®, con valore COP certificato fino a 6,5, producono calore per il riscaldamento degli edifici. Nella versione standard la pompa copre temperature di mandata fino a 62 °C, rendendole adatte anche per il funzionamento con i radiatori tradizionali e quindi nella riqualificazione degli edifici esistenti. L’energia elettrica consumata è di 1 kW, a fronte di 4,5-6,5 kW di calore prodotti, grazie all’utilizzo di pompe di circolazione e di ricircolo con regolazione della velocità che riducono i consumi, aumentando l’economicità dell’impianto. La pompa di calore, compatta, dotata di tutti gli accessori e pronta per l’allacciamento, non poggia su piedini, ma su tappetini in gomma antivibranti; la struttura è montata su tre cuscinetti ed è dotata di rivestimento insonorizzante, garantendo elevata silenziosità. L’isolamento termico impedisce le perdite di calore. Nella versione Thermalia®dual la pompa è disponibile anche con la funzione di raffrescamento. Componenti e utilizzo. Gli scambiatori di calore sono in acciaio inox, consentendo un miglior trasferimento di calore all’acqua di riscaldamento grazie alle elevate temperature dell’acqua e all’eccellente rendimento. Le pareti laterali sono rimovibili per un comodo accesso a tutti i componenti in fase di manutenzione. La regolazione avviene mediante un quadro comandi comodo posizionato nella parte anteriore. A seconda della tipologia le pompe di calore sono adatte a diverse soluzioni: Thermalia® e Thermalia®H per gli edifici monofamiliari, Thermalia®twin con due livelli di potenza e Thermalia®dual per edifici di grandi dimensioni. Thermalia® Potenza termica (R134A) (kW) Coefficiente di prestazione COP Peso (kg) Dimensioni L/P/A (mm)

(6) 6,1 4,4 140

(8) 8,3 4,6 150

Thermalia®twin Livello Potenza termica (R407C) (kW) Coefficiente di prestazione COP Peso (kg) Dimensioni L/P/A (mm)

(20) 1 10,7 4,7 273

(20) 2 20,2 4,5 273

(10) 10,6 4,6 160

(28) 1 15,2 4,7 283

Thermalia®dual Potenza termica (R407C) (kW) Coefficiente di prestazione COP Peso (kg) Dimensioni L/P/A (mm) (12) 12,2 4,6 170

(28) 2 28,2 4,5 283

(15) H (6) 14,5 3,7 4,6 4,5 180 140 600/750/1480 (35) 1 18,0 4,7 293

(43) 43 4,3 590

H (8) 5,2 4,7 150

(35) H (20) 2 1 34,0 6,8 4,5 4,9 293 273 690/765/1120

(60) (74) 60,8 74,2 4,4 4,4 610 625 1450/650/1286 H (10) 6,6 4,8 160

H (20) 2 12,9 4,7 273

(90) 90,2 4,4 660

H (15) 9,3 4,9 180

H (28) 1 9,7 4,9 283

H (28) 2 18,3 4,7 283

HOVAL www.hoval.it

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H (35) 1 11,6 5,0 293

H (35) 2 21,9 4,8 293

POMPA DI CALORE TERRA-ACQUA/ACQUA-ACQUA

GAIA Acqua

riscaldamento, raffrescamento, produzione ACS

Descrizione. GAIA Acqua è un sistema completo a ciclo annuale per le nuove abitazioni, per produrre energia termica e frigorifera mediante il recupero dell’energia dall’acqua di falda o dal terreno con collettori sia verticali che orizzontali. Il sistema compatto comprende al suo interno tutti i dispositivi necessari per garantire la climatizzazione estiva, il riscaldamento invernale e la produzione di acqua calda sanitaria con accumulo di 186 litri collegabile direttamente ai collettori solari termici. È una pompa di calore estremamente flessibile con tecnologia a inverter in corrente continua applicata al compressore e ai circolatori. Grazie alla presenza dell’inverter, la velocità dei vari dispositivi può essere modulata in funzione della reale richiesta di energia, permettendo una riduzione ulteriore dei consumi e un miglioramento significativo dell’efficienza stagionale. GAIA Acqua può gestire fino a tre diverse zone con impianti a differenti temperature in funzione del tipo di terminale mediante valvole miscelatrici e circolatori in corrente continua a basso consumo e con modulazione automatica della portata d’acqua. Componenti e utilizzo. La macchina è dotata di tutti i dispositivi e i componenti idraulici e di regolazioni installati di solito in un impianto completo. Per incrementare ulteriormente il risparmio energetico è possibile equipaggiare l’unità con la funzione Natural Cooling, sfruttando la bassa temperatura dell’acqua o del terreno per raffreddare gratuitamente i locali senza l’uso del compressore, il quale si attiva solo quando il raffreddamento naturale non è più sufficiente a soddisfare le esigenze di comfort dell’abitazione. GAIA Acqua è idonea per impianti geotermici in ambito domestico. Unità per pannelli radianti W10/W35 Potenzialità termica (kW) Potenza assorbita totale (kW) COP (EN 14511:2011) B0/W35 Potenzialità termica (kW) Potenza assorbita totale (kW) COP (EN 14511:2011) W35/W18 Potenzialità termica (kW) Potenza assorbita totale (kW) EER (EN 14511:2011)

31 8,43 1,69 5 31 6,69 1,57 4,14 31 9,29 1,8 5,17

61 15,7 3,06 5,11 61 12,4 2,9 4,25 61 17,2 2,91 5,89

CLIVET www.clivet.com

sistemi

sistemi_geotermia

POMPA DI CALORE TERRA/ACQUA

Geolo

riscaldamento, raffrescamento, produzione ACS

Descrizione. Geolo è una pompa di calore che sfrutta l’energia presente nell’acqua o nel sottosuolo mediante scambiatori geotermici e che consuma solo 1 kW per portare l’energia dal terreno ai terminali di impianto con un rendimento in energia termica fino a 5 kW. Geolo fornisce acqua calda per il riscaldamento e per la produzione di acqua calda sanitaria; nella versione F assicra il raffrescamento in modalità free cooling. La pompa è dotata di un controllo intelligente che sovraintende il benessere climatico, operando con gestione delle curve climatiche, che permettono di variare la temperatura dell’impianto in funzione delle condizioni dell’aria esterna, adeguando l’apporto di calore al fabbisogno termico reale dell’edificio, garantendo così un notevole risparmio energetico; tutta le funzionalità possono essere gestite da remoto. Il software, presente nella macchina e dotato di un’interfaccia semplice e completa, permette di configurare l’impianto in fase di installazione in base alle esigenze, assicurando il corretto funzionamento del circuito di dissipazione e l’alimentazione dell’impianto di climatizzazione. Sulla parte superiore della macchina sono alloggiate 3 coppie di collegamenti idraulici (mandata e ritorno), 2 per il cir-

cuito di dissipazione, 2 per l’impianto e 2 per il circuito di produzione dell’acqua calda sanitaria. Componenti e utilizzo. La pompa di calore contiene tutti i dispositivi quali valvole, circolatori e circuiti idraulici necessari alla circolazione del fluido termodinamico nelle sonde e all’acqua nell’impianto. Geolo viene utilizzato per produrre acqua calda a 60 °C e acqua calda sanitaria e per la climatizzare in periodo estivo.

Unità per pannelli radianti Potenza termica Geolo B (kW) Potenza assorbita (kW) COP Potenza termica Geolo WW (kW) Potenza assorbita (kW) COP Potenza frigorifera Geolo (kW) Potenza assorbita (kW) EER

Geolo 10M 10,02 2,32 4,31 12,51 2,41 5,19 12,65 2,48 5,11

Geolo 13M 12,53 2,91 4,31 16,02 3,14 5,11 16,9 3,31 5,11

Geolo 14T 13,92 3,19 4,36 17,48 3,16 5,53 18,1 3,5 5,17

Geolo 16T 16,08 3,73 4,31 2,25 3,86 5,24 21,37 4,18 5,11

Geolo 19T 18,51 4,29 4,31 22,99 4,5 5,11 24,46 4,79 5,11

OLIMPIA SPLENDID www.olimpiasplendid.it

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POMPA DI CALORE TERRA-ACQUA / ACQUA-ACQUA

Viessmann Vitocal 300-G

riscaldamento, produzione ACS

_Caratteristiche__________ Versioni BW (master), BWS (slave) e BWC (con pompa di circolazione integrata – solo modelli A06-A17) Refrigerante R-410A Temperature di mandata fino a 60 °C Alimentazione trifase 400 V Peso da 113 a 158 kg (serie small) e da 277 a 345 kg (serie big) Dimensioni (hxlxp) 1049x600x845 mm (serie small); 1161x780x1086 (serie big)

Descrizione. Vitocal 300-G è una pompa di calore ad alta efficienza per la produzione di acqua calda sanitaria e per il riscaldamento. L’unità è disponibile nella versione terra-acqua con potenze nominali da 5,9 a 42,8 kW e nella versione acquaacqua da 7,9 a 58,9 kW. Se la richiesta di calore è superiore, è possibile abbinare due unità anche di diversa potenza in cascata in configurazione master/slave, per rispondere al meglio alle esigenze impiantistiche. Questa configurazione permette anche il funzionamento contemporaneo in modalità riscaldamento e produzione acqua calda sanitaria. Vitocal 300-G è dotata di regolazione avanzata con sistema di supervisione e diagnosi integrato RCD (Refrigerant Cycle Diagnostic System) per massimizzare l’efficienza in tutte le condizioni di esercizio. L’unità è inoltre in grado di memorizzare e visualizzare graficamente i valori di efficienza (potenze rese e assorbite) nelle varie condizioni di funzionamento. Componenti e utilizzo. Cuore della pompa di calore è il compressore ermetico Scroll, caratterizzato da elevata affidabilità e sicurezza di esercizio. Grazie agli scambiatori di grandi dimensioni e alla valvola di espansione elettronica, le unità sono in grado di raggiungere prestazioni elevate con temperature dimandata fino a 60 °C. Il particolare rivestimento e la struttura interna assicurano la massima silenziosità e una ridotta trasmissione di vibrazioni. Vitocal 300-G risulta quindi la soluzione ideale per provvedere al riscaldamento e alla produzione di acqua calda sanitaria negli edifici residenziali, commerciali e industriali.

Versione Terra-Acqua (BW) Potenzialità utile [kW]* Coefficiente di rendimento (COP)* Potenza sonora [dB (A)]

06 5,94 4,51 40

08 7,86 4,65 41

10 10,06 4,72 41

13 13,14 4,71 41

17 17,17 4,7 42

21 21,2 4,73 42

29 28,8 4,83 44

45 42,8 4,6 44

Versione Acqua-Acqua (WW) Potenzialità termica utile [kW]* Coefficiente di rendimento (COP)* Potenza sonora [dB (A)]

06 7,96 6,03 40

08 10,46 6,11 41

10 13,08 6,12 41

13 17,35 6,18 41

17 22,69 5,87 42

21 28,1 5,94 42

29 37,1 6 44

45 58,9 5,5 44

* condizioni di riferimento B0/W35, salto termico ΔT=5 K

* condizioni di riferimento W10/W35, salto termico utile ΔT=5 K

VIESSMANN www.viessmann.it

sistemi

approfondimenti_dettagli

di cantiere

CA’

DELLA

Agazzano (PC)

LUNA

progettazione

Michael Tribus Architecture realizzazione

2008 consumo

3 kWh/m2 anno fotografie

Michael Tribus Architecture

Nell’ultimo approfondimento sulla ristrutturazione di Ca’ della Luna ci soffermiamo su alcuni dettagli costruttivi, relativi a serramenti, copertura, vano scale e lucernario, tra progettazione e posa in opera. Come già visto nei numeri precedenti, l’ampliamento e la conseguente riqualificazione energetica del vecchio cascinale esistente ha consentito di risparmiare una notevole quantità di energia e di ridurre i costi di riscaldamento, passando da un consumo annuo di 8000 litri di gasolio a soli 280 per i 400 m2 dell’edificio. La progettazione accurata, la scelta di materiali e di tecnologie all’avanguardia nonché l’attenta posa in opera rappresentano i punti cardine della realizzazione di questo edificio a standard passivo. Nelle prossime pagine vedremo quali sono stati gli accorgimenti adottati dall’architetto Michael Tribus, analizzando in particolare le soluzioni di posa dei nuovi serramenti atte a garantire la tenuta all’aria e il miglioramento delle prestazioni termiche dell’involucro, il rifacimento e la costruzione della copertura con struttura in legno ad elementi scatolari, oltre alla soluzione adottata per l’illuminazione naturale del vano scala posto tra la vecchia e la nuova costruzione. 82

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SERRAMENTI

Nella posa del serramento, in una casa che ha come obiettivo il raggiungimento dello standard passivo, è fondamentale la tenuta all’aria di tutte le componenti del sistema finestra. Come è ben visibile dalle immagini e , il falso telaio posato su quattro lati è nastrato alla struttura dell’edificio lungo tutto il perimetro. Nelle fotografie e , così come nel disegno a lato, si nota che il serramento e il cassonetto che accoglie la schermatura sono posati a filo muro esterno, all’interno dello spessore dell’isolante. Nell’edificio esistente il serramento non è stato sostituito ed è rimasto alloggiato all’interno dello spessore della muratura; sono state, però, isolate le spallette del foro finestra .

approfondimenti

COPERTURA

Sia nel nuovo edificio sia nella parte relativa all’ampliamento la copertura è stata realizzata con un sistema costituito da elementi scatolari in legno, composti da travi portanti a doppia T e da pannelli in OSB, ben visibili nel disegno in basso e nelle immagini e , successivamente coibentata con cellulosa insufflata. Un tavolato grezzo su listelli chiude la camera di ventilazione; in seguito sul tavolato verrà steso uno strato impermeabilizzante. Una parte della copertura è piana, con strato protettivo in ghiaia e alloggiamento dell’impianto solare termico .

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DETTAGLIO

E VETRATA

VANO SCALE

Tra il nuovo e il vecchio edificio è posizionato il vano scale che, al piano superiore riceve luce da una grande vetrata a parete e da un lucernario. Sono stati inseriti dei pilastrini in acciaio a sostegno della copertura vetrata, e , come evidenziato anche dal disegno a lato. La struttura della scala e il solaio sono separati acusticamente mediante l’inserimento di un feltro . Una trave in lamellare, integrata nel serramento, sostiene il lucernario . L’ombreggiamento di quest’ultimo è demandato a un telo esterno avvolgibile per la parte orizzontale e a un frangisole incassato per quella verticale .

approfondimenti

innovAzione_MED

in Italy

Gabriele Bellingeri prof. arch. Construction Manager Team MED in Italy – Università di Roma Tre Mario Grimaudo arch. Energy Manager & Contest Captain Team MED in Italy – Università di Roma Tre

PROTOTIPO INNOVATIVO PER LA CASA MEDITERRANEA L’esperienza di MED in Italy al Solar Decathlon Europe 2012

Il concorso

Il progetto

Per la prima volta nel 2002 a Washington D.C., nel parco di fronte alla Casa Bianca, venti università si sfidavano sul tema dell’innovazione in edilizia, proponendo prototipi di abitazioni ad alta efficienza alimentate da energia solare. L’iniziativa denominata Solar Decathlon, ideata dal Prof. Richard King e finanziata dal Dipartimento per l’Energia del Governo degli Stati Uniti, aveva lo scopo di sensibilizzare l’opinione pubblica e gli utenti finali sul tema dell’energia nel settore delle costruzioni e promuovere la ricerca di settore. Nel 2010 il concorso approda anche in Europa e si svolge ad anni alterni a Washington e a Madrid. Il concorso prevede una prima fase di presentazione delle proposte, alla quale partecipano università di tutto il mondo, e una seconda fase nella quale le 20 università selezionate dalla giuria del concorso realizzano le costruzioni proposte e si sfidano sul campo di gara mettendo a confronto per 15 giorni le prestazioni dei loro prototipi. La competizione prevede 10 prove valutate da giurie differenti, composte ciascuna da specialisti del settore. I punteggi di molte di queste prove derivano dal monitoraggio delle case in gara e sono aggiornati ogni 15 minuti sul sito web del concorso. Durante i 15 giorni del contest i team sono quindi impegnati costantemente nell’ottimizzare la gestione della casa per migliorare le prestazioni e salire in classifica.

In 10 anni di Solar Decathlon nessuna università italiana era mai riuscita a superare la selezione della prima fase. Il nostro team, composto da studenti e docenti di Roma Tre, con la partecipazione per il design di interni dell’Università La Sapienza e con la consulenza della Libera Università di Bolzano per la modellizzazione energetica, condotto dai docenti di Architettura Gabriele Bellingeri e Chiara Tonelli, è quindi il primo a partecipare alla fase due del concorso confrontando il proprio lavoro con quello di università provenienti da quattro diversi continenti. Per questa sfida abbiamo impostato la logica di progetto su 5 punti, 5 caratteristiche considerate irrinunciabili per la casa mediterranea di domani.

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Punto 1: ottimizzare il comportamento passivo

In un clima caratterizzato da inverni miti ed estati calde, le case con un rendimento migliore sembrano essere quelle in muratura. Pesanti muri in pietra o in laterizio, infatti, funzionano bene come elementi di massa capaci di accumulare calore durante il giorno in inverno assorbendo la radiazione solare e di rilasciarlo lentamente durante la notte. Ma la massa è ancora più utile in regime estivo per smaltire il calore in eccesso durante la notte e mantenere gli ambienti freschi durante il giorno.

Il team Med in Italy è formato da persone provenienti da diverse aree e con diverse competenze (tra le altre anche comunicazione, marketing, grafica, innovazione) ed è rappresentato da docenti della facoltà di Architettura, Economia e Ingegneria dell’Università Roma3 e dal team di industrial design dell’Università Sapienza, entrambe di Roma. Inoltre, la Facoltà di Scienze e Tecnologie dell’Università di Bolzano e il Fraunhofer Institut hanno provveduto a testare la stratigtafie dell’involucro.

In alto in senso orario: Low-Tech High-Tech, materiali tradizionali e tecnologie innovative; interno del soggiorno della casa, in primo piano uno degli strumenti di monitoraggio dell’organizzazione di Solar Decathlon, sullo sfondo il grande affresco realizzato con sabbia, terre e polveri fotoluminescenti; vista del patio.

Il concorso prevedeva però una costruzione prefabbricata, ma la prefabbricazione pesante non ci sembrava la strada giusta da percorrere. L’alternativa più logica appariva essere quella del legno, materiale che consente di realizzare case prefabbricate con ottime caratteristiche di isolamento, buona trasportabilità e interessanti possibilità di industrializzazione per l’uso di macchine a controllo numerico. Costruzioni di questo tipo offrono grandi prestazioni in regime invernale, ma in regime estivo nell’area mediterranea non sono in grado di garantire un buon funzionamento passivo per la scarsità di massa. Si è pensato quindi di ovviare a questo inconveniente inserendo nella stratigrafia della parete esterna, a ridosso della finitura interna, una intercapedine di 10 cm che potesse essere riempita di sabbia una volta montata la casa. In questo modo è possibile avere una costruzione leggera al trasporto e pesante in condizioni di esercizio, utilizzando la massa, secondo uno schema classico di comportamento passivo, come ammortizzatore termico. In particolare per il contest ci sembrava difficile, per i limiti im-

posti dal regolamento, inserire sabbia sfusa nell’intercapedine e ancora di più estrarla nel momento dello smontaggio. È stato quindi necessario pensare a inserire la sabbia in contenitori che potessero facilmente essere trasportati e montati a mano. Abbiamo optato per cilindri in alluminio riciclato che abbiamo riempito di sabbia in stabilimento e quindi montato a Madrid lungo le pareti perimetrali. Alla prova dei fatti il sistema ha funzionato molto bene, assolvendo appieno alla sua funzione di ammortizzatore termico e garantendo un ottimo comportamento passivo, consentendoci così di utilizzare al minimo gli impianti.

Punto 2: ottimizzare il comportamento attivo

Sebbene l’attenzione messa nella progettazione dell’involucro e della morfologia della costruzione ci consentisse un ottimo comportamento passivo della casa, le regole del contest ci imponevano il mantenimento di una temperatura interna di 24 °C sia innovAzione

A sinistra, dall’alto: il prototipo completato, le operazioni di assemblaggio del campo fotovoltaico condotte dagli studenti del team: montaggio della sottostruttura e installazione dei pannelli. In basso, i tubi in alluminio riciclato riempiti di sabbia installati all’interno delle pareti con funzione di massa termica.

in estate sia in inverno, il controllo dell’igrometria e dei livelli di CO2. Era quindi opportuno dotare la casa di un sistema impiantistico che fosse in grado di assolvere questi compiti con il minimo consumo energetico. Le regole del concorso ci davano solamente un’ora di tempo per ripristinare le condizioni di comfort dopo la visita del pubblico. Era necessario avere una macchina molto potente per compensare in breve tempo lo squilibrio tra condizioni ottimali di gara e quelle che si erano venute a creare a causa del sovraffollamento. Dal momento che un’altra prova era quella relativa al contenimento dei consumi energetici, avevamo bisogno di una macchina capace di esprimere grande potenza termica in regime sia estivo sia invernale quando era necessario, ma di consumare come una macchina di potenza 5 volte inferiore in condizioni di esercizio correnti. Per questo è stata progettata, in collaborazione con l’azienda Frost Italy, una pompa di calore modulante compatta per la generazione del fluido caldo e freddo e per l’ACS. Per sfruttare a fondo le caratteristiche dell’impianto e per rendere il suo funzionamento sinergico con il comportamento passivo della costruzione, è stato progettato anche un sofisticato sistema di gestione e controllo, dotato di un’interfaccia che consentisse all’utente di avere in ogni momento la consapevolezza di cosa il sistema si proponesse di fare e, in caso lo ritenesse opportuno, di intervenire manualmente.

Punto 3: minimizzare i tempi di assemblaggio

Gli obiettivi della casa mediterranea di domani sono la riduzione dei costi, l’ottimizzazione delle prestazioni e la riduzione dei tempi di costruzione. La nostra strategia di progetto è stata quella di concentrare tutta l’impiantistica in un unico elemento prefabbricato contenente bagno, cucina, armadio tecnico e tutte le canalizzazioni. In questo modo, al momento dell’assemblaggio in cantiere, non è necessario intervenire con la stesura di cavi elettrici o tubazioni idrauliche, consentendo così grande rapidità di montaggio. Questo modulo tecnico è stato realizzato, sia dal punto di vista impiantistico sia da quello relativo alle finiture, interamente nello stabilimento dello sponsor principale Rubner Haus, in modo da poter essere scaricato dal camion già completamente funzionante. Chiaramente la priorità era per noi quella di avere tempi di assemblaggio compatibili con quelli imposti dal regolamento di gara, ci siamo dunque impegnati molto sulla rapidità di mon88

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Nella pagina a fianco, in alto a destra, operazioni di posizionamento del modulo tridimensionale contenente tutti gli impianti meccanici, elettrici e idraulici sulle travi di fondazione. In basso, il cantiere e l’organizzazione delle fasi costruttive. I tempi e gli spazi ristretti hanno richiesto un attento coordinamento delle fasi di realizzazione in totale sicurezza.

Sopra, aggregazione del modulo abitativo in pianta e alzato. Sotto, gli impianti meccanici. A sinistra, un’immagine della pompa di calore installata nel modulo tridimensionale; a destra, la pompa di calore ed il sistema di ventilazione meccanica con recupero di calore dell’aria in uscita.

taggio, perché pensiamo che una contrazione dei tempi di cantiere sia comunque una chiave importante per diminuire i costi di costruzione (vedi immagini a destra).

Punto 4: possibilità di aggregazione

Il rapporto superficie/volume di una piccola casa isolata è sempre troppo sfavorevole perché si raggiungano livelli di efficienza davvero significativi. Ci è sembrato quindi essenziale che la nostra casa unifamiliare fosse concepita come un modulo abitativo espandibile e aggregabile in pianta e in alzato con modifiche minime.

Punto 5: minimizzare l’impatto ambientale

Il tema della sostenibilità ambientale ci è apparso da subito un po’ il nocciolo della questione. Approcciare il tema dell’efficienza energetica pensando solo all’energia impiegata in condizioni di esercizio ci sembrava limitativo e miope. A questo proposito la nostra strategia si è articolata essenzialmente su due punti: il trasporto e i materiali. Per prima cosa abbiamo quindi tentato di concepire la morfologia della costruzione e la sua componentistica in modo da renderla compatibile con il trasporto su ferro. Nel nostro caso abbiamo utilizzato il sistema delle casse mobili che possono essere staccate dal pianale ferroviario e fissate sul pianale di un tir per raggiungere il cantiere di montaggio. Il sistema è stato studiato e ottimizzato con l’ausilio di Trenitalia Cargo. Il secondo punto riguardava la scelta dei materiali che compongono la costruzione e tutte le sue finiture. L’obiettivo era quello di ridurre il più possibile il contenuto di energia primaria innovAzione

A sinistra, il trasporto: interscambio gommarotaia. A fianco, materiali naturali a basso impatto ambientale.

nei materiali utilizzati. Non ci sembrava sensato, infatti, proporre una casa ad altissima efficienza capace di essere estremamente virtuosa in condizioni di esercizio ma realizzata con materiali molto energivori nel loro processo di produzione. In questa ricerca siamo stati affiancati dalla ditta Naturalia-Bau la quale ci ha aiutato a realizzare una costruzione che al momento della dismissione fosse quasi interamente compostabile (vedi imm. sopra a destra).

sistema di gestione della casa, in grado di elaborare le informazioni acquisite secondo le priorità imposte: MED in Italy privilegia gli interventi sull’involucro attraverso l’integrazione di sistemi, anche meccanizzati, che possano influire positivamente sulle condizioni interne, con l’obiettivo di minimizzare il consumo di risorse energetiche e ottimizzare l’uso di quelle strettamente necessarie, favorendo la contemporaneità dei carichi tra produzione elettrica da fonti rinnovabili e consumi per gli usi finali (vedi grafico qui sotto).

MED in Italy. Una casa ad alta efficienza

Il tema della qualità ambientale interna è di grande importanza e riveste, oltre che un carattere di benessere termico, visivo, acustico, ergonomico e di qualità dell’aria, anche un aspetto di utilità sociale, essendo gli utenti più soddisfatti quindi sani e produttivi. Per questo motivo il concorso Solar Decathlon, incoraggiando la ricerca finalizzata alla realizzazione di edifici ad altissima efficienza, valuta il progetto e in particolare le soluzioni adottate per l’involucro e per gli impianti, l’utilizzo di sistemi passivi e le strategie attive orientate a soddisfare le esigenze degli utenti in termini di gestione del comfort ambientale. Per il concorso, ma anche per tutti gli edifici che si vogliono fregiare dell’etichetta dell’Alta Efficienza Energetica, è necessaria una buona corrispondenza tra progetto e costruzione. Definite le strategie generali del progetto, le elevate prestazioni energetiche dell’edificio sono state raggiunte con l’uso di strumenti di simulazione termica con calcolo in regime dinamico attraverso successive operazioni di regolazione fine e ottimizzazione. Per l’importanza, nell’economia complessiva, del comportamento energetico, gli studi sulle caratteristiche fisiche dei componenti di involucro sono stati avvalorati da prove sperimentali: i provini di parete sono stati analizzati in camera climatica e i relativi risultati inseriti come dati di ingresso nel software di simulazione. Con tali strumenti di indagine, posto che i dati di ingresso siano completi, corretti e coerenti, abbiamo raggiunto elevati livelli di accuratezza di calcolo determinando le caratteristiche di tutti gli elementi facenti parte dell’involucro e dell’impianto. In sintesi, il modello di simulazione generato e analizzato sarà coerente e congruente con il comportamento dell’edificio reale in relazione alla quantità e qualità dei dati inseriti, divenendo base per procedere a definire i parametri per la costruzione del 90

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Non c’è energia più pulita e conveniente di quella non consumata

In linea con le Direttive Europee, MED in Italy adotta strategie innovative, effettivamente attuabili e a basso costo. Benchè il Concorso prevedesse una temperatura di progetto media compresa tra 23 e 25 °C durante tutto l’arco dell’anno, il progetto della casa è stato portato avanti seguendo anche un altro tipo di modello di comfort che tiene in debita considerazione le capacità degli utenti di adattarsi al clima prevalente, cioè il modello di Comfort Adattivo definito dalla UNI EN 15251, applicabile in particolare per quegli edifici in cui vengono utilizzati sistemi di raffrescamento passivo. La flessibilità prevista dal modello termico adattivo prevede che gli occupanti possano interagire con la casa, aprendo o chiudendo le fine-

Il grafico mostra la contemporaneità dei consumi. Produzione elettrica da PV – consumi per usi finali.

innovAzione

stre, attuando dispositivi di protezione solare e quindi tutto quel complesso di cambiamenti che regolano il bilancio termico corporeo portando a un aumento della soddisfazione delle condizioni termiche percepite, in funzione della temperatura di esercizio media esterna, con il risultato di ridurre in maniera considerevole i consumi derivanti dall’uso di impianti di climatizzazione. Solo se il controllo passivo non è sufficiente, si correggeranno le variazioni rispetto alle condizioni ideali di temperatura attraverso l’uso degli impianti di climatizzazione previsti (vedi schemi a pag. 91).

Componenti di involucro tra innovazione e tradizione

Particolare attenzione è stata posta a ogni singolo materiale scelto, alla successione degli strati, allo studio dei punti critici della costruzione, alla riduzione dei ponti termici, all’attenzione alla tenuta all’aria delle strutture di confine. La progettazione di tecniche dell’assemblaggio a secco consentono il montaggio e lo smontaggio della costruzione ma anche la sostituzione di singoli elementi tecnologici durante l’uso della casa, riducendo al minimo gli scarti derivanti dalla sua dismis-

sione al termine della vita, favorendo l’adattabilità delle soluzioni, il riuso e il riciclo, in un’ottica di ottimizzazione di un ciclo di vita dove i rifiuti generati in fase di dismissione sono del tutto trascurabili (nell’ordine del 5% in peso dell’intero edificio). La stratigrafia delle pareti progettate per MED in Italy può essere quindi descritta come costituita da 3 elementi funzionali. La struttura portante leggera, facilmente trasportabile e movimentabile, costituita da un sistema “platform frame”, collegata in opera in continuità con tutte le strutture dei solai di pavimento e copertura, realizzata in stabilimento a partire dagli elaborati di progetto da macchine a controllo numerico. Una parte esterna, comprensiva dell’isolamento termico a cappotto per ridurre i ponti termici e ottenere una parete ad alta resistenza termica, associata a uno strato esterno con funzione di schermo alle radiazioni solari e di intercapedine fortemente ventilata, utile alla riduzione delle temperature superficiali in periodo estivo, personalizzabile in relazione alle scelte architettoniche e di disponibilità di materiali locali, nonché in relazione alle richieste di isolamento termico della zona climatica in cui l’edificio è situato. Uno strato interno di massa elevata che interagisce con i dispositivi di ventilazione naturale della casa. L’elevata capacità

Analisi dei ponti termici.

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Sopra, operazioni di assemblaggio delle pareti. Sotto, a sinistra, dettagli delle soluzioni passive della casa MED in Italy: la ventilazione della parete e del campo fotovoltaico; i “radiatori passivi” posizionati nell’ambiente riscaldato. Qui sotto, possibili alternative progettuali: varietà compositiva e ampia scelta di materiali per essere sostenibile ambientalmente, socialmente, economicamente. Sezione di dettaglio della parete, rivestimento in canapa su telaio in legno compresa camera di ventilazione (70 mm), telo di tenuta al vento (0,3 mm), cappotto in fibra di legno ad alta densità (100 mm), pannello OSB (15 mm), struttura portante in legno con interposto isolamento in fibra di legno a bassa densità (200 mm), pannello OSB (15 mm), cartongesso (13 mm), tubi in alluminio riciclato riempiti con sabbia (80 mm), strato di ventilazione della massa (30 mm), rivestimento con pannello in legno di abete a tre strati.

termica della parete è raggiunta esclusivamente grazie all’uso di sabbie o inerti diversi provenienti direttamente dal luogo in cui l’edificio è collocato, riducendo in maniera considerevole costi economici e ambientali, rendendo la casa leggera durante il trasporto, pesante in fase di esercizio. Anche i solai sono costruiti secondo lo stesso concetto: una struttura portante fortemente isolata a elevata inerzia termica contenente tutti gli elementi necessari affinché ogni elemento costituente sia realizzato in stabilimento, pronto per essere assemblato in opera. L’utilizzo della sabbia come massa termica, combinata a un elevato spessore di isolamento termico (U=0,149 W/m2K), consente

di ottenere un’elevata attenuazione dell’onda termica (Yie= 0,004 W/m2K) che, in sinergia con la ventilazione notturna della massa termica e un corretto studio degli ombreggiamenti, rendono ottimale il comportamento termico dell’involucro.

Il monitoraggio in gara delle prestazioni

Molto interessante e utile è il confronto delle soluzioni adottate dai diversi team in gara a partire dalle stesse condizioni al contorno. Nei grafici della pagina seguente si possono comparare i cominnovAzione

PASSIVE EVALUATION. Comparazione delle temperature interne rilevate.

portamenti di 3 case partecipanti al concorso durante 3 giorni di valutazione del funzionamento passivo. Il confronto tra CANOPEA (verde) ECOLAR (rosa) e MED in Italy (celeste) evidenzia come i comportamenti degli ambienti monitorati siano piuttosto simili nonostante le scelte progettuali di ogni team siano completamente differenti. Canopea (F), con le sue ampie superfici vetrate, utilizza sistemi di protezione dell’involucro dall’irraggiamento solare diretto attraverso la previsione di una serie diffusa di schermature solari, oscuramenti e zone buffer su tutto il perimetro dell’edificio che la portano a chiudersi completamente dalle interferenze esterne, come si può osservare dal grafico relativo all’illuminazione della zona workstation: gli unici intervalli in cui è rilevato un livello di illuminamento adeguato sono nel momento dell’accensione del sistema di illuminazione, che avviene costantemente durante le ore in cui il contest ne richiede il monitoraggio. Di fatto, benchè la strategia adottata in condizioni di gara favorisca tale soluzione per il punteggio ottenuto, al comfort termico rilevato non corrisponde un benessere visivo e condizioni coerenti con lo svolgimento naturale delle attività domestiche (vedi imm. pag. 95, in alto a sinistra). Ecolar (D) è realizzata con struttura portante in legno, ben protetta da aggetti accuratamente studiati, prevede l’utilizzo di sistemi di involucro innervati di materiali a cambiamento di fase e argilla cruda; dai grafici emerge un buon comportamento passivo e una risposta alle sollecitazioni ambientali del tutto simile a quella di MED in Italy. La temperatura massima durante il giorno più caldo della competizione però tocca i 28 °C, contro i 26.70 °C di MED in Italy e i 26.20 °C di Canopea nello stesso istante (vedi grafici in questa pagina). MED in Italy ha realizzato una casa mediterranea ben protetta dall’irraggiamento solare attraverso i suoi caratteristici aggetti, con attenzione alla corretta implementazione della ventilazione naturale degli ambienti e attenta all’economia sostenibile: i bassi costi di trasporto dovuti alla movimentazione di componenti leggeri, i costi di acquisto inferiori dovuti all’uso di materiali poveri ed economici ma naturali, rinnovabili e reperibili in situ, danno come risultato una casa dall’ottimo rapporto tra prestazioni energetiche e benessere psico-fisico. 94

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PASSIVE EVALUATION. Comparazione dei livelli di illuminamento.

I risultati

Siamo partiti a ottobre del 2010 con una proposta programmatica ben strutturata e dopo due anni di lavoro con un gruppo di 40 studenti e numerosi partner e sponsor, siamo arrivati alla realizzazione della costruzione a giugno 2012, e finalmente ad assemblare il prototipo sul campo di gara in settembre a Madrid, dove abbiamo potuto confrontare le prestazioni della nostra casa con quelle dei migliori team universitari di quattro continenti. I risultati sono stati largamente positivi: 3° posto assoluto in Solar Decathlon Europe 2012 1° classificato in Sustainability 2° classificato in House Functioning 3° classificato in Architecture 3° classificato in Electrical Energy Balance 3° classificato in Communication and Raising Social Awareness 3° classificato in Innovation Honorable Mention in Social Housing Honorable Mention in Energy Efficiency Il terzo posto assoluto, precedendo in classifica i due temibilissimi team tedeschi, significa che le strategie generali di approccio al progetto si sono rivelate corrette e che la strada italiana verso l’efficienza energetica in clima mediterraneo conduce a risultati concreti. Abbiamo particolarmente apprezzato il buon piazzamento nel contest relativo alla qualità architettonica, perché non riteniamo che la casa di domani debba essere solo una macchina efficiente, ma siamo convinti debba essere innanzitutto un elemento capace di inserirsi in maniera armonica nel suo contesto. Anche il terzo posto sui contenuti innovativi del progetto ci ha molto confortato perché ha dimostrato che si può fare innovazione anche utilizzando un ben calibrato mix di high-tech e low-tech. Particolarmente importante ci è sembrata infine la vittoria nel contest sulla sostenibilità. Ci sembrava un punto assolutamente prioritario per la concezione delle case di domani che, oltre ad assicurare il massimo comfort senza consumare energia primaria, debbano garantire un’assoluta compatibilità ambientale. Il settore delle costruzioni infatti è responsabile non solo di oltre il 40% dell’energia da combustibili fossili impiegata nel nostro pianeta, ma anche di un’impronta ecologica sempre più pesante in rapporto alla cresciuta antropizzazione del nostro mondo. Trovare strade alternative per realizzare edifici in equilibrio con l’ambiente è quindi oggi possibile e, anzi, noi siamo assolutamente convinti sia ormai un preciso dovere dei progettisti di domani. Un ringraziamento a tutti gli studenti del team che hanno contribuito in modo corale e determinante in ogni fase delle attività di progettazione, di realizzazione e della competizione. A loro dobbiamo tutti gli elaborati progettuali esposti in questo articolo.

A fianco, Canopea (F), prima classificata: si difende dal caldo chiudendosi allâ&#x20AC;&#x2122;ambiente esterno. A destra, Ecolar Home (D), quarta classificata.

pianta MED in Italy

sezione trasversale sul soggiorno (MED in Italy)

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