azero 05 by EdicomEdizioni

SISTEMI IDRONICI RADIANTI

SERRAMENTI: tenuta all’aria e problematiche dell’interfaccia di posa La valutazione del bilancio energetico

La certificazione Passivhaus Riqualificazione in standard Passivhaus

Uffici CasaClimaGold in Emilia-Romagna ISSN 2239-9445

Trimestrale - anno 2 - n° 05 ottobre 2012 Registrazione Trib. Gorizia n. 03/2011 del 29.7.2011 Poste italiane S.p.A. Spedizione in a.p. D.L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 n. 46) art. 1, comma 1 NE/UD

Euro 15,00

Austria: un polo scolastico passivo

EdicomEdizioni

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prospettive LA CERTIFICAZIONE PASSIVHAUS (PHI) | 06 Gaia Bollini

SPOT PROGETTI

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argomenti INTERVISTA A LEOPOLDO FREYRIE

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progetti UN LUOGO DI LAVORO PER REALIZZARE CASE SOSTENIBILI | 16 Abitcoop a Modena

UNA SEDE PER LE ENERGIE RINNOVABILI | 26 edificio direzionale a Montiglio Monferrato (AT)

UNA FORTEZZA PASSIVA | 34 Veilige Veste a Leeuwrden (NL)

SINERGIA E BASSO CONSUMO PER UNA SCUOLA PIÙ EFFICIENTE | 40 scuola media e superiore a Deutsch-Wagram (A)

azero - rivista trimestrale - anno 2 - n. 05, ottobre 2012 Registrazione Tribunale Gorizia n. 03/2011 del 29.7.2011 Numero di iscrizione al ROC: 8147 ISSN 2239-9445 direttore responsabile: Ferdinando Gottard redazione: Lara Bassi, Lara Gariup, Gaia Bollini

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: Veilige Veste, KAW architecten ed adviseurs, foto: Gerard van Beek

focus on

46 | LA VALUTAZIONE DEL BILANCIO ENERGETICO: TRA CONTENIMENTO DEI CONSUMI E INVESTIMENTO ENERGETICO Jacopo Gaspari

involucro

54 | SERRAMENTI E VENTILAZIONE DEGLI EDIFICI: LE PROBLEMATICHE DELL’INTERFACCIA DI POSA Ernesto Antonini, Eleonora Venzi

62 | SERRAMENTI

impianti 70 | GLI IMPIANTI RADIANTI NEGLI EDIFICI A BASSISSIMO CONSUMO ENERGETICO Michele De Carli, Clara Peretti, Erika Petrucci

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SISTEMI RADIANTI

approfondimenti 86 |

DETTAGLI DI CANTIERE: CA’ DELLA LUNA

innovAzione

90 | SMA SOLAR ACADEMY. UN’ISOLA FOTOVOLTAICA ELETTRICAMENTE AUTOSUFFICIENTE

prospettive_certificazione

Passivhaus (PHI)

Gaia Bollini, architetto, consulente energetico CasaClima

La certificazione Passivhaus (PHI) Continua la presentazione dei maggiori riferimenti in materia di certificazioni per edifici a energia quasi zero. Parliamo del Passivhaus Zertifizierte, certificato promosso dal Passivhaus Institut che, fin dal 1990 con il primo progetto pilota, ha saputo imporsi all’attenzione internazionale per la continua ricerca nell’ambito degli edifici a bassissimo consumo energetico.

In un panorama in fermento che punta al rilancio del comparto edile attraverso un rinnovato approccio al costruire, avere dei parametri di confronto codificati, degli standard cui tendere e il cui conseguimento possa essere ufficialmente sancito da un ente di provata credibilità, è importante. È il caso del PHI - Passivhaus Institut di Darmstadt (Istituto Case Passive), in Germania (www.passiv.de), un istituto di ricerca indipendente, condotto dal dr. Wolfgang Feist1, un fisico, cui va il merito di aver contribuito in maniera sostanziale allo sviluppo del concetto di “casa passiva”. Il primo progetto pilota, realizzato nel quartiere di Kranichstein a Darmstadt, risale al 1990; si tratta del primo condominio europeo il cui fabbisogno energetico per riscaldamento è inferiore ai 12 kWh/m2a (ancora oggi costantemente monitorato). Da allora il Passivhaus Institut ha assunto una posizione leader (anche a livello internazionale) per quanto riguarda la ricerca, l’approccio progettuale, costruttivo, di definizione e controllo di componenti nell’ambito degli edifici ad altissima efficienza energetica. Contestualmente ha codificato i requisiti che devono avere gli edifici per essere definiti passivi, rispettati i quali è possibile ot6

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tenere la certificazione di Edificio passivo certificato – dr. Wolfgang Feist e la relativa targhetta. Alla base vi è la definizione di edificio passivo, ossia un edificio per il quale il comfort termico (così come indicato dalla ISO 7730)2 può essere raggiunto con il solo pre-riscaldamento o raffreddamento dell’aria di rinnovo. In tal senso e dal punto di vista dei criteri codificati dallo stesso PHI, l’Istituto riconosce raggiunto lo standard passivo quando: • il fabbisogno energetico netto per la climatizzazione (invernale ed estiva) è minore di 15 kWh/m2a; • il fabbisogno di energia primaria (ACS e illuminazione incluse) è minore di 120 kWh/m2a; • la tenuta all’aria e al vento dell’involucro è garantita da un valore di Blower door test tale per cui n50 ≤ 0,6-1 I dati di cui sopra devono essere determinati usando il software PHPP, le cui specifiche applicative sono contenute in un protocollo operativo3. In realtà, come è facile intuire, la possibilità o meno di centrare l’obiettivo e poter procedere con la certificazione, si decide già in fase progettuale, momento nel quale la figura del consulente energetico esperto in case passive è fondamentale (a meno che

Quartiere di Kranichstein, a Darmstadt (foto G. Bollini).

il progettista non abbia acquisito specifiche competenze e questa specializzazione). Come si è evidenziato in più occasioni, l’approccio progettuale che sottende il raggiungimento di “edifici a energia quasi zero” implica una diversa gestione dello stesso. Non esiste più un “architettonico”, rispetto al quale le decisioni relative ai materiali possono anche essere definite in un secondo momento; un esecutivo non è più la semplice identificazione di stratigrafie, ma un abaco di nodi costruttivi. Tutte le problematiche tecnologiche, legate spesso alla necessità di controllare e risolvere ponti termici vanno affrontate e risolte in questa fase, stessa cosa per le questioni impiantistiche. Significa che le figure dell’architetto, dello strutturista e del termo-tecnico devono lavorare insieme fin da subito e in modo coordinato. A queste si affianca il Certified PH designer, ossia il progettista certificato di case passive4 (ove necessario, appunto). In tal senso il PHI sottolinea con forza come la casa passiva non sia uno standard energetico, ma un concetto integrato, orientato a garantire il massimo livello di comfort con le minori emissioni di CO2. I riferimenti progettuali, tesi a ottimizzare il bilancio energetico dell’edificio, sono sempre gli stessi: applicazione dei principi della bioclimatica per sfruttare al meglio gli apporti solari gratuiti e minimizzare i rischi di surriscaldamento estivo, compattezza della struttura (se possibile), alte performance dell’involucro opaco e trasparente, assenza (più che riduzione) di ponti termici (in questo caso sia lineari che puntuali), massima tenuta all’aria e al vento. La sfera impiantistica è molto ridotta, ma non assente, progettata ad hoc e in modo estremamente puntuale. Ciò che in questo ambito acquista ancora più importanza è l’attenzione al dettaglio, alla posa e al controllo di cantiere. La regola di fondo, infatti, è sempre la medesima: all’aumentare della performance cui si tende, deve imprescindibilmente aumentare anche il controllo del dettaglio e il coordinamento delle lavorazioni. Ad oggi l’istituto continua l’attività di ricerca in questo settore e offre consulenza in materia di fisica edile, orientamento tecnico alla progettazione di edifici passivi e certificazione degli stessi; è costantemente impegnato nello sviluppo e miglioramento di algoritmi e strumenti software per le simulazioni termiche in regime dinamico e per il calcolo del bilancio energetico dell’edificio. L’istituto conduce anche test indipendenti su materiali, componenti edili ed elementi impiantistici per i quali è rilasciata la certificazione di Componente idoneo per Edifici passivi – dr. Wolfgang Feist (www.passiv.de e da lì al link specifico). Ciò nell’ottica di spingere il mondo produttivo a offrire componentistica che davvero garantisca le performance dichiarate. Lo spirito non è solo quello della corretta e trasparente informazione, ma soprattutto il fatto che spingendosi nella pro-

prospettive

gettazione a livelli così di dettaglio, valutando in termini energetici il contributo (in positivo e in negativo) di ogni cosa, l’attendibilità del dato tecnico diventa fondamentale. Il rischio, infatti, è che a lavori conclusi l’edificio “non funzioni”, ossia non garantisca quel livello di comfort previsto (cioè calcolato), con tutto ciò che ne consegue5. Nell’ambito dell’attività divulgativa, l’istituto organizza ogni anno il convegno internazionale (e “itinerante”) sull’edificio passivo, di cui pubblica regolarmente gli atti, oltre che l’esito di lavori di ricerca ecc. Per ciò che concerne la procedura di certificazione, essa non differisce molto da quanto predisposto ad esempio da altre realtà similari, quali l’Agenzia CasaClima di Bolzano6. La principale differenza sta nella figura del certificatore. Chi emette la targhetta è ovviamente il PHI, ma il certificatore è un professionista, liberamente scelto dal committente o dal progettista, che abbia conseguito l’attestato, con validità internazionale, di PHI accredited Building Certifier, cioè di certificatore accreditato PHI, e che compaia nell’apposito elenco; in ragione di ciò egli opera in nome e per conto dell’istituto ovunque nel mondo, in accordo con i criteri e lo standard del PHI. Non vi sono limiti alle tipologie di edifici certificabili; le diversità di funzione e destinazione d’uso sono gestite in fase di bilancio energetico, attraverso la coerente implementazione dei dati nel software di calcolo, dettata da quanto codificato nel manuale tecnico7.

…I pregiudizi Casa passiva uguale casa senza impianto? In realtà nelle case passive l’impianto c’è (non dimentichiamo le esigenze legate all’ACS, ecc.). Ciò che cambia è la tipologia, ma soprattutto il suo dimensionamento. I fabbisogni sono minimi e per garantirli bastano sistemi di potenza contenuta, magari alimentati con fonti rinnovabili, i cui rendimenti, a questa scala, sono molto più coerenti. Ciò che scambiamo normalmente per assenza di impianto, credo sia più corretto definire autosufficienza energetica, la quale può addirittura sconfinare nella casa “attiva”, intesa quale abitazione che produce più energia di quanta ne utilizzi. Casa passiva uguale casa con le finestre “sigillate”? Anche l’ermeticità degli infissi, intesi come elementi fissi e non apribili è solo un preconcetto. Nelle stagioni intermedie, più miti, anche le finestre delle case passive vengono (e rimangono) tranquillamente aperte. Certamente ciò non accadrà nel periodo invernale, poiché l’ingresso di

Altro aspetto peculiare della logica PH è l’atteggiamento realistico e consapevole nei confronti dell’esistente, cosa di per sé ovvia, ma ancora relativamente nuova nell’ambito delle certificazioni8. Secondo le impostazioni del Passivhaus Institut, quando si interviene sull’esistente per un risanamento energetico con l’obiettivo finale di attestarsi entro gli standard PHI, i valori da raggiungere non sono quelli previsti per la nuova costruzione. È infatti chiaro quali possano essere i vincoli progettuali e costruttivi. Per questo motivo il PHI ha sviluppato il certificato EnerPHit – Quality-Approved Energy Retrofit with Passive House Components. Esso indica che il retroffiting energetico è stato ottenuto attraverso l’impiego di componenti certificati per gli edifici passivi. È denominato EnerPHIt e anch’esso è comunicabile all’esterno attraverso l’apposizione dell’omonima targhetta. Ovviamente l’esito non sarà paragonabile a quello di una passivhaus di nuova edificazione, ma in un contesto ambientale (soprattutto guardando alla realtà nazionale) in cui la maggiore criticità è la gestione degli immobili costruiti negli ultimi 50-60 anni, avere a disposizione strumenti e approcci specifici è fondamentale per ridurre realmente le emissioni di CO2 e aumentare il comfort e la salubrità degli ambienti confinati.

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masse di aria fredda metterebbero (temporaneamente) in crisi il sistema, generando disconfort. Il corretto ricambio d’aria e la salubrità della stessa sono garantiti dalla presenza (imprescindibile) dei sistemi di ventilazione meccanica controllata che contestualmente recuperano (in inverno) una importante quota di calore, trasmettendola all’aria pulita in ingresso.

Sopra, edificio passivo nel quartiere di Kranichstein, a Darmstadt. Qui a lato, canalizzazioni di VMC prima del rivestimento definitivo. Nella pagina a fianco, materiale certificato PHI per il retrofitting energetico. (Foto di G. Bollini)

Il “PHPP”, ossia il software di calcolo Alla base della simulazione energetica e della successiva verifica in fase di certificazione vi è il software PHPP, inteso quale vero e proprio strumento di progettazione della Passivhaus. È un software di semplice utilizzo, ma che richiede tempo, attenzione e un livello di progettazione di dettaglio per poter essere implementato. È costituito da un file di Excel, composto da numerosi fogli di calcolo e da una conseguente ricchezza di dati e informazioni sull’edificio che debbono essere inseriti. La descrizione geometrica è molto precisa, così come il dettaglio di tutti quelli che sono, ad esempio, i contributi gratuiti del sole, con la duplice valutazione in termini di contributo

Targhette per Case Passive certificate. Sulla destra, con sfondo giallo, le targhette che certificano il raggiungimento degli standard PHI per il retrofitting energetico (foto G. Bollini).

positivo invernale e critico in estate. In particolare, ogni foro finestra va sostanzialmente definito singolarmente. L’incidenza dei ponti termici, sia lineari che puntuali, è calcolata con precisione. Il bilancio energetico può essere fatto su base mensile o annuale. Attualmente, rispetto a molti sistemi di calcolo dinamici, questo (che è sostanzialmente semi-stazionario) appare molto più sicuro e stabile, riducendo il rischio di incorrere in un errore di valutazione/calcolo non sempre facilmente “smascherabile” con i sistemi dinamici, ma le cui conseguenze possono essere significative. Grande importanze è data alla scelta dei database climatici da usare, in modo che siano quanto più coerenti con la situazione reale e soprattutto quanto più localizzati possibile. L’edificio passivo non può essere affrontato secondo un approccio standardizzato, ma applicando una lettura di dettaglio della bioclimatica e quindi delle condizioni del luogo.

Le regole del PHI per il retrofitting energetico Il PHI asserisce (con ragione) che anche in edifici datati si possono ottenere dei risparmi energetici dell’ordine del 75-90% intervenendo su: • il miglioramento del comportamento termico dell’involucro (agendo quindi sull’isolamento) • la riduzione dei ponti termici • l’aumento della tenuta all’aria e al vento • la sostituzione degli infissi con modelli altamente performanti • l’introduzione di sistemi di VMC con recupero di calore • l’utilizzo di un impianto generatore quanto più efficiente possibile • l’introduzione all’utilizzo delle rinnovabili. In realtà gli stessi principi regolano la progettazione di un nuovo edificio passivo, solo con minori vincoli e la possibilità (almeno in teoria) di avvalersi maggiormente di quelli che sono gli approcci bioclimatici. A onor del vero, comunque, va ricordato che il livello di miglioramento atteso è strettamente correlato alla condizione di partenza e quindi a ciò che emerge da una corretta diagnosi energetica. Quanto più deficitario è l’immobile, tanto maggiori saranno le possibilità di intervento e il delta di ricaduta prestazionale.

Note 1 - Un’intervista al dr. Feist è stata pubblicata sul n. 1 di azero (pp. 10-13). 2 - UNI EN ISO 7730:2006 Ergonomia degli ambienti termici - Determinazione analitica e interpretazione del benessere termico mediante il calcolo degli indici PMV e PPD e dei criteri di benessere termico locale, versione Italiana della ISO 7730 (ed. 2005). 3 - Si tratta di una specie di manuale in cui sono riportate informazioni che spaziano dal modo di implementare i dati nel software alle indicazioni tecnologiche per la corretta progettazione di una casa passiva. Il rimando più simile, in Italia, è la Direttiva Tecnica, emanata regolarmente dall’Agenzia CasaClima di Bolzano, in attuazione di quello che è il locale protocollo di certificazione energetica. 4 - Si tratta di una figura riconosciuta dal PHI, la cui competenza è garantita dall’istituto stesso. Per ottenere questo riconoscimento ed essere iscritto negli elenchi specifici bisogna avere seguito l’apposito corso di 80 ore, messo a punto dal PHI (e attuato anche in altre sedi europee da enti a loro volta accreditati) e aver superato l’esame finale. In alternativa, si deve dimostrare di aver realizzato almeno un edificio passivo (riconosciuto tale dal PHI). Il settore è aperto a diverse figure professionali, non solo progettisti; spesso si tratta anche di fisici. 5 - Un esempio classico è quello dei rendimenti dichiarati per i recuperatori di calore delle macchine di VMC. 6 - Invio dell’output di calcolo del PHPP, tavola di progetto con i dettagli esecutivi dei punti critici (ponti termici risolti), schede tecniche dei materiali adottati e della componente impiantistica (soprattutto per la VMC), dettagliata foto documentazione del procedere del cantiere, esito del Blower door test. 7 - Ossia come definire (in termini di ampiezza), la superficie utile di ambienti distributivi nel caso trattasi di abitazione privata piuttosto che di edificio commerciale ecc. La presenza di discriminanti di questo tipo, però, pur nello spirito di essere cautelativi nelle simulazioni, potrebbe inficiare il concetto di “replicabilità del dato” in fase di certificazione. Infatti, pur in presenza del manuale di riferimento, il Passive House Planning Pakege, rimane un margine di discrezionalità e di interpretazione. 8 - Un’eccezione è l’Agenzia CasaClima di Bolzano, che ha introdotto quest’anno la certificazione CasaClima_R, proprio mirata al retrofitting energetico. Al momento è ancora nella fase sperimentale.

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progetti

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Foto: Tim X. C.

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_01. Un corpo compatto perfettamente allineato sull’asse NS per contenere le superfici disperdenti e massimizzare il risparmio energetico è alla base del progetto di questa nuova residenza che sta nascendo in provincia di Varese e che sarà certificata CasaClima Gold. L’elevato spessoro dell’isolamento a cappotto e le finestre con triplo vetro consentiranno di conseguire l’ambito traguardo. www.benedikter.biz

Foto: Pieter Kers

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_02. La nuova sede della TNT a Hoofddorp (NL) è un edificio totalmente CO2 neutral che ha ha ottenuto la certificazione LEED Platinum e il livello A+++ olandese. Il comfort indoor è garantito da un sistema di ventilazione ibrida combinato con soffitti radianti per il riscaldamento/raffrescamento, mentre l’energia termica ed elettrica provengono da un impianto di cogenerazione alimentato con rifiuti organici dalle vicinanze. www.paulderuiter.nl _03. Riscaldare e raffrescare un hotel richiede un notevole dispendio di energia. Al Bardessono (Napa Valley – California) la sfida è stata vinta riducendo della metà i consumi per la climatizzazione invernale ed estiva, sfruttando appieno le risorse ambientali. Schermature esterne comandate da un sistema domotico, vetri basso emissivi, un impianto fotovoltaico da 200 kW in copertura e la geotermia che sfrutta acqua di falda hanno contribuito al raggiungimento della certificazione LEED Platinum. www.watg.com, www.bardessono.com _04. Il progetto della scuola secondaria a Treviglio ha posto particolare attenzione all’analisi del clima locale, alla compattezza volumetrica (S/V = 0,33), a un efficace isolamento e all’uso passivo e attivo dell’energia solare. Anche i serramenti performanti e le soluzioni impiantistiche ad alto rendimento (geotermia, impianti radianti a bassa temperatura, VMC a doppio flusso) hanno contribuito a ridurre notevolmente il fabbisogno energetico per riscaldamento dell’edificio (2,90 kWh/m3 anno). www.oikosstudio.eu

Credits: WATG

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_05. La nuova Ambasciata Austriaca di Giacarta è uno dei primi edifici dell’Indonesia certificato dal locale GBC. Hanno contribuito al risultato: un corretto ombreggiamento dell’edificio, un volume compatto, elevate prestazioni coibenti, collettori solari per la produzione di ACS e un impianto fotovoltaico che permette all’edificio di consumare il 17% di energia rispetto a un edificio convenzionale. www.pos-architecture.com

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_06. A Clusone (BG) è stata ultimata la Residenza Verdiana, un complesso residenziale di 8 appartamenti su 4 piani che consuma 6 kWh/m2a. Questo valore è frutto dell’integrazione del sistema costruttivo in cls-legno, della pompa di calore con sonde geotermiche per il riscaldamento e per l’ACS, dei pannelli fotovoltaici e dell’impianto di ventilazione meccanica controllata a doppio flusso con recupero di calore. www.filca.it

prospettive

argomenti_Consiglio

Nazionale degli Architetti

INTERVISTA LA DIRETTIVA EUROPEA 2010/31/UE OBBLIGA ALLA COSTRUZIONE DI NUOVI EDIFICI A ENERGIA QUASI ZERO A PARTIRE DAL 2020 E DAL 2018 PER GLI EDIFICI PUBBLICI: SECONDO LEI L’ITALIA E I PROGETTISTI ITALIANI SONO PRONTI A PROGETTARE QUESTO TIPO DI EDIFICI? Direi proprio di sì. Nonostante la gravità della crisi che ha pesantemente colpito gli architetti, c’è la consapevolezza da parte dei progettisti italiani di trovarsi di fronte a un significativo processo di riconfigurazione del mercato e di essere chiamati, allo stesso tempo, a un salto tecnico-culturale verso nuove capacità progettuali, percepite come fondamentali per lo sviluppo e la crescita del Paese. Anche a causa della forte contrazione del mercato tradizionale dell’edilizia, pubblica e privata, un numero sempre crescente di architetti è specializzato nei settori quali quelli delle energie rinnovabili, della bioedilizia, e della sostenibilità. Sarà comunque indispensabile, tramite la formazione permanente, un continuo aggiornamento professionale perché i nostri progetti siano tecnicamente e qualitativamente capaci di rispondere alle nuove esigenze della rigenerazione degli edifici e delle città, usando tecnologie innovative e low cost.

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LEOPOLDO FREYRIE

Il Presidente del Consiglio Nazionale degli Architetti delinea il futuro della professione alla luce della direttiva europea 2010/31 e della situazione del settore illustrando le iniziative e le proposte del CNA, a partire dal Piano nazionale di Rigenerazione Urbana.

LA FORMAZIONE CONTINUA OBBLIGATORIA È UNO DEGLI ELEMENTI DI NOVITÀ DELLA RIFORMA DELLE PROFESSIONI. QUALI SARANNO LE MODALITÀ DI ATTUAZIONE PER GLI ARCHITETTI? Per quanto riguarda la formazione continua stiamo lavorando per verificare un sistema che ne garantisca la qualità evitando anche in questo ambito ogni eccesso di burocratizzazione. Ci stiamo organizzando – insieme agli Ordini provinciali – per una formazione che tenga conto della specificità della professione di architetto e per la peculiarità delle prestazioni che questa figura è chiamata a fornire. L’idea di fondo è quella di prevedere – accanto a parti formative più tradizionali, quali studi e corsi – anche strumenti innovativi, come viaggi o abbonamenti

a riviste di settore, partecipazione a festival di architettura e così via. Sarà importante anche tener conto che i professionisti potranno partecipare a concorsi e premi di architettura: chi vi partecipa è necessariamente costretto ad aggiornarsi, oltre che – naturalmente – a sostenere dei costi. Aspetto fondamentale ed importantissimo è che i professionisti, particolarmente in questo momento di pesante crisi, non debbano essere gravati da costi esorbitanti per garantirsi il proprio percorso formativo: ed è per questo motivo che faremo ampio ricorso anche allo strumento digitale immateriale. La nostra attenzione è rivolta soprattutto ai giovani architetti che dovendo affrontare dei costi per l’assicurazione obbligatoria, la pubblicità informativa, la formazione continua, oltre che le spese previste per lo studio e quelle connesse allo svolgimento dell’attività, finiranno per dover far fronte ad esborsi di entità davvero eccessiva. Proprio per sostenere i giovani architetti, il Consiglio Nazionale ha realizzato SeeArch, il database degli architetti italiani pensato per promuovere il lavoro dei professionisti italiani, mettendoli in connessione con i propri potenziali clienti che, in base a parametri chiave, potranno individuare il professionista che risponda al meglio alle loro necessità. Mi sento di poter dire che tutti noi siamo pronti a migliorare la qualità dei servizi che offriamo ai cittadini, pronti a riformare in maniera radicale il nostro modo di essere architetti: quello che ci aspettiamo ora da parte del Governo è un vero investimento sulle attività professionali. UN RUOLO IMPORTANTE NEL MIGLIORAMENTO DELLE PRESTAZIONI È DETERMINATO DALLE CERTIFICAZIONI ENERGETICHE E AMBIENTALI.

QUALE GIUDIZIO DÀ DELLA SITUAZIONE ITALIANA? È indubbio che sull’attuazione della certificazione energetica ci troviamo di fronte ad un quadro nazionale via via più completo, dal punto di vista del recepimento, anche se ancora si registra, come elemento critico, quello di un’applicazione non del tutto uniforme sul territorio nazionale. Così come non uniforme è l’applicazione agli edifici di nuova costruzione rispetto a quelli già esistenti. Per quanto riguarda questi ultimi è molto diffusa la convinzione errata dell’inutilità dell’attestato, pregiudicandone, così, la qualità; per i primi, invece, la certificazione energetica, viene valorizzata ritenendola, a ragione, uno strumento utile per l’appeal che può esercitare nel possibile acquirente. Sarà importante fare delle certificazioni un vero e proprio strumento di verifica delle prestazioni degli edifici, evitando che diventino mera burocrazia a pagamento. IL PATRIMONIO EDILIZIO ITALIANO È IN GRAN PARTE REALIZZATO PRIMA DI QUALSIASI LEGGE SUL CONTENIMENTO DEI CONSUMI ENERGETICI E SCONTA PROBLEMI LEGATI ALLA VETUSTÀ E ALLA MANCANZA DI MANUTENZIONE.

INTERVENIRE È SPESSO DIFFICILE ANCHE PER I PROBLEMI LEGATI ALLA FRAMMENTAZIONE DELLA PROPRIETÀ. A QUESTO RIGUARDO RISULTA MOLTO UTILE L’OBIETTIVO DI UNA MAGGIORE SENSIBILIZZAZIONE DEI CITTADINI

CHE AVETE INSERITO NEL PIANO NAZIONALE DI RIGENERAZIONE URBANA.

COME SARANNO ATTUATE QUESTE INDICAZIONI? L’obiettivo di RIUSO, il Progetto degli architetti italiani per la Rigenerazione Urbana Sostenibile, va ben oltre quello di sensibilizzare i cittadini: essi sono, infatti, i primi destinatari del Progetto di riqualificazione perché devono poter godere del diritto a vivere in città, innanzitutto sicure, funzionali e in ambienti urbani più vivibili, più verdi e più adeguati alle loro esigenze. La reale possibilità di rigenerare case e città nascerà anche dal dimostrare ai cittadini l’interesse, anche economico, di salvaguardare la loro ricchezza immobiliare, anche creando appositi strumenti finanziari che lo rendano possibile tanto più in un periodo di crisi come l’attuale. È comunque in capo allo Stato, alle Regioni e ai Comuni avviare serie politiche di rigenerazione urbana, con incentivi attivi e passivi, in un programma ventennale che sia capace di utilizzare gli strumenti normativi esistenti, in un quadro sintetico che affronti assieme la sicurezza e la qualità degli edifici, la mobilità e il ciclo dei rifiuti, i risparmi di energia suolo e acqua, la rigenerazione degli spazi pubblici. A PROPOSITO DEL PIANO NAZIONALE DI RIGENERAZIONE URBANA PROMOSSO INSIEME AD ANCE, ANCI, LEGAMBIENTE E LE REGIONI, DA QUALI PREMESSE NASCE, QUALI SONO GLI OBIETTIVI E QUALE SARÀ IL SUO PERCORSO ATTUATIVO? RIUSO non è solo un importante strumento di sviluppo, di occupazione, un vero e proprio volano per la ripresa economica, ma – come in parte ho già detto – rappresenta un’occasione per ridisegnare e riconnettere le città con la vita quotidiana degli cittadini, rendendoli consapevoli delle loro condizioni abitative e rispondendo alla loro richiesta di migliore vivibilità. Partendo dal presupposto che nei prossimi 10 anni l’85% dell’edificato urbano avrà più di 40 anni e che oltre 6 milioni di edifici sono esposti a gravi rischi sismici e 1 milione e trecentomila a quelli idrogeologici, gli obiettivi di RIUSO sono: la messa in sicurezza, la manutenzione e la rigenerazione del patrimonio edilizio pubblico e privato; la drastica riduzione del consumo del suolo e degli sprechi degli edifici, energetici e idrici; la rivalutazione degli spazi pubblici, del verde urbano, dei servizi di quartiere; la razionalizzazione della mobilità urbana e del ciclo dei rifiuti; la salvaguardia dei centri storici e la loro rivitalizzazione. Il Programma contiene, in parte, già in sé, le risorse per la sua attuazione che possono essere attinte dalla messa a sistema dei finanziamenti dei programmi comunitari; dal riequilibrio degli investimenti pubblici tra grandi infrastrutture e città. E ancora dal risparmio derivante dalla messa in sicurezza di edifici e abitati rispetto ai danni causati da terremoti ed eventi calamitosi derivanti dalla condizione idrogeologica; dalla razionalizzazione dei contributi e delle incentivazioni pubbliche sull’energia; dalla messa a sistema degli investimenti privati pubblici per le manutenzioni ordinarie e straordinarie. Altrettanto importante, la argomenti

expomeeting 2012

CONVEGNI E SEMINARI | RASSEGNA ESPOSITIVA

riqualificazione del patrimonio edilizio

appuntamenti di

approfondimento

rassegna espositiva eseminari tecnici

con

promosso da

una rivista

EdicomEdizioni

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PARTECIPAZIONE GRATUITA E CREDITI FORMATIVI

INFO tel. 0481.722166 - eventi@edicomedizioni.com

17 aprile

19 aprile

15 maggio

16 maggio

17 maggio

29 maggio

30 maggio

TREVISO

MODENA

RIMINI

ANCONA

LUCCA

BRESCIA

MILANO

26 settembre

27 settembre

6 novembre

7 novembre

8 novembre

13 novembre

14 novembre

TORINO

VARESE

ROMA

BARI

PESCARA

VERONA

FIRENZE

valorizzazione delle dismissioni del patrimonio pubblico e la creazione di strumenti finanziari ad hoc che mettano a reddito il risparmio energetico, idrico, e la manutenzione, erogando adeguati bonus volumetrici a fronte di un impatto ambientale vicino allo zero – realizzando così anche gli obiettivi indicati dall’UE e l’adozione di innovazioni tecnologiche utili all’efficienza tecnologica e infrastrutturale delle città. IL NOSTRO PAESE E GLI STESSI PROGETTISTI SEMBRANO SCONTARE UN RITARDO CULTURALE E FORMATIVO RIGUARDO LE PROBLEMATICHE

QUALI POSSONO ESSERE LE SOLUZIONI PER OVVIARE A QUESTE CARENZE? Come ho già detto e come dimostrano i dati di una ricerca che abbiamo commissionato al Cresme, alla luce della crisi economica, gli architetti italiani hanno già individuato i segmenti di mercato sui quali puntare nei prossimi anni e che sono proprio quelli incentrati sulle grandi tematiche del Risparmio Energetico, delle Energie Rinnovabili e della Riqualificazione che si sviluppano parallelamente all’espansione di segmenti specifici di mercato quali quelli dell’Housing Sociale e del Project Financing. Ripeto, la crisi sta accelerando un processo di sempre maggiore specializzazione da parte degli architetti italiani verso attività legate ad aree più innovative che sta – di fatto – annullando, se mai ce ne fosse stato, qualsiasi ritardo formativo e culturale sui temi della sostenibilità e del risparmio energetico.

Foto: Gaia Bollini

DELLA SOSTENIBILITÀ E DEL RISPARMIO ENERGETICO.

QUAL È IL RUOLO DELL’ORDINE IN QUESTO MOMENTO DI CRISI CHE COINVOLGE IL COMPARTO EDILIZIO? QUALI SONO GLI INTERVENTI CHE SI DOVREBBERO EFFETTUARE PER DARE RESPIRO AL SETTORE? Proprio in questo momento di crisi gli architetti italiani devono tornare a suscitare l’interesse nazionale con proposte e progetti, non autoreferenziali, ma che riguardino l’intera comunità. E questo il motivo per il quale il Consiglio Nazionale degli Architetti ha lanciato RIUSO: per tornare a parlare – insieme ai costruttori, agli ambientalisti, ai rappresentanti delle istituzioni, della politica, dell’associazionismo e a tutti i soggetti della filiera dell’edilizia – delle città e del paesaggio, per risolvere i problemi della condizione del patrimonio edilizio italiano, per innovare i modelli e le tecniche dell’abitare e per promuovere la sostenibilità ecologica ed economica. Compito del Consiglio Nazionale è quello di realizzare la cornice affinché si realizzi il futuro della professione che è quello di riprogettare l’habitat. Lo stiamo facendo, creando le condizioni per affermare il merito e le idee; promuovendo la proposta di legge per l’Architettura che premi la qualità e i concorsi di progettazione; istituendo Seearch il database nazionale degli architetti, un luogo virtuale destinato ai potenziali clienti, dove si potranno selezionare e confrontare i progetti mediante delle chiavi di ricerca; dando avvio ai Quaderni della Giovane Architettura Italiana, in collaborazione con il MIBAC, per promuovere i giovani talenti.

prospettive

progetti_Abitcoop,

Modena

PROGETTO ARCHITETTONICO

arch. Gabriele Lottici

REALIZZAZIONE

2010-2012

CLASSIFICAZIONE ENERGETICA E AMBIENTALE

classe A Emilia-Romagna 1,03 kWh/m3 anno CasaClima Gold 7 kWh/m2 anno FOTOGRAFIE: C&P STUDIO

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Bassissimo consumo energetico e una limitata impronta ecologica caratterizzano i nuovi uffici di Abitcoop, una cooperativa di abitazione della provincia di Modena con oltre 18.500 soci e circa 6.900 alloggi realizzati in oltre 35 anni di attività. Un edificio CasaClima Gold con un fabbisogno di 7 kWh/m2 anno.

LUOGO DI LAVORO PER REALIZZARE CASE SOSTENIBILI La nuova sede di Abitcoop, la principale cooperativa di abitazione della provincia di Modena, è costituita da un fabbricato compatto a bassissimo consumo energetico, caratterizzato da un’immagine leggera e trasparente, volutamente priva di monumentalità, che ne sottolinea la missione e i valori. A nord, aggetti e grandi aperture marcano l’orizzontalità della facciata principale: su questo lato si affacciano la sala del consiglio di amministrazione, con una vetrata altamente isolante e tende esterne in tessuto a basso coefficiente di trasmissione solare, e il terrazzo della sala di attesa al secondo piano racchiuso da un involucro in lamiera forata color oro. I profondi aggetti sono stati riproposti anche sul fronte sud, in questo caso per proteggere la facciata dal surriscaldamento estivo. Frangisole esterni a regolazione individuale per ogni ufficio riducono l’eccessiva insolazione e l’introspezione, filtrando la luce, evitando l’abbagliamento nelle giornate più luminose e consentendo di lavorare il massimo numero di ore senza bisogno di

luce artificiale. Le aperture più sottili mascherano le finestre dei servizi igienici e dei locali di servizio; la loro ridotta dimensione consente di limitare le dispersioni di energia. Tutte le parti opache sono protette da un sistema di facciata ventilata che garantisce una maggior durata degli elementi strutturali e dell’isolamento termico, riducendo negli anni le opere di manutenzione; il rivestimento esterno è costituito da pannelli ecologici a base di fibra di cellulosa in colore rame invecchiato o bianco per la parte più interna e protetta. La struttura portante è di tipo puntiforme in c.a. secondo una maglia modulare che garantisce un’alta flessibilità interna. La cura di aspetti fondamentali, ma spesso trascurati, per l’efficienza energetica, quali la compattezza del fabbricato (S/V=0,41), l’orientamento ottimale, la correzione dei ponti termici, la tenuta all’aria dell’involucro, la possibilità di ventilazione naturale notturna, ha consentito di limitare i consumi e di ottenere un rapporto tra guadagni termici e perdite di calore pari al 105%.

progetti

Progetto architettonico ed energetico_arch. Gabriele Lottici, GLA_Gabriele Lottici Architetto, Reggio Emilia Collaboratore_arch. Barbara Borciani, Reggio Emilia Strutture_ing. Ivano Biacchi, Modena Simulazioni agli elementi finiti_ing. G. C. Benassi, Reggio Emilia Simulazione dinamica estiva_Agenzia CasaClima, arch. Riccardo Bronzoni, Bolzano Impianti termoidraulici_Studio Macchioni e Gibertini, Modena Impianti elettrici_Studio Contatto, Sassuolo (MO) Appaltatore_CDC Cooperativa di costruzioni, Modena Direttore dei lavori_arch. Gabriele Lottici, Reggio Emilia

Superficie fondiaria_7.572 m2 (1.264 m2 terziario) Superficie utile_994,7 m2 Superficie verde_80 m2

Impianti tecnologici

In un clima come quello della pianura Padana, con inverni rigidi e umidi ed estati calde e afose, e con la necessità di garantire il comfort interno in situazioni diametralmente opposte, è indispensabile non solo tener conto dell’inerzia termica dell’involucro, ma anche progettare accuratamente gli impianti tecnologici. Nella sede di Abitcoop il sistema di climatizzazione è di tipo radiante a soffitto, realizzato con pannelli di fibrogesso modulari con circuito radiante integrato nello spessore del pannello. Una pompa di calore a gas con ciclo ad assorbimento, prevalentemente per l’uso invernale, e una pompa di calore aria-acqua elettrica con gruppo motocondensante monoblocco, per l’uso estivo, sono le fonti attivanti del sistema. L’utilizzo delle due pompe di calore è stagionalmente reversibile, ma le macchine garantiscono i migliori rendimenti nella stagione per la quale sono state progettate. L’impianto radiante è affiancato da un sistema di ventilazione meccanica canalizzato per ogni ambiente (a esclusione di quelli di passaggio), con 4 recuperatori di calore ad alto rendimento (oltre il 90%) per l’uso invernale, bypassabili, e con deumidificatori e batterie di post per l’uso estivo. Il circuito dell’aria può essere modulato, in quanto a prelievo esterno di aria primaria e a quantità di ricircolo d’aria interna, in funzione della stagione e dell’affollamento dei locali. Sensori in ogni ambiente regolano il flusso dei fluidi nei circuiti a soffitto, mentre sensori di CO2, posti in maniera discreta, consentono la regolazione della portata d’aria esterna. La distribuzione dell’impianto elettrico e dati è a soffitto e corre, nei locali di lavoro, lungo battiscopa attrezzati, con possibilità di variare liberamente la posizione dei frutti. Il sistema dati funge anche da sistema telefonico. L’illuminazione è parzialmente domotizzata: sensori di presenza assicurano una quantità di lux predefinita in relazione alla luminosità naturale, con possibilità di variazione manuale e spegnimento automatico in assenza di operatori. Il sistema è collegato al complesso dei frangisole orizzontali o a tenda e ne comanda la chiusura programmata. I frangisole possono essere comandati e regolati anche manualmente.

La sala di attesa al piano terra con alle spalle la scala principale in acciaio inox, vetro e legno di rovere. Sulla sinistra si intravede l’ingresso.

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pianta piano terra

pianta primo piano

pianta secondo piano

Dall’alto in senso orario. L’impianto fotovoltaico da 19,3 kWp installato in copertura e connesso a rete; la reception dalla sala di attesa al piano terra; la rampa delle scale con arrivo all’ultimo piano; il fronte nord dell’edificio con al centro l’involucro forato color oro del terrazzo della sala di attesa al secondo piano, un elemento che cattura l’attenzione e caratterizza il fronte principale; la sala del consiglio di amministrazione vista dall’interno. Ogni ufficio è caratterizzato da una parete colorata la cui tinta è stata scelta dalla persona che lo occupa sulla base di una palette di colori predisposta dal progettista, coniugando così la personalizzazione del proprio ambiente di lavoro con l’armonia complessiva degli spazi.

sezione trasversale AA

progetti

A) Edificio senza sistemi di oscuramento e senza tetto verde Carichi di raffrescamento

Bilancio termico

1 Mag - 30 Set Mensile Vetrata

- AbitCoop, Edificio 1 Energy Plus Raffrescamento totale

Partizioni (interne)

Tetti

Pavimenti esterni

Infiltrazione esterna

Licenza OK

Ventilazione esterna

Apporti vari

Apporti solari attraverso finestre esterne

6000 5000

-4000

4000

-5000

3000 Bilancio termico (kWh)

-3000

-6000 Energia del sistema (kWh)

Pareti

7000

Licenza OK

1 Mag - 30 Set Mensile Raffrescamento sensibile

Bilancio termico e Ventilazione - AbitCoop, Edificio 1

Energy Plus

-7000 -8000

2000 1000 0 -1000

-9000

-2000

-10000

-3000 -11000 -4000 -12000 -5000 -13000 Mag

2002

Giu

Lug

Mag

Giu

2002

Set

Lug

Ago

Set

Mese

D) Configurazione finale Carichi di raffrescamento

Bilancio termico

1 Mag - 30 Set Mensile Vetrata

Energy Plus

Pareti

Tetti

Pavimenti esterni

Infiltrazione esterna

Ventilazione esterna

Licenza OK Apporti vari

Apporti solari attraverso finestre esterne

6000 Licenza OK

1 Mag - 30 Set Mensile Raffrescamento sensibile

Bilancio termico e Ventilazione - AbitCoop, Edificio 1

Energy Plus

- AbitCoop, Edificio 1

5000

Raffrescamento totale

-2000

4000

-3000

3000

-4000 Bilancio termico (kWh)

2000

-5000 Energia del sistema (kWh)

Ago

Mese

-14000

-6000

-7000

1000

-1000

-8000 -2000 -9000 -3000

-10000 -4000 -11000 -5000 -12000

2002

Mag

Giu

Lug

Ago

Set

Mese Mag

Giu

2002

Lug

Ago

Set

Mese

Simulazione dinamica in regime estivo

Molto spesso in edifici per uffici con ampie vetrature è necessario riscaldare e raffrescare contemporaneamente ambienti con diversa esposizione, soprattutto nelle stagioni intermedie, a causa degli apporti solari incontrollati nelle aree esposte al sole e alla scarsa capacità di accumulo termico dei componenti interni. Onde evitare una tale situazione, incompatibile con gli standard di efficienza energetica che si volevano raggiungere, è stato condotto uno studio molto accurato del soleggiamento dei fronti del fabbricato, garantendo la massimizzazione degli apporti solari invernali e un ottimale comfort estivo senza sprechi di energia per la climatizzazione. A verifica delle scelte ipotizzate nel progetto architettonico è stata eseguita una simulazione dinamica in regime estivo con il motore di calcolo Energy Plus. Nelle simulazioni dinamiche, a differenza dei metodi statici, il bilancio termico è calcolato con intervalli ridotti – tipicamente un’ora o una frazione di ora – rendendo questo tipo di simulazioni particolarmente adatte allo studio del comportamento termo-fisico del fabbricato di progetto, evidenziandone le criticità e le possibili soluzioni. Nella prima fase le simulazioni sono state condotte su differenti configurazioni dell’edificio per testare l’incidenza delle diverse soluzioni progettuali e conoscere il comportamento termo-fisico, le condizioni di temperatura interna in locali tipo e stimare le variazione dei carichi di raffrescamento a seconda delle diverse ipotesi, ovvero: edificio senza sistemi di oscura-

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mento e senza tetto verde con verifica dei contributi di un’eventuale copertura a verde; applicazione di alcuni sistemi oscuranti interni ed esterni; applicazione di sistemi oscuranti esterni e relativo controllo del comportamento nei mesi primaverili con applicazione di pellicole solari su alcune facciate. Le simulazioni della seconda fase sono state rivolte alla definizione del bilancio termico, dei carichi di raffrescamento e delle condizioni del comfort interno sulla configurazione di progetto scelta come definitiva. L’analisi ha messo in evidenza come alcune zone, in particolare la sala del consiglio di amministrazione e il vano scale principale ampiamente vetrati, fossero particolarmente esposte all’irraggiamento pomeridiano: in entrambi i casi le simulazioni hanno portato a escludere l’utilizzo di pellicole riflettenti, di tessuti metallici, di protezioni a verde, prevedendo invece un ombreggiamento tramite tende esterne in tessuto a basso fattore solare. Le stesse simulazioni hanno suggerito l’utilizzo di frangisole esterni a pacchetto in alluminio per gli uffici a sud e di veneziane interne per gli uffici sul fronte nord. Un ulteriore approfondimento sull’uso consapevole degli elementi schermanti ha determinato la scelta di un sistema domotico per il comando e la definizione dei tempi di esercizio dei sistemi di protezione solare. Una copertura a verde è stata scartata perché sarebbe stata ininfluente sui carichi di raffrescamento rispetto a una copertura ben isolata.

A lato due esempi di simulazione del bilancio termico con configurazioni differenti dell’edificio. In alto, l’ipotesi di un edificio senza brise soleil e senza tetto verde, ma ben isolato. In basso, la simulazione relativa alla configurazione finale del fabbricato.

Da sinistra, lâ&#x20AC;&#x2122;impianto elettrico, di ventilazione e di riscaldamento con controsoffitto radiante; lâ&#x20AC;&#x2122;impianto radiante; la ventilazione meccanica.

INVOLUCRO

IMPIANTI

trasmittanza media elementi costruttivi pareti esterne, U = 0,20 W/m2K solaio verso autorimessa/interrato, U = 0,14 W/m2K copertura, U = 0,12 W/m2K finestre sud (legno-alluminio), Uw = 1,33 W/m2K finestre nord (legno-alluminio), Uw = 0,95 W/m2K facciate continue (alluminio), Uw = 1,24 W/m2K finestre (alluminio), Uw = 1,40 W/m2K emissioni CO2 evitate, -2 kg/m2 anno

VMC con 4 recuperatori di calore ad alto rendimento per uso invernale (bypassabili), deumidificatori e batterie di post per uso estivo pompa di calore a gas uso prevalente invernale con sistema di climatizzazione radiante a soffitto pompa di calore aria-acqua elettrica uso estivo fotovoltaico 19,3 kWp, connesso a rete e integrato architettonicamente domotica

Da sinistra, coibentazione termica in XPS del solaio del piano terra; lâ&#x20AC;&#x2122;isolamento per il taglio termico delle soglie in vetro cellulare.

1 isolamento termico in XPS alla base dei pilastri (6 cm) 2 polietilene pesante nastrato e risvoltato su perimetro fino a intonaco 3 isolamento termico XPS

Sezione su pilastri e pilastri perimetrali

progetti

Da sinistra, in alto, in senso orario: isolamento termico in poliestere riciclato su struttura metallica verso il vano scale; supporti per la facciata ventilata posati su telo di tenuta al vento; nastratura del telo di tenuta allâ&#x20AC;&#x2122;aria e dei raccordi con le aperture vetrate; la tenuta allâ&#x20AC;&#x2122;aria dellâ&#x20AC;&#x2122;involucro Ă¨ garantita anche dalla sigillatura dei controtelai in legno.

A sinistra due immagini della coibentazione in lana di roccia dello sbalzo del primo piano in corrispondenza della sala consigliare. Sotto da sinistra, isolamento della soletta del piano terra con vetro cellulare e XPS: al centro della foto, in corrispondenza della porta vetrata il vetro cellulare utilizzato come taglio termico sotto la bussola di ingresso.

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1 vetro cellulare (250 mm) posato con bitume caldo in piena aderenza e con giunti stagni; imprimitura con primer bituminoso a freddo; supporto cementizio lisciato per formazione pendenze 2 facciata continua montanti e traversi, porzione con vetro smaltato e isolamento termico 3 lana di roccia (240 mm) 4 impermeabilizzazione 5 vetro cellulare (180 mm) 6 pavimento esterno in gres su caldana 7 soglia antibarriere e relativa guarnizione su sottosoglia a taglio termico 8 taglio termico sottosoglia in purenite 9 guaine e nastri di tenuta aria interna 10 polietilene pesante nastrato e risvoltato sul perimetro

Sotto, isolamento in poliuretano sul retro del pluviale. 7 6

9 4

Sezione sulla sala consiliare

progetti

In alto, a sinistra, separazione termica tra il solaio di copertura e il muretto di sicurezza dell’area che accoglierà l’impianto fotovoltaico. In basso a sinistra, il muretto realizzato e impermeabilizzazione della copertura. A destra, la coibentazione della copertura.

Terrazzo copertura (A), dall’estradosso: - ghiaia - impermeabilizzazione - strato separatore - massetto cls per formazione pendenze - polistirene espanso EPS - guaina bituminosa - soletta a sbalzo disgiunta termicamente dalla struttura principale - polistirene espanso EPS - facciata ventilata con rivestimento con pannello in fibre a base legno resine termoindurenti e sottostruttura metallica

Sbalzo sala d’attesa (B), dall’estradosso: - plotte - impermeabilizzazione - strato separatore - massetto cls per formazione pendenze - polistirene espanso EPS - struttura c.a. - polistirene espanso EPS - struttura di chiusura metallica color oro

Sezione su terrazzo

4 3

5 6

Sezione sulla sala d’attesa

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1 copertina in alluminio preverniciato 2 struttura di chiusura in baraccatura metallica e rete stirata interna ed esterna 3 nastratura esterna di tenuta acqua raccordata a impermeabilizzazione 4 soglia antibarriere e relativa guarnizione su sottosoglia a taglio termico 5 taglio termico sottosoglia in purenite, legno, plastica 6 nastratura interna di tenuta aria raccordata a solaio grezzo

Da sinistra, la coibentazione dei pilastri, in XPS, e dello sbalzo della sala del consiglio, in vetro cellulare.

Risoluzione dei ponti termici Le soluzioni adottate per risolvere i ponti termici nei nodi più tri di temperatura sono: temperatura esterna di progetto -5 °C; delicati dell’involucro e garantire bassi valori di trasmissione temperatura di rugiada con t=20 °C - UR 65%. termica lineare y sono state valutate con simulazioni agli eleCriterio 2: Verifica della temperatura superficiale menti finiti al fine di verificare che le temperature superficiali, rivista Considerando la temperatura esterna media del mese più freddo in corrispondenza dei punti problematici, fossero superiori a e la temperatura critica (formazione muffa) con t=20 °C - UR quelle critiche. Le simulazioni sono state effettuate secondo i 65%, la temperatura superficiale non deve scendere sotto due criteri descritti di seguito. quella minima, oltre la quale si possono formare muffe, anche Criterio 1: Verifica della temperatura minima superficiale interna in assenza di condense superficiali. La temperatura non deve essere inferiore di 3 °C rispetto alla Tutte le valutazioni hanno dato luogo a valori di temperature temperatura interna di progetto (criterio di comfort). I parame- superficiali superiori a quelle critiche.

per leggere l’articolo completo

A lato alcuni grafici di verifica delle temperature critiche in corrispondenza di alcuni nodi controllati secondo i due criteri: in alto a sinistra, test in corrispondenza di un pilastro perimetrale; in alto a destra, nodo costruttivo parete esterna; in basso a sinistra, pilastro isolato; in basso a destra, sbalzo esterno.

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progetti_edificio

direzionale a Montiglio Monferrato (AT)

PROGETTO ARCHITETTONICO

Studio Tecnico Andrea Leone

REALIZZAZIONE

2011-2012

CLASSIFICAZIONI ENERGETICHE

Classe A+ Piemonte 1,91 kWh/m3 anno CasaClima Goldnature 3 kWh/m2 anno FOTOGRAFIE: Cristina Coni

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“.. Noi siamo ciò che abitiamo ..” è il motto da cui prende vita questo edificio che progettista e committente hanno immaginato come una costruzione in bioedilizia in grado di offrire un comfort elevato coniugato ad un’alta efficienza energetica. Il risultato è il primo edificio a essere certificato CasaClima Goldnature in Piemonte.

UNA

SEDE PER LE ENERGIE RINNOVABILI Nel nord dell’Astigiano la nuova sede di una ditta che realizza impianti a energie rinnovabili si differenzia nettamente dalle strutture circostanti, tipiche delle aree produttive, proponendo una nuova identità attenta al risparmio energetico, all’uso di materiali naturali e sostenibili e all’inserimento ambientale. La soluzione architettonica proposta utilizza una tipologia compatta, ideale per ragioni sia economiche che ecologiche, rielaborandola per adattarla alla situazione specifica. Il nuovo volume si inserisce nel paesaggio e si fonde con la natura grazie alla semplicità geometrica del corpo architettonico e al legno che ne caratterizza le facciate. Addossato al magazzino esistente, l’edificio accoglie gli uffici della ditta, una zona espositiva e una sala riunioni distribuiti su due piani articolati attorno a uno spazio a doppia altezza. Le facciate hanno due tipi di rivestimento: una texture di doghe in legno posate orizzontalmente e intonaco a calce idraulica naturale per le superfici contigue al capannone esistente. Ampie

aperture a tutta altezza contraddistinguono l’angolo sud-ovest, con serramenti interamente in legno e triplo vetro. Il volume è stato progettato in modo da massimizzare gli apporti solari, garantire un adeguato rapporto di forma e minimizzare le superfici disperdenti, favorendo, di conseguenza, un ridottissimo fabbisogno di energia per il riscaldamento. La struttura portante è realizzata con pannelli in legno massiccio senza colle e connessioni metalliche, l’isolamento è garantito dagli elevati spessori dei pannelli in fibra di legno e il comfort termo igrometrico dall’intonaco interno a base di argilla cruda, materiale che possiede proprietà fonoassorbenti e che attutisce i suoni a bassa frequenza. La copertura a verde estensivo consente di aumentare lo sfasamento termico e di evitare le isole di calore, oltre a permettere un deflusso controllato delle acque meteoriche. Le aree scoperte sono state sistemate a verde limitando allo stretto necessario la pavimentazione esterna impermeabile.

progetti

In seguito a un’analisi di casi studio presenti su tutto il territorio nazionale, i progettisti hanno voluto creare un edificio che divenisse nel tempo un esempio per un nuovo modo di progettare edifici direzionali all’interno di aree artigianali e industriali, ovvero un “luogo di lavoro” che tiene conto del comfort e della salubrità e che è costruito con materiali naturali nel rispetto dell’ambiente circostante.

Struttura e materiali

Reception Area espositiva

sto

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anti wc

Progetto_Studio Tecnico Andrea Leone Geometra, Montiglio Monferrato (AT) Committente_Alessio Impianti Termoidraulici, Montiglio M.to (AT) Strutture_Soligno, Prato allo Stelvio (BZ) Impianto termico_Alessio Impianti Termoidraulici, Montiglio M.to (AT) Impianto elettrico e domotico_Synapsis srl, Crescentino (VC) Direttore dei lavori_Studio Tecnico Andrea Leone Geometra, Montiglio M.to (AT) Appaltatore_Natural Domus srl, Ceva (CN) Superficie utile_226 m2 Superficie verde_2.370 m2 Fotografie cantiere_Studio Tecnico Andrea Leone

Magazzino a confine

La struttura dell’edificio è stata realizzata interamente con un particolare tipo di pannelli di legno massiccio, un sistema altamente ecologico caratterizzato dall’assenza di collanti e parti metalliche nella produzione degli elementi. I pannelli sono composti di tavole in legno massiccio affiancate verticalmente e giuntate a pettine. I diversi strati di tavole sono uniti mediante tasselli con incastro a coda di rondine. La tenuta e la stabilità delle giunzioni è garantita dall’aumento di volume a cui è soggetto il legno, precedentemente essiccato, in condizioni normali di umidità. I blocchi multistrato così realizzati sono autoportanti e vengono impiegati sia per le pareti sia per i solai. Per l’isolamento esterno delle pareti e della copertura a verde sono stati impiegati pannelli in fibra di legno di diversa densità (spessore di 18 cm per le pareti e da 26 a 40 cm per il tetto), mentre per le fondazioni, un doppio strato di ghiaia di vetro cellulare (sotto la platea di fondazione 25 cm, sopra altri 25 cm, quale riempimento successivo). I serramenti sono in lamellare a 4 strati di legno di larice, trattato esclusivamente con cere naturali, con un telaio fisso (spessore 9,2 cm) e un telaio mobile. Il vetro ha un valore Ug di 0,6 W/m2K. I fronti sud e ovest accolgono due facciate continue con struttura in legno a taglio termico che, rispetto ad altre soluzioni, garantisce maggior isolamento acustico e minori dilatazioni dovute alle escursioni termiche. Un reticolo a montanti e traversi uniti da elementi in acciaio inox funge da supporto della facciata.

attesa

Area espositiva open space

Ingresso

Prato

Stagno a specchio d'acqua

pianta del piano terra

pianta del piano superiore

3.17

3.24

0.00

-0.05

2.85

2.90

2.50

Sopra, assemblaggio degli elementi lignei in cantiere. Da sinistra, le pareti verticali fissate alla platea di fondazione; pareti del primo piano e solaio interpiano; posa delle travi di copertura,

Ppf-0.35 -0.95

sezione AA

Tetto a verde estensivo

3.24

0.00 -0.35

0.00

ppf -0.95

Magazzino a confine

sezione BB

Qui accanto, in verticale, dettagli dellâ&#x20AC;&#x2122;isolamento a cappotto con il pannello in polistirene messo in opera in zoccolatura e fibra di legno per la struttura in legno. PiĂš a destra, in alto, posa dellâ&#x20AC;&#x2122;isolamento a cappotto con un doppio strato di fibra di legno e, in basso, in evidenza lo spessore dellâ&#x20AC;&#x2122;isolamento.

progetti

INVOLUCRO trasmittanza media elementi costruttivi pareti esterne, U = 0,17 W/m2K solaio controterra, U = 0,17 W/m2K copertura, U = 0,11 W/m2K superfici trasparenti, Uw = 0,78 W/m2K facciata continua, U = 0,70 W/m2K emissioni CO2 complessive annue, 4 t/anno

IMPIANTI VMC con recuperatore di calore ad alta efficienza pompa di calore geotermica acqua-acqua, 10 kW impianto radiante a parete solare termico 3,55 m2 per ACS e integrazione a riscaldamento fotovoltaico 34 kW su tetto magazzino adiacente domotica per gestione fv e solare termico

Gli impianti

Il ridottissimo fabbisogno di energia dell’edificio è assicurato da un sistema impiantistico che sfrutta diverse fonti. Per il riscaldamento degli ambienti è stato installato un impianto radiante a bassa temperatura a parete che aumenta il comfort interno senza movimento dell’aria dell’ambiente. Le serpentine sono costituite da tubi di rame, così da evitare l’uso di materiale plastico, posati su cannucciato con intonaco realizzato in argilla cruda. L’impianto è alimentato da una pompa di calore acqua-acqua, scelta appositamente per la presenza nella zona di un’importante falda sotterranea, che ha consentito di sfruttare le temperature molto stabili sotto la superficie del terreno e di fornire un’energia costante tutto l’anno. La pompa, che può raggiungere una potenza termica di 10 kW, include anche la funzione estiva di raffrescamento. Il ricambio d’aria è continuo grazie alla presenza di due macchine per la ventilazione meccanica controllata con recuperatore ad alta efficienza che hanno portata fino a 550 m3/h di aria e rendimenti superiore al 90%. Un impianto solare termico e uno fotovoltaico sono sistemati sulla copertura del fabbricato esistente, adiacente al nuovo edificio. Tre moduli di collettori a tubi sottovuoto provvedono al completo fabbisogno di acqua calda sanitaria e durante le stagioni intermedie coadiuvano l’impianto di riscaldamento radiante. In inverno i pannelli forniscono l’energia termica utile al riscaldamento, grazie alla presenza dell’accumulo termico a stratificazione, con capacità di 850 litri, che somma l’energia termica captata dai pannelli con quella prodotta dalla pompa di calore. L’impianto fotovoltaico, connesso a rete, è composto da moduli da 318 W con efficienza di conversione to-

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Canalizzazioni per la distribuzione dell’aria; riscaldamento a parete con serpentina in rame su cannucciato; VMC.

tale del 19,5% e raggiunge i 35 kW picco di potenza, soddisfacendo l’intero fabbisogno delle utenze elettriche (riscaldamento, ventilazione, illuminazione e forza motrice). L’energia prodotta in eccesso viene immessa nella rete. Un impianto domotico consente di gestire al meglio l’impianto fotovoltaico, visualizzando produzione e consumi, riducendo gli sprechi e ottimizzandone l’utilizzo. Il sistema permette anche di migliorare il sistema di termoregolazione, predisponendo la temperatura ideale in ogni ambiente e ricreando le migliori condizioni di comfort senza sprechi di energia.

Sotto, l’impianto fotovoltaico installato sul tetto del magazzino adiacente.

Da sinistra, telo/barriera al radon; pannello di vetro cellulare per lâ&#x20AC;&#x2122;isolamento laterale della platea di fondazione; ghiaia di vetro cellulare per la coibentazione inferiore e laterale della platea. Solaio contro terra (dallâ&#x20AC;&#x2122;intradosso): - terreno - telo impermeabile barriera al radon - strato di ghiaia di vetro cellulare (30 cm) - platea di fondazione in cls - riempimento in ghiaia di vetro cellulare (15 cm) - sottofondo in granulato di roccia (10 cm) - pannelli in fibra di legno (4 cm) - lastre in fibro gesso (2 cm) - pavimentazione in linoleum 1 2 3 4 5

telo anti vento/acqua altamente traspirante zoccolatura cappotto in EPS nastro di tenuta all'aria pannelli di vetro cellulare (10 cm) tubo di drenaggio interno 1 esterno 2 3

0.00

-35.00

20.00

progetti

3 esterno

interno

Particolare muratura perimetrale 2 (dall’esterno): - intonaco esterno in calce naturale e finitura ai silicati su isolamento a cappotto - isolamento in fibra di legno (10 + 8 cm) e telo anti vento/acqua altamente rivista traspirante tra i due strati - parete in legno massiccio a vista (18 cm) 1 2 3 4

fissaggio listello distanziale guarnizione per viti intonaco in argilla su cannucciato nastro di tenuta precompresso

per leggere l’articolo completo acquista

la rivista Tenuta all’aria Numerosi sono stati gli interventi al fine di assicurare una perfetta tenuta all’aria del fabbricato, dalla sigillatura dei serramenti e dei fori e delle condutture per le tubazioni e gli impianti alla connessione tra le pareti. Trascurare questo aspetto avrebbe comportato superflue e incontrollabili perdite energetiche e, nei punti di infiltrazione, possibili danneggiamenti e deterioramenti della struttura dato che da queste micro fessure c’è un passaggio non solo di aria ma anche di vapore acqueo che può condensare all’interno delle componenti edilizie e dare inizio a formazione di muffe e condense. Una progettazione attenta e la posa di tutti i componenti edilizi a regola d’arte hanno permesso di raggiungere con il Blower Door test un valore n50 pari a 0,11. 32

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Da sinistra, nastratura del controtelaio per la tenuta all’aria del nodo serramentostruttura; preparazione del foro serramento per l’installazione della vetrata continua. Sotto, il telo di tenuta all’aria sotto la facciata ventilata e i listelli di ventilazione.

Immagini della realizzazione del tetto verde. Da sinistra, feltro di protezione e accumulo con strato drenante; posa del substrato di inverdimento.

esterno

rivista

Copertura (dall’esterno): - tetto a verde estensivo (12 cm) - impermeabilizzazione - pannello in fibra di legno, densità 240 kg/m3 (3,50 cm) - isolamento in fibra di legno, densità 170 kg/m3 cm (20 cm) - telo di tenuta all’aria (Sd 0,02 cm) - pannello in fibra di legno 240 kg/m3 (2,20 cm) - fibra di legno, densità 50 kg/m3 (20 cm) tra le travi strutturali - travi in legno massiccio - tavolato di abete (6 cm) Da sinistra in alto in senso orario: isolamento in fibra di legno tra le travi di copertura; telo di tenuta all’aria, nastrato e risvoltato sulla struttura; secondo strato di isolante da raccordarsi con la coibentazione a parete; isolamento, tenuta all’aria, nastratura del pacchetto copertura.

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faldale di protezione trave in legno passafuori tavolato di compensazione (3,50 cm) telo anti vento/acqua altamente traspirante nastro di tenuta all’aria telo di tenuta all’aria (Sd 0,02 cm)

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progetti_Veilige

Veste, Leeuwarden (NL)

PROGETTO ARCHITETTONICO

KAW architecten en adviseurs

REALIZZAZIONE

2012

CLASSIFICAZIONE ENERGETICA

Passivhaus Institut Darmstadt 15 kWh/m2 anno

FOTOGRAFIE: Gerard van Beek

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È il primo edificio olandese per dimensioni della superficie a essere riqualificato con standard Passivhaus. Grazie alle elevate prestazioni del nuovo involucro, nonché l’impiego di impianti a basso consumo energetico, la “Fortezza sicura” per le donne vittime di abusi può vantare, oltre che l’impegno sociale, anche quello ecologico.

UNA

FORTEZZA PASSIVA Questo scintillante edificio bianco, all’apparenza di nuova costruzione, è in realtà la vecchia stazione di polizia di Leeuwarden, capoluogo della regione olandese della Frisia, risalente agli anni ‘70 e realizzata, come molti edifici in tutta Europa di quel periodo, con uno scarso strato isolante e molti ponti termici. Oggi l’edificio, rinnovato nella qualità e nella funzione, costituisce il più grande edificio per uffici, riqualificato e certificato Passivhaus, dei Paesi Bassi e ospita una fondazione che protegge le ragazze tra i 15 e i 23 anni vittime di abusi e violenze. All’interno, 1.600 m2 di superficie sono dedicati, al piano terra, a uffici, sale riunioni e sale per i trattamenti. Nei due piani superiori, invece, si distribuiscono le 48 stanze per le ospiti del centro di accoglienza, suddivise in 6 unità residenziali. La struttura portante in c.a. era originariamente posta all’esterno, bene in vista e i ponti termici che si creavano tra la

struttura e il tamponamento avevano l’effetto di “risucchiare” l’aria fredda esterna verso l’interno, con conseguente elevato dispendio energetico. Mantenendo la struttura portante e, di fatto, la forma della vecchia stazione di polizia (che comunque risultava compatta e pertanto adatta allo standard passivo), si è risolto il problema delle perdite energetiche rivestendo completamente – e abbondantemente – l’edificio con un tamponamento la cui sezione esterna raggiunge uno spessore fino a oltre 95 cm. Completano il progetto energetico l’installazione di un impianto solare per la produzione dell’acqua calda sanitaria, collocato sulla copertura, nonché la realizzazione di un tetto verde al primo piano che, oltre alla funzione coibente, funge da vero e proprio giardino interno per le ragazze che, accolte nel centro di Leeuwarden, non possono ancora lasciare l’edificio.

progetti

perdite specifiche/guadagni, calore totale (kWh/m²mese)

somma dei guadagni dall’energia solare + guadagni dalle fonti di calore interne totale delle perdite specifiche

calore specifico

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Gen

Feb

Mar

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Mag

Giu

Lug

Ago

Set

Ott

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Dic

Domanda annuale specifica di energia per il riscaldamento.

Involucro e impianti L’elemento architettonico caratterizzante l’edificio è il suo involucro che viene completamente rivisitato. Mantenuta la struttura portante in c.a., i muri di tamponamento sono realizzati mediante un’ossatura prefabbricata a telaio di legno di 35 cm di spessore, rivestita con una membrana permeabile al vapore. Lo scheletro così formato è riempito con cellulosa in fiocchi e con ritagli di giornale riciclati. Il rivestimento esterno bianco fibrorinforzato, applicato su un’intelaiatura prefabbricata in legno opportunamente progettata, dà movimento alle facciate e, grazie al gioco di rientranze e sporgenze, permette una migliore protezione dalla luce solare. I vetri, inoltre, hanno un valore Uw di 0,5. Oltre all’importante lavoro fatto sull’involucro, si sono rivelate determinanti, ai fini del risparmio energetico finale, le altre scelte progettuali effettuate. In particolare: l’installazione di tende da sole esterne (di un brillante colore arancione), la realizzazione di un tetto verde al primo piano che funge anche da giardino pensile, la ventilazione meccanica con recupero di calore, un’illuminazione efficiente, un impianto solare termico per la produzione di acqua calda.

rivista

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la rivista

pianta primo piano

Progetto_KAW architecten en adviseurs, Groningen (NL) Strutture_EconStruct BV, Leeuwarden (NL) Direttore dei lavori_BCN - Drachten bv, Drachten (NL) Appaltatore_Bouwgroep Dijkstra Draisma, Dokkum (NL) Superficie fondiaria_14.000 m2 Superficie utile_5.341 m2 Superficie verde_5.000 m2 Importo dell’opera_4.100.000 Euro

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La stazione di polizia è in pratica un quadrato perfetto, con una griglia strutturale di 3,6x3,6 m, che regola l’intero progetto e che modula anche il bianco rivestimento esterno. Per la speciale sagoma di quest’ultimo si è fatto uso di un materiale polimerico composito che, versato in uno stampo, prende la forma che si può vedere nei pannelli tridimensionali della facciata. Tale tecnologia permette infinite applicazioni in ambito architettonico. A sinistra, un’immagine del giardino pensile realizzato sulla copertura del primo piano e i rivestimenti delle facciate interne in legno.

sezione est-ovest

L’edificio utilizza pochissima energia grazie all’elevato strato isolante applicato e ai pochi impianti installati.

In alto, a destra, l’edificio preesistente con struttura portante esterna in c.a. prima dell’intervento. A lato, due immagini di cantiere che mostrano la posa del rivestimento dei due piani superiori con la sottostruttura in legno che supporta i bianchi pannelli in materiale composito rinforzato con fibra di vetro.

Rivestimento esterno

La scelta di usare elementi in fibre di vetro, come rivestimento esterno, è stata dettata principalmente da due motivi. Il primo era la volontà di realizzare un edificio moderno, dalle forme libere, il secondo di usare un materiale leggero che potesse essere facilmente supportato dalla struttura di cemento armato preesistente. Atri fattori hanno reso possibile il ricorso a elementi prefabbricati: l’esistenza di una griglia strutturale e i bassi costi di manutenzione del materiale. L’intero edificio, infatti, si sviluppa su una maglia regolare (con margini di differenza minimi) di 3,6x3,6 m che ha reso possibile la ripetizione degli elementi prefabbricati, la minimizzazione del numero delle matrici e al contempo una grande libertà progettuale. Altro aspetto interessante è stato il basso costo di manutenzione. Il materiale, grazie a un trattameno particolare, è resistente agli agenti atmosferi, fisici e chimici, e ha una garanzia

di 15 anni (aspetto questo molto importante per le cooperative edilizie in Olanda). Il ciclo vitale è di 50 anni e l’eventuale riciclo del materiale comporta un dispendio minimo di energia. Alcuni aspetti hanno richiesto particolare attenzione e una grande collaborazione tra il produttore, il costruttore e l’architetto. Il primo e più importante problema riguardava la tolleranza zero degli elementi in fibre di vetro. Per questo motivo la struttura in legno che regge il pacchetto isolante (di ben 35 cm) e gli elementi di facciata è stata realizzata con grande accuratezza. L’originale forma di ogni elemento prefabbricato doveva, infatti, combaciare perfettamente con la struttura in legno. Un altro aspetto importante di questa operazione delicata era lo spazio che bisognava lasciare tra la struttura di legno e gli elementi di facciata, poiché il rivestimento è di tipo ventilato.

INVOLUCRO

IMPIANTI

trasmittanza media elementi costruttivi pareti esterne, U = 0,12 W/m2K solaio controterra, U = 0,11 W/m2K copertura, U = 0,09 W/m2K serramenti, Uw = 0,50 W/m2K

impianto solare termico 10 m2 impianto di ventilazione meccanica controllata 6,3 kWh/m2 anno sistema automatico di tende sensibile al calore e al vento

progetti

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Stratigrafia della parete di tamponamento (dallâ&#x20AC;&#x2122;esterno): - pannello interno (12,5 mm) - cavitĂ principale riempita con lana minerale - rivestimento (12 mm) - barriera al vapore - isolamento (350 mm) - travi a I - pannelli impermeabili - membrana permeabile al vapore

sezione di dettaglio della parete dei piani superiori

1 telaio del serramento in materiale plastico 2 guida per elemento ombreggiante (assente sul lato nord) 3 striscia in alluminio 4 nastratura 5 guarnizione di tenuta esterna 6 strisce di riempimento in lana minerale 7 isolamento termico 8 elemento composito di facciata

1 2

Dettaglio della parete contro terra: 1 telaio del serramento in materiale plastico 2 guida per elemento ombreggiante (assente sul lato nord) 3 montanti in legno (18x65 cm) 4 controtelaio del serramento in materiale plastico 5 barriera al vapore 6 profilo in acciaio (come da indicazioni della ditta costruttrice) 7 gabbia metallica riempita con pietre 8 strato impermeabile 9 isolamento 10 collegamento della gabbia metallica alla struttura esistente 11 struttura esistente 12 terreno

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sezione di dettaglio della parete del piano terra

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A destra, alcune delle fasi di recupero dell’immobile. Per rivestire la struttura si è fatto ricorso al legno, sia per il piano terra che per i piani superiori. Al piano terra è stato usato, oltre che con funzione strutturale, anche come rivestimento a vista, mentre ai piani superiori la struttura lignea supporta il rivestimento in polimero bianco rinforzato con fibre di vetro.

RISTRUTTURARE

PASSIVAMENTE

3 domande a ... Beatrice Montesano KAW architecten en adviseurs

La scelta di ristrutturare in modo passivo un edificio di questo tipo è stata fatta all’inizio o in una fase successiva? No, è nata durante il processo progettuale. L’edificio era in pessime condizioni e un rigoroso intervento sulle facciate esterne (anche per la presenza di amianto da smaltire) era necessario. Inoltre, durante la fase di progettazione, abbiamo ottenuto i sussidi della lotteria nazionale olandese per edifici sostenibili. I restanti costi aggiuntivi per realizzare l’edificio in senso passivo sono stati coperti in parte dalla cooperativa edilizia, proprietaria dell’edificio, e in parte dall’organizzazione – Fier Fryslan – che lo gestisce attualmente. Il contributo di questa è stato calcolato sulla base del risparmio energetico in un arco di tempo di 10 anni, aspetto questo tra i più interessanti dell’edificio passivo, cioè poter calcolare con precisione sulla bolletta energetica, grazie a un monitoraggio costante, l’impatto economico dell’intervento. L’Olanda ha un clima, e una mentalità, molto simili a quelli della Germania, dove è nato il concetto di Passivhaus. È stato facile realizzare un progetto di questo tipo o si sono incontrate delle difficoltà durante la progettazione/realizzazione? Durante la progettazione abbiamo effettivamente incontrato alcune difficoltà. Nonostante la mentalità affine, l’Olanda è indietro rispetto alla Germania per quel che riguarda lo sviluppo e la realizzazione di edifici a basso consumo energetico. Le maggiori difficoltà le abbiamo incontrate nel definire i dettagli di un edificio come questo, completamente isolato da un punto di vista termico dall’ambiente esterno. In particolare siamo stati costretti a utilizzare infissi tedeschi, poiché non esistono in Olanda infissi capaci di garantire le prestationi richieste dagli standard della casa passiva. Questo ha comportato per noi, ma anche per l’impresa che ha realizzato il progetto, l’impossibilità, di fatto, di utilizzare i dettagli e i metodi costruttivi standard olandesi. Perché è stato utilizzato il legno con funzione strutturale? Abbiamo utilizzato una struttura in legno per reggere gli elementi della facciata perché questo era il sistema edilizio più leggero (lavoravamo infatti su una struttura preesistente) ed era il miglior modo per ottenere un perfetto isolamento termico. Questo sistema a telaio di legno è spesso usato in Olanda negli edifici, siano essi nuovi o esistenti, per realizzare facciate esterne non in mattoni. progetti

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progetti_scuola

media e superiore, Deutsch-Wagram (A)

PROGETTO ARCHITETTONICO

franz architekten

REALIZZAZIONE

2010-2011

CLASSIFICAZIONE ENERGETICA E AMBIENTALE

OIB Richtlinie 6 - classe A++ 9 kWh/m2 anno

FOTOGRAFIE: Lisa Rastl

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Al fine di garantire una formazione scolastica fino alla maturità e far fronte alla necessità di un ampliamento della scuola media, il Comune di Deutsch-Wagram, nella Bassa Austria, decise qualche anno fa di supportare la costruzione di un nuovo complesso scolastico che comprendesse scuole medie e liceo. Le sinergie realizzate vanno di pari passo con il risparmio energetico.

SINERGIA E BASSO CONSUMO PER UNA SCUOLA PIÙ EFFICIENTE Il nuovo liceo e l’ampliamento della scuola media del comune di Deustch-Wagram, allineati lungo una via pedonale che raccoglie le istituzioni pubbliche più importanti della cittadina austriaca (municipio, asilo, scuola elementare), sono stati riuniti in un unico complesso per ottimizzare le sinergie e mettere a disposizione spazi che potessero risultare utili anche agli altri studenti della cittadina. Il nuovo complesso è formato da due edifici: un blocco lungo e leggermente angolato che ospita la scuola media, il liceo e gli uffici delle relative amministrazioni e un corpo seminterrato con la palestra. L’edificio lungo ospita i ragazzi delle medie al primo piano e quelli del liceo al secondo; si mantenengono così ben distinti i due cicli scolastici lasciando tuttavia di uso comune alcuni spazi (come le aule delle scienze naturali al piano terra o la biblioteca). La copertura è una grande terrazza sfruttata per la ricreazione e per lezioni all’aperto ma utilizzabile anche come superficie disponibile per un eventuale futuro ampliamento.

La palestra doppia è parzialmente interrata così che, dall’esterno, le sue dimensioni appaiono prossime a quelle dei vicini edifici che ospitano l’asilo e la scuola elementare. Il collegamento tra scuola media/liceo e palestra avviene tramite un passaggio sotterraneo, in modo da consentire l’accesso pubblico allo stagno che caratterizza l’area verde. Il rivestimento esterno in pannelli di alluminio accomuna e differenzia i due corpi; la palestra spunta dal terreno con pannelli di colore azzurro e si dissolve verso l’alto con il bianco; l’edificio scolastico, “sospeso” su grandi vetrate, parte invece dal bianco neutrale e diventa azzurro ai livelli superiori. 175 finestre delle stesse dimensioni (1,80x1,80 m) si aprono nelle facciate, con una disposizione flessibile determinata dalle diverse esigenze degli ambienti interni. Il risultato è un complesso che ben si inserisce nel contesto ottenendo valori di efficienza energetica da standard passivhaus in corso di certificazione.

progetti

Struttura e impianti

Sia la scuola sia la palestra sono state realizzate con una struttura portante in c.a.; solo la copertura della palestra Ă¨ sostenuta da travi reticolari in acciaio. Le pareti, semplicemente dipinte sul lato interno, presentano un rivestimento di facciata ventilato che caratterizza tutto il complesso. Pannelli in alluminio colorati proteggono le superfici verticali opache della palestra e della scuola. Essi sono costituiti da un pannello in polietilene tipo LDPE rivestito da un sottile strato di alluminio (0,5 mm), trattato con un sistema di verniciatura ecocompatibile che lo rende praticamente insensibile agli agenti atmosferici nonchĂŠ resistente alle radiazioni UV. Il pannello, inoltre, Ă¨ totalmente riciclabile, poichĂŠ sia il nucleo sintetico sia la parte in alluminio possono essere fusi e riutilizzati come materia prima per la produzione di nuovi pannelli. Le finestre dei due corpi di fabbrica, la maggior parte in legnoalluminio, presentano una dimensione standard di 1,8x1,8 m e sono state collocate in maniera da adattarsi alle variazioni

Sotto, da sinistra: il piano seminterrato, il piano terra, il primo piano e il secondo piano. Legenda: 1. ingresso, guardaroba; 2. amministrazione; 3. aule; 4. aule di educazione artistica e di scienze; 5. biblioteca; 6. zona dedicata alla ricreazione; 7. cucina scolastica; 8. terrazza; 9. vano tecnico; 10. aula multifunzionale; 11. palestra; 12. deposito attrezzi ginnici; 13. spogliatoi.

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Progetto_franz zt GmbH, Vienna (A) Impianti_bps engineering, Vienna (A) Direttore dei lavori_arch. Paul Pffaffenbichler, St. Pölten (A) Appaltatore_Alpine Bau GmbH, Mistelbach (A) Superficie fondiaria_9.650 m2 Superficie utile_7.500 m2 Superficie verde_6.400 m2 Costi_12,4 milioni di euro

Sopra: la terrazza-tetto dell’ultimo piano, sfruttata come luogo ricreativo nelle giornate di bel tempo. La superficie si presta anche per un eventuale futuro ampliamento della scuola. Pagina a fianco dall’alto: la posa della struttura portante della copertura della palestra; la costruzione della gradonata della biblioteca.

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rivista 12

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sezione longitudinale della palestra e del corpo-scuola

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sezione longitudinale del corpo-scuola

la rivista

spaziali interne. Ogni classe ha una finestra con una profonda nicchia ad altezza di seduta che funge come una piccola zona decentrata di pausa. Per la protezione dal sole sono state installate delle veneziane esterne su tutte le aperture, fanno eccezione le vetrate dell’ingresso schermate dall’interno. Tutti i controsoffitti presentano un profilo grecato e nella zona dell’amministrazione e delle aule sono del tipo acustico per ottemperare alle richieste normative. Le diverse parti dell’involucro (pareti, copertura ecc.) hanno valori di trasmittanza molto bassi, aspetto questo che ha contribuito al raggiungimento dello standard passivo per l’edificio della scuola. Per le necessità energetiche dei due fabbricati è stato installato un impianto fotovoltaico da 20 kWp sul tetto della scuola che permette di coprire il fabbisogno energetico della ventilazione meccanica con recupero di calore e della pompa di calore ad acqua di falda, sfruttata per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria. Secondo i calcoli effettuati, la quantità di CO2 emessa in atmosfera risulta essere di 19,2 kg/m2 anno. L’acqua piovana viene raccolta e riutilizzata per l’irrigazione dell’adiacente area verde.

INVOLUCRO trasmittanza media elementi costruttivi pareti esterne, U = 0,16 W/m2K solaio controterra, U = 0,146 W/m2K copertura, U = 0,115 W/m2K serramenti, Uw = 0,9 W/m2K

IMPIANTI fotovoltaico potenza 20 kWp ventilazione meccanica controllata con recupero di calore pompa di calore geotermica per riscaldamento e produzione ACS

progetti

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sezione verticale copertura scuola (terrazza praticabile) 1 pannello di rivestimento in alluminio (4 mm) 2 sottostruttura portante della facciata ventilata (spess. totale 260 mm) 3 fuga orizzontale (profilo metallico) tra i pannelli di alluminio (0,7 mm) 4 pannelli isolanti in lana minerale (200 mm) 5 lamierino forato antinsetti 6 corrimano 7 rivestimento in legno 8 angolare metallico di fissaggio 9 guide inferiori per il fissaggio dellâ&#x20AC;&#x2122;intradosso 10 lamiera grecata forata come rivestimento dellâ&#x20AC;&#x2122;intradosso sezione verticale del corpo aggettante

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Nella pagina a lato, a sinistra, alcune immagini della fase di cantiere. Dallâ&#x20AC;&#x2122;alto: la realizzazione del primo piano, due immagini della posa del manto impermeabilizzante sulla struttura in cemento armato, il rivestimento esterno in pannelli orizzontali di alluminio colorato (facciata ventilata).

Lâ&#x20AC;&#x2122;ingresso della scuola dalla via pedonale protetto dal corpo aggettante.

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profilo metallico a T angolare dellâ&#x20AC;&#x2122;imbotte serramento imbotte in alluminio verniciato (1,5 mm) sistema schermante esterno

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sezione orizzontale angolo nord-ovest e nord-est

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focus on_embodied

energy

Jacopo Gaspari architetto e ricercatore presso il Dipartimento di Architettura dell’Università di Bologna

VALUTAZIONE DEL BILANCIO ENERGETICO:

tra contenimento dei consumi e investimento energetico Per realizzare un NZEB il punto di partenza è il contenimento dei consumi: tuttavia ci si dimentica che la fase iniziale del processo costruttivo comporta il consumo di una quantità di energia, così come la produzione dei materiali edili.

Efficienza energetica: tra fase di esercizio e fase di costruzione

La grande rilevanza ormai assunta dalla questione energetica nel settore edilizio ha portato, e sta continuando a portare, profonde modifiche non solo in termini di caratteristiche prestazionali medie attese per gli edifici di nuova costruzione, ma anche in termini di una consistente revisione dello stesso processo progettuale. La necessità di conseguire una significativa riduzione dei consumi energetici è percepita dall’utenza come un requisito non più eludibile tanto che la maggior parte degli attori coinvolti nel processo edilizio – dai progettisti ai costruttori, dai produttori agli installatori – si è trovata nella condizione di doversi adeguare, con soluzioni più o meno brillanti, a un approccio più attento a questo tema per mantenere la propria competitività sul mercato. Quando si fa riferimento a edifici dalle elevate caratteristiche di efficienza energetica si pensa generalmente all’involucro e alle dotazioni impiantistiche: da una parte, a un sostanziale incremento dell’isolamento e dell’inerzia termica, al fine di migliorare il comportamento del sistema di chiusura tanto in regime invernale quanto in regime estivo, dall’altra, a un contestuale im46

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piego di dotazioni impiantistiche ugualmente efficienti, possibilmente integrate a sistemi per lo sfruttamento delle energie rinnovabili. Queste caratteristiche possono trovare applicazione del tutto o in parte a seconda dei risultati che si intendono conseguire e con un livello variabile di efficacia e complessità che dipende in modo stringente dalla concezione stessa dell’intero sistema edilizio (vedi immagini di queste pagine). Nell’ambito della progettazione dei cosiddetti edifici a energia quasi zero, il ricorso a involucri a elevate prestazioni e a sistemi impiantistici integrati viene di norma affiancato da un processo di ottimizzazione della forma e della geometria dell’edificio in funzione dell’esposizione e delle condizioni ambientali del sito con l’obiettivo di sfruttare al meglio eventuali guadagni passivi, effetti di ventilazione naturale e altri accorgimenti volti a ridurre i fabbisogni in fase d’uso1. Il risultato in termini di efficienza del sistema, o più semplicemente il decremento dei consumi in fase di esercizio, dipende da una combinazione di fattori che investono le scelte tecnologiche

nella loro interezza e che si collocano a monte della fase d’uso, quando cioè l’edificio viene prima concepito e poi realizzato. Nella maggior parte dei casi, però, la valutazione complessiva del bilancio energetico di un edificio coinvolge la sola fase di esercizio escludendo la quota di “investimento energetico” necessaria per ottenere il sistema edilizio pronto all’uso con quelle specifiche caratteristiche prestazionali. In pratica, viene tralasciata l’energia impiegata per le fasi iniziali del processo, per la costruzione e quella presente nei materiali da costruzione in forma di energia intrinseca, altrimenti nota come embodied energy 2. Questa condizione non produce effetti di sostanziale rilevanza fintanto che l’energia spesa in fase di esercizio, durante la vita utile dell’edificio, risulta enormemente superiore a quella necessaria per la fase di concezione/costruzione. Questo è, per esempio, il caso di tutti gli edifici realizzati tra gli anni ‘60 e gli anni ‘90 in cui il grande dispendio energetico per il riscaldamento (e poi anche per il raffrescamento) era reso possibile da un costo più contenuto dell’energia primaria. Con l’aumento del costo dei combustibili fossili e, più in generale, dell’energia primaria, nonché la contestuale maturazione di un approccio più sostenibile e responsabile nei confronti dei consumi energetici, si è assistito a un drastico ridimensionamento del fabfocus on

Che cos’è l’energia intrinseca o “embodied energy” L’energia intrinseca – generalmente nota con la locuzione anglofona embodied energy – indica l’energia acquistata direttamente da una sorgente primaria per supportare il processo produttivo di un determinato bene, alla quale si aggiunge l’energia indiretta immagazzinata in tutte le fasi necessarie all’attuazione del processo stesso. In pratica, a ciascun componente edilizio è associato un valore di embodied energy (espresso in MJ su kg o su m2 o su m3) che rappresenta l’energia che si è resa necessaria alla sua produzione dalla fase di estrazione delle materie prime a quella di confezionamento finale passando per tutte le lavorazioni, i trasporti e le eventuali trasformazioni di materiali che sono intervenute per arrivare al prodotto finito4. Nel caso, per esempio, di un mattone devono essere considerati i consumi energetici necessari per lo scavo e la movimentazione dell’argilla dal luogo di estrazione ai monti di stoccaggio e da questi ultimi all’interno dello stabilimento. Sono poi compresi gli apporti necessari al funzionamento delle macchine per la lavorazione e la formatura dei pezzi e quindi quelli per le fasi di essicazione e cottura dei mattoni. Nonostante l’adozione di sistemi per il recupero del calore e l’ottimizzazione dell’impianto, queste fasi rappresentano chiaramente quelle più energivore, date le temperature di esercizio dei forni. Vanno inoltre aggiunti gli apporti necessari allo smistamento e all’imballaggio dei mattoni per predisporli al trasporto al luogo di destinazione. I valori di embodied energy associati ai vari materiali sono generalmente calcolati fino a questa fase, stabilendo cioè dei confini precisi di analisi che comprendono tutte le fasi del processo che vanno dall’estrazione della materia prima alla predisposi-

zione dei componenti in uscita dal luogo di produzione (cradle to gate – dalla culla al cancello). Tuttavia, è possibile che la procedura di analisi e di calcolo vada a comprendere anche altre fasi come il trasporto in situ (cradle to site) o addirittura tutte le fasi del ciclo di vita del componente sino al suo smaltimento (cradle to grave – dalla culla alla tomba). Per una valutazione attendibile dei contributi, che i diversi componenti giocano nella determinazione dell’embodied energy del manufatto edilizio nel suo complesso, è fondamentale che siano impiegati valori dai confini omogenei per evitare di alterare “il peso” di singole voci sul bilancio complessivo.

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bisogno in esercizio che ha di fatto reso comparabili le due grandezze (energia in fase d’uso ed energia in fase di costruzione) in un edificio ad alta efficienza3. Ciò impone di considerare nuovi scenari di valutazione e, soprattutto, nuovi approcci progettuali che tengano maggiormente conto dell’equilibrio dei fattori in gioco.

La valutazione dell’investimento energetico Il carattere di maggior equilibrio che si instaura, in un edificio ad alta efficienza, tra la quantità di energia “investita” in fase di costruzione e quella “consumata” in fase di esercizio assume significato solo se si assume un arco temporale di riferimento definito; cioè se viene definito per l’edificio stesso un tempo di vita atteso rispetto al quale calcolare i consumi annui in fase d’uso e la quota di ammortamento annua dell’energia investita per la sua costruzione. Questo passaggio è cruciale non solo ai fini della significatività della comparazione delle due grandezze, ma anche in relazione alla durabilità attesa dei componenti – 48

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fattore che incide sensibilmente sulla scelta dei materiali da adottare e di conseguenza sui correlati valori di embodied energy. Partendo dal presupposto che ogni attività edilizia richiede energia e che i diversi materiali sono caratterizzati da valori di embodied energy molto variabili, le scelte tecnologicocostruttive assumono una grande rilevanza ai fini della determinazione dell’investimento energetico complessivo in fase di realizzazione. Sarebbe, tuttavia, semplicistico e superficiale ritenere che l’esclusione dei componenti con valori più elevati di embodied energy rappresenti la scelta più logica e opportuna. Ogni materiale possiede le sue specificità e la scelta dovrebbe essere guidata da un criterio di appropriatezza tecnologica in funzione del soddisfacimento dei requisiti in gioco. Dal punto di vista progettuale si tratta quindi di valutare – a parità di prestazioni erogate – quale soluzione offra la miglior combinazione tra durabilità attesa e investimento energetico richiesto. Ciò comporta due problematiche di grande rilievo e di differente portata: da una parte vi è infatti la necessità di stabilire correttamente un orizzonte temporale di vita atteso per il manufatto edilizio, dall’altro la necessità di avere gli strumenti per

L’embodied energy rappresenta l’insieme dei contributi energetici necessari per passare dalla materia prima ad un prodotto finito: nel caso di un mattone quelli necessari per estrarre e movimentare l’argilla, quelli per le fasi di lavorazione, di cottura e di imballaggio.

poter comparare gli investimenti energetici comportati da ciascuna soluzione5. La scelta dei materiali e delle soluzioni tecnologiche avviene in funzione dell’orizzonte temporale di riferimento, in modo da garantire una buona durabilità e da limitare quanto più possibile eventuali interventi. Si deve infatti sottolineare che ogni azione di manutenzione ordinaria o straordinaria comporterebbe l’introduzione di nuovi apporti energetici che influirebbero sul bilancio complessivo. La logica progettuale dovrebbe pertanto basarsi su principi di opportunità e adeguatezza. Qualora l’orizzonte temporale sia ampio, l’impatto del ricorso a soluzioni con valori di embodied energy più elevati potrebbe essere attenuato dall’assenza di azioni correttive e da valori di ammortamento contenuti. Se, invece, si determini a priori un orizzonte temporale assai ridotto – per esempio si stia progettando una struttura temporanea destinata a essere utilizzata per dieci anni – risulterà preferibile la scelta di materiali e soluzioni tecnologiche che comportino valori di embodied energy più modesti. Tuttavia, attualmente, la possibilità di comparare l’investimento energetico comportato da diverse soluzioni costruttive è limi-

tato dalla complessità del processo di analisi e di calcolo dell’embodied energy che risente di numerose esternalità e di un certo margine di imprecisione. Sebbene la comunità scientifica sia concorde sulla necessità di tenere conto di questo aspetto nella valutazione del bilancio energetico, non è ancora stata individuata una posizione condivisa per superare le problematiche legate alla valutazione e al calcolo6. In attesa di disporre di strumenti più precisi, si reputa però di una certa rilevanza l’opportunità di introdurre, pur con le semplificazioni del caso, un approccio progettuale che tenga conto del ruolo giocato dall’investimento energetico nel conseguimento di un manufatto edilizio energeticamente efficiente in senso più ampio (vedi immagini di pag. 50).

Possibilità di comparazione delle implicazioni energetiche delle scelte tecnologiche

Al fine di semplificare il procedimento di quantificazione dell’embodied energy e, al tempo stesso, di includere l’energia imfocus on

La valutazione dell’investimento energetico in fase di costruzione è legata al sistema costruttivo adottato, al livello di complessità delle soluzioni tecnologiche e alla scelta dei materiali.

piegata in fase di costruzione nel bilancio energetico dell’edificio, sono state messe a punto presso diversi enti di ricerca alcune banche dati in cui sono riportati i valori di embodied energy (e di embodied carbon) corrispondenti ai diversi materiali o componenti edilizi11. Si deve evidenziare che gli “archivi” disponibili, oltre a essere organizzati e strutturati diversamente, possono differire in modo sostanziale per il procedimento con cui sono stati quantificati i valori di embodied energy, soprattutto in relazione alle condizioni economiche dell’area geografica in cui sono stati elaborati. Inoltre, per quanto attendibili e trasparenti possano essere le procedure di calcolo adottate all’origine, all’interno delle banche dati è presente un certo livello di eterogeneità strettamente correlato alla natura dei processi indagati per i diversi materiali e componenti. Tuttavia, accettando i limiti imposti dalle semplificazioni adottate, una volta individuata una banca dati di riferimento tra quelle disponibili, è possibile confrontare, in base alla suddivisione in categorie, le caratteristiche di differenti prodotti (vedi tabella e immagini di pag. 52). La comparazione mira a valutare le ricadute che l’impiego di un determinato materiale produce in termini di prestazioni – incidendo cioè sul livello di efficienza del sistema e sulla riduzione del fabbisogno energetico in esercizio – a fronte

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La principale criticità nell’analisi e nel calcolo dell’embodied energy è data dal fatto che le metodologie impiegate dovrebbero tenere conto di tutti i sottoprocessi correlati al processo principale per cui – data la grande complessità – si verificano alcune approssimazioni.

Criticità e limiti delle metodologie di calcolo Le principali criticità relative all’analisi e al calcolo dell’embodied energy derivano da una parte dalla grande complessità dei processi coinvolti e dall’altra dal fatto che essi possono differire in modo sensibile a seconda delle condizioni economiche della macro area geografica in cui hanno luogo. Dal punto di vista strettamente operativo sono al momento disponibili tre diverse metodologie: la cosiddetta analisi di processo, l’analisi basata sulle matrici input-output e i sistemi ibridi. L’analisi di processo consiste nell’individuare tutti gli apporti energetici necessari all’attuazione di un determinato processo quantificando l’energia utilizzata per passare dallo stato di materia prima allo stato di componente finito, reiterando l’operazione per ognuno dei sottoprocessi individuati nelle varie fasi. Il principale limite di questo approccio è che l’operazione potrebbe essere attuata all’infinito prendendo in esame un numero “n” di sottoprocessi correlati. Non potendo essere reiterata all’infinito, l’analisi deve essere necessariamente interrotta. Tuttavia, la norma di riferimento non specifica le modalità di interruzione generando di conseguenza un certo margine di arbitrarietà7. L’aspetto più critico è quindi

l’indeterminazione dell’errore che si genera in correlazione al numero di iterazioni di volta in volta stabilite. Il sistema delle matrici input-output tenta di risolvere questo problema sfruttando delle matrici che descrivono gli scambi economici diretti tra i vari settori di cui è formata l’economia di un Paese e, di conseguenza, anche quelli in termini di energia. Un processo matematico consente poi di esprimere anche gli scambi indiretti necessari per compiere un processo produttivo, cioè le infinite catene di interscambi effettuati per produrre tutti gli input indispensabili al processo principale8. Il principale limite di questo approccio è rappresentato dal fatto che, essendo basato su dati statistici macroeconomici, descrive valori medi comunque affetti da un certo margine di errore, seppur minore9. I metodi ibridi tentano di sfruttare gli aspetti positivi di entrambi i sistemi cercando di compensare i rispettivi limiti. Tra essi il più ricorrente è quello basato sull’analisi di prodotto che tende a scomporre il processo nei vari input individuando gli apporti energetici diretti calcolando i valori residui con il sistema delle matrici in modo da limitare quanto più possibile il problema dell’interruzione dell’analisi10.

focus on

materiale

embodied energy MJ/kg

embodied carbon kg CO2/kg

confine

vetro cellulare cellulosa tipo a cellulosa tipo b sughero lana di vetro fibra di lino lana minerale lana di roccia fibra di cellulosa polistirene poliuretano fibra di legno tipo a fibra di legno tipo b lana riciclata

27,00 0,94 3,30 4,00 28,00 39,50 16,60 16,80 20,20 100,00 11,00 10,80 20,00 20,90

N.D. N.D. N.D. 0,19 1,35 1,70 1,20 1,05 0,63 2,50 3,00 N.D. 0,98 N.D.

N.D. cradle to gate cradle to gate cradle to gate cradle to site cradle to grave cradle to gate cradle to site cradle to grave cradle to gate cradle to gate cradle to gate cradle to gate cradle to gate

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La tabella riporta alcuni valori di embodied energy e di embodied carbon, estratti da banca dati, relativi ai principali materiali isolanti tenendo conto dei â&#x20AC;&#x153;confiniâ&#x20AC;? utilizzati per il calcolo degli indicatori nelle fasi del ciclo di vita. In basso, ad ogni componente edilizio sono associati diversi valori di embodied energy in relazione al processo produttivo che si Ă¨ reso necessario per ottenerlo.

in funzione dei materiali impiegati e in relazione al programma funzionale. Una volta fissato l’orizzonte temporale di riferimento, è possibile ottenere il valore annuo di ammortamento espresso in [MJ/m2a] che può facilmente essere convertito in [kWh/m2a] risultando comparabile con i valori di consumo annuo in esercizio. La valutazione dell’investimento energetico comportato dalla fase di costruzione può tradursi in un importante strumento di indirizzo durante le fasi di concezione dell’opera con l’obiettivo di ottimizzare l’uso delle risorse in funzione delle prestazioni attese nella fase di esercizio. In attesa che strumenti più accurati, ma anche più facilmente accessibili, siano messi a disposizione da nuove ricerche in questo settore, l’introduzione di un approccio metodologico capace di tenere conto di questi fattori rappresenta un interessante scenario nella progettazione di opere che ambiscano a definirsi edifici a energia quasi zero.

Allo stato attuale, nel settore degli edifici ad alta efficienza, gli sforzi progettuali sono finalizzati a determinare con precisione le prestazioni delle soluzioni tecnologiche adottate e a valutare i conseguenti benefici in termini di riduzione dei fabbisogni energetici.

dell’investimento energetico necessario. Una comparazione dei diversi apporti energetici può essere effettuata riconducendo l’embodied energy a unità di misura normalmente utilizzate per valutare i consumi energetici come i [kWh/m2a] ai quali fanno riferimento anche le procedure per la certificazione energetica. Si può quindi procedere a una normalizzazione dell’embodied energy in relazione alla superficie utile interna dell’edificio (la stessa a cui si riferiscono i consumi) ottenendo valori espressi in [MJ/m2] che devono poi essere correlati a un arco temporale di riferimento. La scomposizione dei pacchetti di chiusura in sistemi, sottosistemi e componenti consente di differenziare il tempo di vita atteso per la struttura, per gli elementi di completamento, per i rivestimenti ecc. Sebbene vi siano marcate differenze in relazione ai sistemi costruttivi adottati nonché alla natura e alla destinazione del manufatto edilizio, è possibile fissare il tempo di vita atteso su una media di 100 anni. Si possono poi prevedere orizzonti temporali inferiori di 50 o 25 anni

Note 1 - Goulding J. R., Lewis O., Sustainable & energy efficient building, James & James, Londra, 1999. Esin T., “A study regarding the environmental impact analysis of the building materials production process”, in Energy and Buildings, vol. 42 – iss. 11, 2007. 2 - Fay R., Treloar G., Iyer-Raniga U., “Life-cycle energy analysis of buildings: a case study” Building Research & Information (2000) 28(1), pp. 31-41. 3 - Blengini G. A., Di Carlo T., “The changing role of life cycle phases, subsystems and materials in the LCA of low energy buildings”, in Energy and Buildings, vol. 42 – iss. 6, 2010, pp. 869-880. 4 - Trabucco D., “Metodologie di calcolo dell’embodied energy” in Gaspari J., Trabucco D., Zannoni G., Involucro edilizio e aspetti di sostenibilità, Franco Angeli, Milano, 2010, pp. 281-294. 5 - Gaspari J., “Il rapporto fra consumi energetici, embodied energy e durabilità” in Gaspari J., Trabucco D., Zannoni G., Involucro edilizio e aspetti di sostenibilità, Franco Angeli, Milano, 2010, pp. 91-114. 6 - Zamagni A., Buttol P., Porta P.L.,Buonamici R., Masoni P., Guinée J., Heijungs R., Ekvall T., Bersani R., Critical Review of the current research needs and limitations related to ISO-LCA Practice, Report of the EU 6th framework project CALCAS, ENEA, 2008. 7 - Miller R. E., Blair P. D. (2009), Input - Output Analysis. Foundations and Extensions, Cambridge University Press, New York. 8 - Lenzen M., “Errors in Conventional and Input-Output–based Life-cycle Inventories”, Journal of Industrial Ecology, Volume 4, Number 4, 2001. 9 - Treloar J. G., A comprehensive embodied energy analysis framework, Deakin University, 1996, PhD Thesis. 10 - Cfr., per esempio, Hammond G., Jones C., Inventory of Carbon and Energy (ICE) Version 1.6a, University Of Bath, Bath, 2008.

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progettare e costruire edifici a energia quasizero

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involucro_serramenti

e ventilazione

Ernesto Antonini, Eleonora Venzi Università di Bologna, Dipartimento Architettura

SERRAMENTI

E VENTILAZIONE DEGLI EDIFICI:

le problematiche dell’interfaccia di posa La necessità di ottenere comportamenti energetici efficienti, realizzando involucri edilizi capaci di limitare al minimo gli scambi termici fra interno ed esterno, non permette più di assicurare un’adeguata ventilazione semplicemente riproponendo vecchi rimedi, cioè in pratica tollerando la presenza di giunti non sigillati e di conseguenti trafilaggi d’aria incontrollati. Per contenere il fabbisogno energetico, è indispensabile, invece, che l’involucro edilizio, insieme alla riduzione delle trasmittanze e all’attenuazione degli effetti dell’irraggiamento estivo, garantisca anche ottime prestazioni di tenuta all’aria, eliminando le fughe attraverso tutti gli elementi che lo costituiscono. Di conseguenza, il flusso di aria necessario ad assicurare la ventilazione deve essere fornito con mezzi meno approssimativi, che consentano di controllare con precisione le portate e di recuperare la massima quantità possibile dell’energia termica utile contenuta nell’aria scambiata. È proprio per garantire elevate prestazione termiche degli edifici e ottimi livelli di comfort interno che i protocolli più esigenti in termini di efficienza energetica impongono l’adozione di sistemi di ventilazione meccanica dotati di recuperatori di calore e pretendono che l’involucro assicuri un ottimo livello di tenuta all’aria, prevedendone la verifica strumentale in condizioni di esercizio come condizione per il rilascio delle relative certificazioni.

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Se non correttamente posati, anche i serramenti più performanti generano problemi di tenuta all’aria nell’involucro edilizio. Un’analisi dell’interfaccia tra serramento e vano di posa, dei difetti di tenuta, dei sistemi di verifica in opera e delle possibili soluzioni.

Le vie di fuga dell’involucro edilizio

La complessità costruttiva e la molteplicità di dispositivi che costituiscono l’involucro edilizio fanno sì che la sua prestazione di tenuta all’aria sia condizionata dai comportamenti di molti componenti e delle loro connessioni, cioè influenzata da un numero elevato di variabili. Perciò, mentre per individuare nel loro insieme gli effetti combinati dei vari fenomeni risulta utile misurare la perdita globale, per ottimizzare le soluzioni costruttive e selezionare quindi gli specifici accorgimenti da adottare è necessario determinare con precisione il contributo fornito dalle diverse parti.

Le più comuni “vie di fuga” attraverso cui si realizzano le perdite di tenuta di un involucro edilizio sono: • cavidotti e altri elementi costruttivi che attraversano l’involucro lasciando varchi non sigillati (imm. sotto in alto a sin.); • tolleranze di lavorazione incompatibili con i materiali di riempimento adottati (imm. sotto in alto a destra); • inefficace /insufficiente applicazione di materiale sigillante (imm. sotto, al centro a sinistra); • difetti di tenuta del serramento (errata sigillatura dei componenti del serramento (imm. sotto, al centro a destra), mancata registrazione (imm. in basso a sinistra), scorretto montaggio del vetrocamera (imm. in basso a destra); • scarsa sovrapposizione o cattiva esecuzione dei raccordi di

Nelle due foto a lato: fessurazioni in corrispondenza di cavidotti e di elementi impiantistici non a tenuta e, di fianco, tolleranze di lavorazione incompatibili con i materiali di riempimento adottati. Al centro: applicazione di materiale sigillante in maniera irregolare e insufficiente a saturare l’interstizio. e un caso di errata sigillatura dei componenti del serramento. Foto in basso: difetti di registrazione provocano fessure nel giunto in battuta tra le ante mobili e l’evidenziazione attraverso il fumo di una errata installazione del vetrocamera che permette il flusso d’aria in corrispondenza delle guarnizioni. Lo strumento che l’operatore utilizza è un termoanemometro digitale portatile a filo, con testa orientabile, che consente di determinare con precisione la velocità dell’aria e quindi di valutare l’entità del trafilaggio e localizzare i punti con le maggiori perdite.

involucro

teli impermeabilizzanti e di membrane traspiranti poste nelle chiusure (copertura e pareti). Benché non siano i soli responsabili del problema, i serramenti risultano particolarmente esposti al rischio di costituire il punto debole dell’involucro edilizio, dal momento che sono inseriti in un varco che interrompe la continuità della chiusura e dotati di parti mobili per modulare i flussi di aria attraverso il varco stesso. Anche per questa ragione, la permeabilità all’aria (UNI EN 12207) e la resistenza al vento (UNI EN 12210) costituiscono requisiti fondamentali, previsti dalla normativa tecnica, del prodotto: oggi l’offerta commerciale offre sempre più spesso serramenti attestati sui livelli massimi previsti dagli standard normativi, cioè tali da assicurare limitatissimi trafilaggi di aria a serramento chiuso. Ciò significa che per le sue caratteristiche costruttive il serramento non è più in grado di contribuire alla ventilazione naturale degli ambienti e quindi va considerato correttamente come un dispositivo “a tenuta” sia nel calcolo delle dispersioni, sia nella progettazione dei sistemi necessari per assicurare il ricambio dell’aria nell’edificio. Ma nella realtà le cose non stanno esattamente così. La normativa, attualmente, non prescrive valori di tenuta del serramento posato in opera, né che sia certificata la modalità di installazione, nonostante sia proprio la zona di connessione quella in cui molto spesso si manifestano gravi perdite, conseguenza tanto di errori di progettazione, quanto di modalità di esecuzione inadeguate. Quando si presenta, il difetto pregiudica sensibilmente la prestazione globale di permeabilità all’aria del sistema finestrato e penalizza il comportamento in esercizio dei serramenti, in particolare quelli di qualità elevata, vanificando almeno in parte l’impegno dei produttori. Oltre agli effetti sui consumi energetici, le infiltrazioni di aria compromettono il corretto funzionamento dei sistemi di ventilazione meccanica, riducendone l’efficacia rispetto a quanto previsto dal modello di calcolo, causano spesso fenomeni di condensa superficiale che peggiorano le condizioni di comfort e costituiscono una via preferenziale per l’ingresso del rumore.

L’allarmante stato dell’arte

Una serie di misure di tenuta all’aria effettuate nell’ambito di una ricerca su edifici di recente costruzione o ristrutturazione pesante ha permesso di riscontrare in opera ricorrenti e significativi difetti di sigillatura, anche nel caso di serramenti con eccellenti prestazioni certificate. Gli inconvenienti sono stati evidenziati in serramenti di diverse caratteristiche e tipi di apertura, con telai sia in legno che in

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Esempi di un controtelaio tradizionale in legno e di un sistema prefabbricato complesso, dotato di vano avvolgibile, spallette laterali isolate e quarto lato.

Elaborato relativo al progetto di ricerca ‘Reti d’Impresa’: la scheda specifica, relativa alla geometria del giunto primario, delinea le differenti configurazioni del controtelaio, in relazione con la morfologia del vano.

PVC, installati da non oltre qualche mese su controtelai sia in legno, sia in metallo, sia misti legno-metallo. In effetti, le perdite registrate riguardano occasionalmente il serramento in sé (giunti telaio/anta, vetri/anta, vetri/fermavetri), mentre più spesso coinvolgono i vari dispositivi di interfaccia con il vano murario. In altri termini, sono le lavorazioni eseguite durante la posa in cantiere a presentare la minore affidabilità. Rispetto alla dinamica del fenomeno, i dati registrati mostrano che il decadimento delle prestazioni è imputabile a tre principali cause: - la scarsa tenuta del giunto primario, cioè della connessione tra muratura e controtelaio, quando quest’ultimo è presente, come nella grande maggioranza dei casi; - i trafilaggi in corrispondenza del giunto secondario, cioè all’interfaccia tra controtelaio e telaio dell’infisso; - le fughe in corrispondenza del bordo inferiore di ante di porte e portefinestre, specialmente quelle montate su controtelai e telai privi di traverso inferiore.

Giunto primario

Il corretto collegamento al vano murario è fondamentale sia per assicurare la stabilità del serramento, sia per garantire la continuità delle prestazioni che la chiusura deve fornire nel suo insieme, cioè l’effetto di barriera al passaggio di calore, rumore, acqua e aria fra interno ed esterno dell’edificio. Il collegamento deve inoltre compensare le deformazioni differenziali indotte da fenomeni igrotermici o strutturali che possono interessare i diversi materiali che in questa zona

Soluzione tradizionale del giunto primario: la malta non riesca a garantire la tenuta e il termo anemometro rileva un’elevata velocità dell’aria.

vengono a contatto, in particolare serramento e zona di bordo del vano. La soluzione più diffusa prevede che il collegamento venga realizzato interponendo fra muratura e serramento un controtelaio, cioè un dispositivo di interfaccia che consente la regolarizzazione e la riquadratura del foro murario e fornisce una superficie di fissaggio ottimale per la posa. Il controtelaio perimetra su almeno 3 lati il vano murario (due lati verticali e quello orizzontale superiore), a cui viene ancorato stabilmente. In questo modo il controtelaio favorisce la compensazione delle irregolarità del vano murario e funge da riferimento per la successiva posa del serramento, che sarà quindi fissato al controtelaio stesso trovandovi un alloggiamento geometricamente regolare (imm. a pag. 56 in alto). I controtelai possono essere in legno – ancora la soluzione più comune soprattutto nel caso di serramenti in legno – oppure in lamiera di acciaio piegata a freddo o realizzati con sezioni composite in legno e lamiera. Oggi sono comunemente adottati controtelai di diverse geometrie e configurazioni, scelti in relazione al tipo di serramento, alla sua giacitura rispetto alla profondità del vano, alla necessità di alloggiare accessori come tende avvolgibili o zanzariere, alla stratigrafia della chiusura opaca a cui il serramento si deve raccordare (disegno a pag. 56). L’installazione del controtelaio sul perimetro del vano murario prevede sempre l’utilizzo di apparecchi meccanici di fissaggio: staffe o zanche metalliche, oppure viti. Il fissaggio tramite zanche assicurate con malta al perimetro del vano è la soluzione tradizionalmente impiegata nel caso di installazione su pareti in muratura, nelle quali la compensazione della tolleranza di posa è eseguita intasando con malta fino a rifiuto l’interstizio fra il bordo del vano e l’estradosso del controtelaio. Questa soluzione non è in grado di realizzare un giunto a tenuta, perché la malta non aderisce al controtelaio e anzi, nel tempo, le dilatazioni e contrazioni dei due materiali tendono ad accentuare il distacco. La facilità di esecuzione del giunto tende inoltre ad autorizzare una preparazione molto approssimativa del foro-finestra, con forti irregolarità della sagoma del riquadro per l’alloggiamento del controtelaio e ampie tolleranze rispetto alle sue dimensioni (imm. a sinistra). La posa del controtelaio tramite viti presenta alcuni vantaggi rispetto alle prestazioni del giunto primario. Sia nel caso di viti inserite in un foro attrezzato con tasselli ad espansione, sia nel caso – oggi, più frequentemente – delle cosiddette “turboviti” che si impegnano direttamente nella muratura, questa tecnica esige la predisposizione di un vano con geometria più regolare e minori tolleranze rispetto alla dimensione del controtelaio. La ridotta tolleranza esclude quindi di utilizzare la malta per il riempimento del giunto, che infatti è sigillato o tramite iniezione di schiume espanse, oppure, se possibile, utilizzando nastri autoespandenti.

involucro

La ventilazione dei locali Per assicurare che negli edifici si mantengano condizioni di salubrità e comfort per gli occupanti, è necessario limitare la concentrazione nell’aria interna di sostanze nocive. La soluzione è ventilare i locali, cioè espellere aria interna viziata e immettere negli ambienti aria esterna pulita, cioè con concentrazioni di inquinati molto minori di quella estratta. Questa manovra indispensabile produce un doppio effetto indesiderato nel regime energetico dell’edificio, poiché l’aria espulsa porta con sé anche l’energia che era stata necessaria per portarla alla temperatura di comfort, mentre quella immessa dall’esterno, più fredda (d’inverno) e più calda (d’estate) dell’aria interna, richiede di essere riscaldata o raffrescata, con un ulteriore dispendio di energia. Il consumo energetico dovuto alla ventilazione, finora trascurabile a fronte di elevate dispersioni per trasmissione, è diventato, invece, una voce percentualmente rilevante del bilancio energetico di edifici energeticamente efficienti. I principali inquinanti presenti nell’aria interna sono: - l’umidità (circa 3 litri di acqua ogni giorno per occupante) - l’anidride carbonica prodotta dal metabolismo degli abitanti e dalla combustione - gli odori e le emissioni di composti organici volatili (VOC) e di formaldeide, prevalentemente da colle e vernici - spore e alghe, che si riproducono nell’ambiente grazie a favo-

revoli condizioni di temperatura e umidità - la radioattività. Per controllare la quantità di aria necessaria alla ventilazione dell’edificio possono essere adottati tre sistemi, spesso in maniera combinata, a seconda dei diversi regimi termici a cui l’edificio è sottoposto: - la ventilazione naturale, assicurata da fessure percorse dall’aria anche a involucro chiuso (come i giunti non sigillati, le crepe, le piccole disconnessioni fra elementi costruttivi, ecc.); - la ventilazione manuale, ottenuta aprendo volontariamente porte, finestre o appositi varchi muniti di valvole; - la ventilazione meccanica, prodotta da ventilatori o estrattori motorizzati (con o senza recupero del calore). La ventilazione naturale non consente di regolare né le portate né le durate dei flussi di aria, i dispositivi manuali permettono di regolare le durate e, in modo molto approssimativo, le portate, mentre solo il sistema meccanico offre il controllo preciso e la possibilità di regolazione della quantità di aria che fluisce negli ambienti. Questa è la ragione per cui oggi si cerca di limitare al minimo la presenza di fughe di aria non controllate, cioè il ricorso alla ventilazione naturale, puntando a edifici con tenute all’aria molto elevata a involucro chiuso, ma dotati di efficaci sistemi di ventilazione a portata regolabile.

Giunto secondario

l’adozione di modalità di installazione del controtelaio più accurate permettono di ridurre drasticamente la tolleranza di posa e di limitare quindi sia la larghezza che l’irregolarità del giunto. Ciò consente di migliorare comunque l’efficacia delle sigillature con schiume e sigillanti fluidi, o di optare per nastri precompressi autoespandenti disposti lungo tutto il perimetro del telaio, che assicurano ottime prestazioni ed elevata affidabilità.

Il serramento viene normalmente fissato al controtelaio per mezzo di viti passanti attraverso i montanti verticali del telaio e, per assicurare la corretta funzionalità di manovra, esige di essere allineato orizzontalmente e perfettamente a piombo. Per compensare i frequenti difetti di ortogonalità e planarità del controtelaio, causate da imprecisioni nella posa, la tolleranza minima di montaggio del telaio – che è dell’ordine di 4-6 mm viene in genere maggiorata a 15 mm e spesso anche oltre, così che il telaio possa essere ruotato entro il perimetro del controtelaio fino a fargli assumere la giacitura orizzontale. Con la conseguenza che il giunto fra telaio e controtelaio assume una larghezza molto variabile – da pochi millimetri fino a qualche centimetro, imponendo di sigillare la cavità utilizzando una schiuma espandente, che tuttavia non sempre riesce a disporsi omogeneamente in tutti gli interstizi, o li satura solo in parte (immagini pagina a lato). La finitura del lato interno del giunto con un sottile cordone di silicone riesce in qualche caso a ovviare transitoriamente all’inconveniente, ma non garantisce la tenuta nel tempo, a causa della non provata durabilità del prodotto applicato in queste condizioni. L’utilizzo di controtelai dotati anche del “quarto lato” – cioè di un profilo orizzontale inferiore che irrigidisce il dispositivo – e 58

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Posa senza controtelaio

Alcuni produttori di serramenti adottano il fissaggio diretto del telaio al bordo del vano, senza controtelaio. Questa soluzione è più comune nel caso di edifici in legno, nei quali la sagoma del vano è regolare, è fornita con tolleranze dimensionali contenute e presenta una superficie di contatto in legno, che facilita il collegamento meccanico del telaio. La posa senza controtelaio su vani in muratura è poco diffusa, presenta diverse criticità e richiede una modifica del ciclo abituale di lavorazione, poiché il vano deve essere regolarizzato applicandovi un intonaco prima di fissare il telaio. In entrambi i casi, il giunto di larghezza limitata e di andamento regolare rende preferibile la sigillatura con nastri autoespandenti e bande sigillanti

Il disegno a lato rappresenta le modalità e i tempi di apertura delle finestre per garantire una corretta aerazione dei locali. Fonte: IBN - Institut für Baubiologie+Ökologie Neubeuern – rielaborazione MAICO.

Soglie, davanzali, cassonetti

Nelle due imagini a lato è evidenziato un esempio tipico di sigillatura irregolare del giunto secondario, caratterizzato dalla distribuzione non omogenea della schiuma e da punti critici caratterizzati da insufficienza del prodotto. In basso a destra, una condizione estremamente critica con pavimento passante interno-esterno.

Oltre a quelle già citate, ulteriori vie preferenziali per la trasmissione di aria e rumore riguardano la soglia delle finestre e portefinestre e il cassonetto dell’avvolgibile, quando presente. Il davanzale e la soglia di finestre e portefinestre sono ancora frequentemente realizzati con elementi conduttivi come marmi o calcestruzzo, in continuità tra interno ed esterno. Questa soluzione tradizionale semplifica le lavorazioni di cantiere e agevola la posa del serramento, ma crea un evidente ponte termico e spesso impedisce un’idonea tenuta all’acqua e all’aria nella zona inferiore del serramento. Una configurazione più efficace richiede invece un’interruzione fisica del materiale: se realizzato con un profilo in materiale isolante adeguatamente sagomato e ben collegato agli altri tre lati del controtelaio (vedi rendering a pag. 60), questo elemento realizza un “taglio termico” e funge anche da barriera all’acqua e all’aria, da completare con la posa di un sigillante. La presenza di cassonetti per avvolgibili porta con sé una problematica specifica, da trattare con particolare attenzione. Il vano del cassonetto, aperto verso l’esterno per consentire la manovra dell’avvolgibile, costituisce una camera di aria fredda che si incunea all’interno della sezione muraria e deve perciò essere ben isolato per evitare perdite di calore per trasmissione, e accuratamente chiuso per evitare trafilaggi di aria e vie preferenziali di ingresso del rumore (vedi termografia a pag. 60, in basso).

Conseguenze indesiderate: ponti termici, umidità e muffe

La ricerca di una buona tenuta all’aria non può fare trascurare le prestazioni di trasmittanza, che nella zona di interfaccia del serramento con il vano di posa possono risultare critiche, in particolare a causa della presenza di ponti termici. Essendo collocati nella zona di confine fra interno ed esterno,

involucro

Sistema prefabbricato con controtelaio a quattro lati, con taglio termico e sottobancale in materiale isolante compatto.

tutti gli elementi che compongono il sistema finestrato sono potenziali vie di conduzione dei flussi termici. È necessario perciò valutare accuratamente in sede di progetto il comportamento della configurazione di installazione ipotizzata, considerandone tutti gli elementi. Una metodica efficace è quella delle isoterme, che permette di localizzare le zone che presentano diverse temperature e quindi di verificare che l’eventuale punto di formazione di condensa sia collocato all’interno della sezione del serramento e dell’interfaccia di posa e che non interessi invece superfici poste all’interno degli ambienti neppure nelle condizioni ambientali più sfavorevoli.

Conclusioni

Per ovviare ai difetti di tenuta dovuti all’interfaccia di posa dei serramenti è quindi opportuno intervenire sulle tre situazioni in cui essi si manifestano con più frequenza: - per il fissaggio del controtelaio, optare per il sistema con viti ed eliminare quello con zanche a murare, limitando le tolleranze ammesse fra il vano murario e le dimensioni del controtelaio ed eseguendo un’accurata sigillatura del giunto primario; - migliorare la tenuta del giunto secondario, oggi eseguita spesso semplicemente intasando con schiume sintetiche espanse l’interstizio fra telaio e controtelaio. Una maggiore accuratezza nella posa in opera del controtelaio permette di ridurre l’eccessiva tolleranza di montaggio, che è una causa indiretta della difficoltà di realizzazione di sigillature efficaci, e quindi di limitare e regolarizzare l’ampiezza del giunto, sigil-

landolo con tecniche più performanti, come i nastri autoespandenti - adottare dispositivi per l’interruzione del ponte termico in corrispondenza del davanzale o della soglia, realizzati con profili collegati al controtelaio (“quarto lato”) e sagomati in modo da facilitare la realizzazione di un giunto a tenuta nella zona inferiore del serramento (anta mobile o traverso inferiore del telaio) - verificare accuratamente l’efficacia e la continuità dello strato termoisolante in corrispondenza dei cassonetti degli avvolgibili e la sigillatura di tutti i giunti, compresi i pannelli di ispezione del vano, soprattutto se apribili verso l’interno dei locali.

La termografia indica la presenza di un vano cassonetto non sufficientemente isolato: le temperature inferiori delle superfici interne del vano, dimostrano come esso conduca temperature inferiori all’interno dell’ambiente.

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Come eseguire le verifiche in opera dei serramenti: il test di tenuta all’aria Vista dall’interno del serramento e relativo termogramma in cui compare un evidente strafilaggio d’aria lungo il lato inferiore. In basso, preparazione del serramento al Blower Door test con telo a-wert, utilizzato per isolare le infiltrazioni attraverso i giunti.

Nell’ambito di un Progetto sostenuto dalla Regione Emilia Romagna, l’Università di Bologna e il Consorzio Nazionale Serramentisti ‘Legnolegno‘, hanno realizzato una campagna di misure di tenuta all’aria di serramenti in opera, utilizzando il Blower Dooor Test secondo la metodica UNI EN 13829:2002, integrate con l’ausilio di termocamera all'infrarosso e di termoanemometro. La metodica, di esecuzione relativamente semplice, presenta buona affidabilità nel rilievo in opera delle prestazioni di tenuta degli elementi di involucro e dei serramenti in particolare. Essa prevede di creare una differenza di pressione di entità nota fra interno ed esterno (aspirando i locali o insufflando aria dall’esterno) e di misurare il rapporto fra la quantità di aria persa e il volume d’aria contenuto nell’edificio. Il dispositivo di prova consiste in un ventilatore centrifugo incassato in un telaio applicato alla porta d’ingresso (da cui la denominazione in inglese del test: Blower =Ventilatore e Door =porta). Il ventilatore viene regolato in modo da creare una differenza di 50 Pascal rispetto alla pressione dell’ambiente esterno e al ventilatore sono collegati degli strumenti che misurano la differenza di pressione e l’intensità del flusso d’aria, determinando così le “perdite” attraverso l’involucro chiuso, dovute a non perfette sigillature di giunti o a presenza di crepe o fessure negli elementi di chiusura. L’utilizzo di un piccolo anemometro permette di localizzare le zone in cui si evidenziano le perdite più gravi, tramite la misura della velocità dell’aria in prossimità della sonda (vedi immagini in apertura dell’articolo a pag. 55) e, se necessario, un generatore di fumo rende più rapida la localizzazione dei punti non sigillati. Se la differenza di temperatura fra interno ed esterno è sufficientemente alta, la termografia all’infrarosso evidenzia quindi le conseguenze delle perdite di tenuta sul regime termico degli elementi della chiusura, mostrando le zone esposte al flusso di aria esterna (imm. al centro) Infine, un telo “a-wert” sigillato a tenuta sul perimetro del serramento consente un’analisi ancora più accurata delle permeabilità all’aria assicurata dai diversi elementi del serramento: mantenendo il locale in pressione e sigillando il telo sul perimetro dell’anta, su quello del telaio o sul muro circostante si riesce a distinguere con sufficiente precisione il contributo dei diversi giunti alla perdita di tenuta rilevata (imm. a lato).

involucro

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SERRAMENTO IN LEGNO E TRIPLO VETRO

CLIMATOP

serramento ad alta prestazione energetica

_Dati tecnici__________ Serramento “Climatop” Trasmittanza termica Uw 0,72 W/m2K con vetro Ug 0,5 W/m2K Trasmittanza termica Uw 0,79 W/m2K con vetro Ug 0,6 W/m2K Telaio “Climatop” Trasmittanza termica Uf 0,81 W/m2K Sezione telaio 95x80 mm Vetro “Climatop” Composizione del vetro 4/16 Ar 92%/4/16 Ar 93%/4 Spessore vetro al bordo 43,5 mm Spessore vetro al centro 41,5 mm Emissività nominale εn 0,03 Distanziatore “Climatop” Thermix®TX.N in lega di acciaio inossidabile e materiale plastico

Descrizione. Le finestre CLIMATOP sono realizzate in legno lamellare di abete a 4 strati per assicurare una migliore stabilità dimensionale a tutti gli elementi del sistema di chiusura. I telai sono rinforzati – hanno uno spessore di 95x80 mm – e sono dotati di tre guarnizioni in neoprene, inserite nel profilo senza interruzioni, che consentono di raggiungere migliori valori di permeabilità all’aria e all’acqua e ottimi coefficienti di isolamento termico e acustico. Al profilo della finestra è stato aggiunto un gocciolatoio in alluminio, che permette un efficace scolo delle acque meteoriche. I profili sono stretti e garantiscono una maggiore superficie vetrata e quindi più luce naturale. La serie CLIMATOP si caratterizza per un triplo vetro e una doppia camera riempita con gas argon. I vetri sono basso emissivi e questa caratteristica riduce in modo considerevole il coefficiente di trasmissione termica. Le finestre sono state testate e certificate dall’IFT (Institut für Forschung) di Rosenheim. Utilizzo. Per le ottime prestazioni energetiche fornite, il serramento è l’elemento ideale per le chiusure trasparenti in un edificio a bassissimo consumo energetico. Per completare al meglio il sistema di isolamento, le finestre sono posate su falsi telai TIP TOP CasaClima, che uniti ai profili in pvc, consentono una perfetta coibentazione, evitando la formazione di ponti termici in corrispondenza del raccordo con la componente edilizia opaca. TIP TOP FENSTER www.tip-top-fenster.com

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SERRAMENTO IN LEGNO-ALLUMINIO E TRIPLO VETRO

holz/alu 115p

serramento per edifici passivi

Descrizione. Il serramento è composto da un telaio fisso (110 mm spessore) e uno mobile (115 mm spessore) costituiti da un profilo in legno lamellare di abete di prima scelta, a tre lamelle giuntate a pettine, e da un rivestimento esterno in alluminio a giunto aperto, privo di tensione, che garantisce l’espansione termica dei materiali. Il legno è trattato con impregnante preservante, antitarlo, antimuffa, spazzolatura e carteggiature. Il trattamento finale prevede l’uso di prodotti idrosolubili, trasparenti e coprenti, contenenti pigmenti resistenti ai raggi UV. Il profilo è a tripla battuta e tra il legno e l’alluminio vi sono almeno 30 mm di polistirene estruso che provvedono all’isolamento termico del telaio. Le guarnizioni in EPA, insensibili agli agenti atmosferici, alla luce e all’ozono, sono poste sugli angoli senza interruzione; la ferramenta di portata, sostegno e chiusura è costituita da cerniere in acciaio tropicalizzato di idonea sezione. Il triplo vetro è a risparmio energetico e il distanziatore è in PVC. Utilizzo. Il sistema di raccordo muro-finestra è costituito da polistirene estruso (XPS) e legno (OSB), così da creare un contenitore isolante unico che riunisce finestra, oscuranti e accessori. L’isolamento tra muro e finestra avviene su tutti e tre i lati. Il falso telaio è fornito e posato con piattello esterno in poliammide rinforzata con fibra di vetro. Nastri autoespandenti a cellule aperte e la sigillatura interna garantiscono la tenuta all’aria del sistema di chiusura.

_Dati tecnici__________ Serramento Trasmittanza termica (abete, larice) Uw 0,72 W/m2K con vetro Ug 0,6 W/m2K Trasmittanza termica (rovere) Uw 0,74 W/m2K con vetro Ug 0,6 W/m2K Telaio Trasmittanza termica (abete, larice) Uf 0,73 W/m2K Trasmittanza termica (rovere) Uf 0,80 W/m2K Vetro Composizione del vetro 4:/16 Ar /sf 4/16 Ar/:4 Trasmittanza termica Ug 0,6 W/m2K Emissività εn 0,03 o 0,01 Distanziatore PVC, Ψg 0,036 W/m2K

WOLF FENSTER www.wolf-fenster.it

prodotti

prodotti_serramenti

SERRAMENTO IN PVC E ALLUMINIO

Thermo Passiv serramento per edifici passivi

Descrizione. La serie di finestre Thermo Passiv, realizzate in PVC e PVC/alluminio, grazie alla speciale termo schiuma (priva di HCFC alogenati, HFC alogenati e HFC) inserita nel telaio, al trattamento basso emissivo Solar+ e al triplo vetro, presenta ottimi valori di isolamento termico, migliorabili se viene scelta la nuova canalina ISO. Questa combinazione di materiali e di accorgimenti previene al massimo la formazione di condensa. Il coefficiente di trasmissione dell’energia totale (valore g) è del 20% superiore rispetto a una tripla vetratura standard e ciò permette di aumentare anche il guadagno di energia solare del 20 % nelle stagioni fredde. La finestra offre inoltre buone prestazioni per l’isolamento termoacustico. Dal punto di vista estetico Thermo Passiv si distingue per il design pulito e rettilineo, valorizzato dalla ferramenta nascosta e da una nuova maniglia con profilo fresato e rosetta e maniglia gradata. È realizzabile a trapezio e come porta o finestra scorrevole ed è disponibile anche nella versione porta balcone con cilindro. Da sottolineare la particolare soglia ribassata (20-30 mm) in PVC saldata con il telaio.

Utilizzo. La finestra Thermo Passiv è idonea per case a basso consumo energetico ed è disponibile anche in versione certificata PHI (PassivHaus Institut). In quest’ultima versione sono presenti il rinforzo di acciaio a taglio termico e gli inserti accessori in aerogel, materiale isolante che viene collocato tra la termo schiuma del telaio.

_Dati tecnici__________ Serramento Trasmittanza termica Uw 0,79 W/m2K Trasmittanza termica con canalina ISO Uw 0,69 W/m2K Isolamento acustico 42 dB Telaio Trasmittanza termica Uf 0,81 W/m2K Sezione telaio 90x87 mm, 90x98 mm Vetro Composizione del vetro 4b/18 Ar/4/18 Ar/b4 Trasmittanza termica Ug 0,6 W/m2K Trasmittanza termica con canalina LIGHT Ug 0,5 W/m2K Trasmittanza termica con canalina ISO Ug 0,5 W/m2K Distanziatore Edelstahl, LIGHT, ISO

INTERNORM www.internorm.com

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SERRAMENTO IN LEGNO

ALPIfinestra K40

serramento per edifici passivi

Descrizione. ALPIfinestra K40 forma un’unica unità con l’involucro opaco, incappottando il telaio grazie a un innovativo sistema di installazione, un controtelaio, appositamente sviluppato, che costituisce l’interfaccia perfetta tra la coibentazione delle parti opache di un edificio e la finestra, garantendo le migliori prestazioni in termini di impermeabilità, abbattimento termico e acustico e creando un involucro continuo che riduce ed elimina i ponti termici e quindi le dispersioni. Le soluzioni proposte del sistema sono varie: K40 è infatti disponibile con avvolgibile, veneziana, zanzariera e con cassonetto isolato all’interno e ispezionabile dal lato esterno. Al fine di agevolare il lavoro del progettista, ALPI Fenster ha inoltre creato, in collaborazione con TBZ (Centro di Fisica Edile di Bolzano), un “Abaco serramenti accreditato gPHi”, uno strumento che permette di valutare in brevissimo tempo l’utilizzo di un serramento sulla base dei dati climatici di riferimento del sito di progetto. Prendendo in considerazione tutte le componenti del sistema (controtelaio, finestra, cassonetto per l’avvolgibile o veneziana, persiana, zanzariera), l’Abaco rappresenta un sistema semplice per calcoare e dimensionare le finestre nelle case passive.

Utilizzo. Ideale per edifici a bassissimo consumo energetico e passivi, K40 è adatta a qualsisasi tipologia di involucro e, grazie al sistema di installazione su controtelaio, può essere smontata e cambiata in qualsiasi momento.

_Dati tecnici__________ Serramento Trasmittanza termica Uw da 0,7 W/m2K a 0,75 W/m2K Isolamento acustico Rw 34 dB Telaio Trasmittanza termica Uf 0,72 W/m2K; 0,80 W/m2K* * valore medio calcolato su finestra standard 123x148 mm a un’anta in legno Vetro Composizione del vetro 4/16 Ar/4/16 Ar/4 Trasmittanza termica Ug 0,6 W/m2K

ALPI FENSTER

Distanziatore Cromatech Ultra, Ψ = 0,039 W/mK

www.alpifenster.it

prodotti

prodotti_serramenti

SERRAMENTO IN LEGNO

ENERGYwood.2

serramento ad alta efficienza energetica

Descrizione. La linea di serramenti ENERGYwood.2 è realizzata in legno lamellare di abete con profilo a tripla battuta e tripla guarnizione. I profili esterni sono squadrati su tutti i lati a esclusione del traverso inferiore, inclinato e con appositi fori di scarico integrati nello stesso traverso per facilitare lo scorrimento e l’evacuazione delle acque meteoriche. Il serramento è dotato di doppia intercapedine riempita con gas Argon e di triplo vetro con trattamento a bassa emissività magnetronico. La soglia è in alluminio a taglio termico con guarnizione di tenuta inserita all’interno. La tenuta del giunto con il vetrocamera è ottenuta mediante una guarnizione in EPDM inserita lungo tutto il perimetro dell’anta. Le guarnizioni sono in termoplastica a elevata elasticità con totale assenza di ritiri dimensionali. La ferramenta è in acciaio zincato con trattamento anticorrosione. Il legno proviene da foreste a rimboschimento controllato ed è sottoposto a trattamento superficiale sul lato interno con impregnante fungicida, antimuffa e verniciatura ecologica. Sul lato esterno, un ciclo a quattro mani con fungicida, antimuffa, isolante a spruzzo e verniciatura finale a spruzzo garantisce la durata nel tempo del serramento.

Utilizzo. Disponibile a battente mono e multi anta, scorrevole e a bilico, la linea ENERGYwood.2 è in grado di soddisfare i requisiti richiesti dalla classe CasaClima Gold ed è marchiata Finestra Qualità CasaClima Gold. Il serramento è garantito 4 anni senza manutenzione e viene fornito con documentazione sul migliore utilizzo del prodotto al fine di ottimizzare il risparmio energetico e di migliorare il comfort abitativo.

_Dati tecnici__________ Serramento Trasmittanza termica Uw 0,8 W/m2K Isolamento acustico fino a 48 dB Telaio Trasmittanza termica Uf 0,9 W/m2K Sezione telaio 92x70 mm Sezione anta 100x83 mm Vetro Composizione del vetro 4Be/16 Ar/4/16 Ar/4Be Trasmittanza termica Ug 0,6 W/m2K Distanziatore Alluminio a taglio termico

L’INFISSO www.linfissotn.it

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SERRAMENTO IN LEGNO-ALLUMINIO

uni_one Comfort

serramento ad alta prestazione energetica

Descrizione. La finestra in legno-alluminio uni_one Comfort si caratterizza per un telaio maestro in legno che viene integrato, lungo tutto il perimetro, da un profilo in EPS (polistirene espanso sinterizzato) che conferisce un ottimo isolamento al sistema. Il triplo vetro, dotato di canalina termica (warm-edge), è incollato in modo strutturale lungo il perimetro dell’anta conferendo stabilità alla struttura in legno e permettendo la realizzazione di aperture molto ampie e luminose. La parte esterna di uni_one Comfort è rivestita da un telaio in alluminio che protegge il serramento dalle intemperie e annulla, allo stesso tempo, la manutenzione esterna del legno. Gli angoli del telaio in alluminio possono essere assemblati meccanicamente o saldati. I profili in legno lamellare sono nobilitati da un rivestimento in legno precomposto o in cellulosa di latifoglia additivata con speciali resine autoespandenti e antigraffio e ciò consente di avere a disposizione molte finiture. Utilizzo. uni_one Comfort può essere utilizzata in qualsiasi contesto ed è particolarmente adatta per i climi freddi o molto caldi. La posa avviene con il sistema PosaClima che impiega contro telai e accessori di sigillatura moderni e ad alta efficienza energetica.

_Dati tecnici__________ Serramento Trasmittanza termica Uw 1,0 W/m2K Telaio Trasmittanza termica Uf 1,2 W/m2K (valore medio ponderato) Sezione telaio 77,5x90 mm Sezione anta 81,5x70 mm Vetro Composizione del vetro 33,1/16 Ar/4/16 Ar/33,1 Trasmittanza termica Ug 0,6 W/m2K Distanziatore Polipropilene Calcolo effettuato secondo UNI EN ISO 10077-1/2007. Misurazione: finestra a due ante (1230x1480 mm)

UNIFORM www.sistema-uni-one.it

prodotti

prodotti_serramenti

STRUTTURA PER POSA DI SERRAMENTI E OSCURANTI

Libra

controtelaio per serramento e/o cassonetto

Descrizione. Libra è una struttura modulare per posare serramenti (finestre, portefinestre, scorrevoli) e/o oscuranti (tapparelle e frangisole motorizzati), compatibile con zanzariera. Grazie alla versatilità del sistema, Libra consente di risolvere il problema della coibentazione nel foro finestra: in particolare, l'isolamento termico del cassonetto è 10 volte inferiore rispetto a un comune cassonetto con coperchio (spesso 1,5 cm) e l’isolamento acustico arriva fino a 48 decibel. Una finestra posata con Libra permette di risparmiare il 45% di energia per il riscaldamento e il raffrescamento se confrontata con la medesima finestra posata con metodo tradizionale. Componenti e utilizzo. Le spalle di Libra sono realizzate in polistirene espanso (EPS) con una grana così compatta da non aver bisogno di supporti metallici che potrebbero generare ponti termici e possono essere trattate con una speciale vernice elastica che si non si crepa e che sigilla le fughe. La finestra va posata contro un sormonto di 6,5 cm, che ripara il telaio su tre lati (montanti e traverso superiore) e ne potenzia il valore di trasmittanza termica. Sul quarto lato viene predisposto l'alloggiamento per il davanzale, inclinato di 2°, così da favorire il deflusso dell'acqua piovana, e dotato di taglio termico incorporato. Il cassonetto è isolato da un coperchio a tronco di cono con due strati sovrapposti di materiale isolante. È molto maneggevole durante le fasi di assemblaggio, trasporto e montaggio in cantiere visto il peso ridotto che contraddistingue il sistema.

_Dati tecnici__________ Trasmittanza termica del cassonetto Usb 0,20 W/m2K Fattore Ψ (ponte termico lineare) 0,039 W/mK fRsi (fattore di temperatura) > 0,8 Theta 2 (temperatura superficiale sul raccordo muro-telaio) >16 °C Peso 10 kg

MAICO www.maico.com/lalibertadentro

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NASTRO PRECOMPRESSO AUTOESPANDENTE

Nastro sigillante 600 Pa sigillatura fughe

Descrizione. La guarnizione a nastro precompresso per la sigillatura delle fughe è realizzata in schiuma poliuretanica morbida a celle aperte, impregnata con resina sintetica con ottime proprietà ignifughe. Offre isolamento termoacustico, tenuta alla pioggia battente (600 Pa), tenuta all’aria, è aperto alla diffusione del vapore e può essere sovra verniciato con le comuni vernici a dispersione. Possiede un’elasticità durevole nel tempo, è altamente resistente ai movimenti del giunto e aderisce bene durante il montaggio. In presenza di umidità nel giunto, che può neutralizzare l’effetto adesivo utilizzato a supporto del montaggio, il nastro può essere fissato con cunei fino a completa evaporazione dell’umidità stessa. La dimensione del nastro deve essere scelta sulla base della dimesione del giunto. Se utilizzato correttamente, ha una garanzia di funzionamento di 10 anni. Componenti e utilizzo. Il nastro precompresso trova utilizzo nella sigillatura fra i telai di finestre (e porte) e i relativi controtelai consentendo un’affidabile tenuta alla pioggia battente e all’aria (è specifico per fughe su facciate continue in edifici alti fino a 100 m). Nelle applicazioni su serramenti il nastro non deve essere posato tutt’intorno all’angolo del telaio, bensì è indispensabile tagliarlo a 90° e giuntarlo di testa, lasciando sempre un esubero. Su muratura, in caso di componenti prefabbricati, si impiegano distanziatori che evitano l’eccessiva compressione del nastro. Se la superficie è molto assorbente, è consigliabile impermeabilizzare i lati dei giunti prima dell’applicazione del nastro, utilizzando del primer.

_Dati tecnici__________ Resistenza agli sbalzi termici da -30 °C a +90° C Tenuta pioggia battente ≥ 600 Pa Permeabilità all'aria a ≤ 1,0 m3/hm(daPa)n Conducibilità termica (λ) ≤ 0,052 W/mK Resistenza alla diffusione del vapore acqueo (µ) ≤100 Valore sd ≤ 0,5 m su lunghezza 50 m (aperto alla diffusione) Resistenza al fuoco B1 (difficilmente infiammabile)

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impianti_impianti

radianti

Michele De Carli, Erika Pietrucci Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Padova Clara Peretti Consorzio Q-RAD, Consorzio Italiano Produttori Sistemi Radianti di Qualità

GLI

IMPIANTI RADIANTI NEGLI EDIFICI A BASSISSIMO CONSUMO ENERGETICO Una valida soluzione per i sistemi impiantistici integrati funzionanti sia in regime invernale che estivo è costituita dai pannelli radianti a bassa differenza di temperatura. Tipologie, vantaggi, regolazione e comfort di questi impianti negli edifici a elevata efficienza energetica.

Attuali tendenze impiantistiche per gli edifici a basso consumo

L’attuale normativa sull’efficienza energetica degli edifici è un mezzo comprovato per il miglioramento delle prestazioni dei molteplici componenti che formano il sistema edificio-impianto. Esiste attualmente una varietà di documenti che costituiscono il riferimento per orientare le scelte progettuali: taluni sono definiti mediante atti legislativi o regolamentari, altri sono documenti ad adesione volontaria che vengono recepiti al fine di valorizzare l’immobile o per altre finalità specifiche (sgravi fiscali, aumenti di cubature ecc.). Essi sono diversificati in funzione di obiettivi, politiche energetiche, condizioni geografiche e climatiche. Un aspetto che risulta però piuttosto ricorrente è una riduzione dei consumi dal 30 al 50% rispetto agli obblighi di legge per gli edifici nuovi. Negli stati dell’Europa centrale questa riduzione corrisponde a un fabbisogno energetico annuale tra 40 e 60 kWh/m2 anno; in Italia non esiste una specifica definizione degli edifici a basso consumo, tuttavia un 70

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consumo di energia primaria pari al 30-50% rispetto ai limiti di legge porta al raggiungimento della classe A. La necessità di migliorare le prestazioni energetiche degli edifici e ridurre i consumi di energia non rinnovabile hanno notevolmente sviluppato la ricerca di nuove soluzioni architettoniche e impiantistiche. In generale, come verrà illustrato nell’articolo, in un edificio a basso consumo energetico, l’aumento dell’isolamento termico, con la conseguente diminuzione delle dispersioni per trasmissione, può portare alla scelta di impianti con potenze ridotte; ciò consente un più razionale utilizzo delle fonti rinnovabili, tema molto importante, alla luce dei recenti vincoli sulla copertura energetica degli edifici. Il Decreto Legislativo n.28 del 3 marzo 2011 di recepimento della direttiva RES 2009/28/CE ha infatti previsto nuovi obblighi riguardanti l’integrazione delle fonti rinnovabili per coprire parzialmente i “consumi” per la climatizzazione negli edifici di nuova costruzione

A sinistra, Corte Dosso Poli, sistema radiante a pavimento (fonte: Eurotherm). Sotto, render sistema radiante a soffitto (fonte: RDZ).

e in quelli esistenti sottoposti a ristrutturazioni rilevanti. D’altro canto occorre garantire un’adeguata portata di ventilazione, requisito fondamentale per l’ottenimento di una buona qualità ambientale. La ventilazione deve essere pertanto “progettata”, indipendentemente dalla tipologia: naturale, meccanica oppure ibrida (Raisa et al., 2010); a tale riguardo risultano sempre più ricorrenti le applicazioni di impianti di ventilazione con recupero di calore. Le nuove tendenze impiantistiche devono quindi mirare al raggiungimento di un elevato livello di comfort, a garantire l’efficienza energetica e a favorire la copertura con fonti di energia rinnovabile. A tal fine diversi sono gli aspetti da considerare, tra questi: - la possibilità di integrazione dell’impianto di climatizzazione con le energie rinnovabili (solare, aerotermia, geotermia e biomasse);

- il ricorso a idonei sistemi di regolazione e gestione degli impianti; - la capacità di soddisfare le esigenze di caldo e freddo con un unico impianto, possibilmente centralizzato; - la riduzione delle dimensioni degli apparecchi; - la possibilità non solo di utilizzare energia all’interno dell’edificio, ma anche di generarne ai fini di un’eventuale cessione. I sistemi che possono soddisfare più aspetti sopraccitati vengono definiti sistemi integrati.

I sistemi integrati

Per sistema integrato si intende un sistema impiantistico costituito dai componenti, che vanno dalla generazione di calore ai terminali di impianto e che esaltino le reciproche prestazioni: un esempio è l’abbinamento tra energia solare, pompe di calore o caldaie a condensazione e terminali a bassa temperatura. L’integrazione si estende poi alla possibilità di usare gli impianti sia in regime invernale sia estivo, eliminando la tendenza attuale che prevede ancora in gran parte gli impianti di raffrescamento indipendenti da quelli di riscaldamento. Un’idonea soluzione tecnica, che sta riscuotendo molto successo, è costituita dai pannelli radianti. I pannelli radianti presentano i seguenti vantaggi: - consentono di soddisfare il requisito acustico dell’isolamento del rumore al calpestio, imposto per legge; - assicurano un certo grado di isolamento termico verso locali confinanti anche se climatizzati; - si possono utilizzare sia per il riscaldamento che per il raffrescamento; - sono poco invasivi e garantiscono una perfetta integrazione architettonica; - possono essere alimentati a bassa temperatura in inverno e ad alta temperatura in estate, garantendo elevate efficienze di produzione dell’energia e l’accoppiamento con fonti rinnovabili.

I sistemi radianti

L’evoluzione principale in questi ultimi anni ha riguardato la messa a punto delle tecniche di installazione e di regolazione, oltre che la riduzione dello spessore richiesto dai sistemi ra72

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Cartongesso

Impianti con tubi annegati nello strato di supporto (A), impianti con tubi sotto lo strato di supporto (B), impianti a soffitto con tubazioni nel cartongesso (C) (Fonte: Primo Quaderno Tecnico. Approfondimenti per la progettazione di impianti radianti a bassa differenza di temperatura).

Sistemi di produzione e di distribuzione: integrazione tra pompe di calore e sistemi radianti (Fonte: Posisiton Paper C.A.R.T.E. Q-RAD: Consorzio Italiano Produttori Sistemi Radianti di Qualità).

dianti, specialmente per il retrofit degli edifici esistenti. Gli impianti radianti si differenziano in sistemi per il solo riscaldamento e impianti che possono funzionare anche in regime di raffrescamento. A causa della contenuta differenza di temperatura tra l’acqua e l’ambiente, i sistemi radianti sono denominati a bassa temperatura in riscaldamento e ad alta temperatura in raffrescamento, ovvero sistemi a bassa differenza di temperatura. Questi sistemi hanno incontrato notevole interesse e crescenti quote di mercato negli ultimi anni. I componenti che costituiscono i sistemi radianti sono riportati nei disegni a pag. 72. La stratigrafia prevede i seguenti elementi: - strati di isolamento termico che possono avere anche funzione acustica; - strato di protezione dello strato di isolamento; - tubazioni cilindriche o sezioni piane; - strato di ripartizione del carico statico e di diffusione del calore (strato di supporto); - rivestimento superficiale; - altri componenti (strisce periferiche, diffusori, elementi ag-

giuntivi ecc.). Esistono diversi tipi di sistemi idronici radianti, definiti a seconda delle esigenze dell’utenza. I sistemi tipici dei settori residenziale e terziario consistono in serpentine annegate nelle strutture normalmente isolate dai locali attigui. Nel caso di pavimenti radianti, la posa può avvenire inglobando le tubazioni nel massetto posizionando i tubi al di sopra dello strato isolante che può essere piano o bugnato (vedi dett. A, disegno pag. 72). In alternativa, le tubazioni possono essere alloggiate all’interno di una lastra sagomata di materiale isolante con interposta una lamina conduttiva; la lamina metallica ha la funzione di aumentare lo scambio termico e l’uniformità della temperatura in corrispondenza del livello tubi (sistema a secco), come rappresentato nel dettaglio B del disegno a pag. 72. Per quanto riguarda i soffitti radianti, la tecnologia può essere analoga a quella a secco per i pavimenti radianti, oppure possono essere realizzati con un pannello isolante in lastra piana di cartongesso o fibrogesso fresato al fine di alloggiare le tubazioni (vedi dett. C, disegno pag. 72).

impianti

I vantaggi dei sistemi radianti negli edifici a basso consumo

La bassa temperatura del fluido che alimenta gli impianti radianti per il riscaldamento li rende particolarmente adatti a essere abbinati a caldaie a condensazione, pompe di calore, pannelli solari termici e ad altre fonti di calore alternative, nonché sistemi di distribuzione del calore quali il teleriscaldamento e il recupero di cascami di calore industriali anche a bassa temperatura (vedi imm. a pag. 73). Inoltre, i moderni edifici a basso consumo energetico rappresentano la miglior condizione per sfruttare al meglio le potenzialità di questi sistemi. A un primo sguardo sembrerebbe che, una volta isolato perfettamente l’edificio e prevista anche una ventilazione meccanica controllata con recupero di calore, l’impianto di riscaldamento possa essere superfluo e quindi si possa ricorrere a impianti economici, avendo già investito molto sulla parte riguardante l’involucro. Tuttavia questo, oltre ad andare a discapito del comfort, può portare a consumi maggiori di quelli prevedibili a priori, a causa della bassa efficienza del sistema di riscaldamento nel suo complesso. Da questo punto di vista gli impianti radianti ottemperano a entrambi questi requisiti. Per quanto riguarda il comfort, in uno studio effettuato nel 2001

Relazione tra temperatura media radiante e temperatura dell’aria all’interno degli ambienti.

Energia primaria da combustibile fossile e da energia elettrica (Fonte: Primo Quaderno Tecnico. Approfondimenti per la progettazione di impianti radianti a bassa differenza di temperatura).

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Q-RAD, Consorzio Italiano Produttori di Sistemi Radianti di Qualità, riunisce alcune tra le più importanti aziende impegnate nel settore del riscaldamento e raffrescamento radiante operanti sul territorio italiano, con lo scopo principale di promuovere, valorizzare e sviluppare la consapevolezza dei vantaggi del riscaldamento e raffrescamento radiante.

Con iniziative di comunicazione scientifica, il Consorzio diffonde informazioni tecniche, prestazionali e applicative, relative ai sistemi radianti sviluppando, inoltre, statistiche e analisi del mercato nazionale, e rendendo disponibili le informazioni riguardanti normative nazionali e comunitarie in tema di sistemi radianti.

da Saito e Masanori, è stato analizzato il rapporto tra il consumo di energia da parte del corpo umano, la temperatura dell’aria in ambiente e la temperatura media radiante. Nell’immagine a pag. 74, al centro, la linea continua in diagonale dall’angolo superiore sinistro verso l’angolo in basso a destra indica la condizione neutra, con voto medio previsto nullo secondo le normative sul comfort. La linea in alto a destra rappresenta il limite di tollerabilità dell’umidità della pelle. Vi è una combinazione ottimale di temperatura dell’aria in ambiente e temperatura media radiante che si traduce in minor consumo di energia da parte del corpo umano e maggior comfort termico. Questa regione è delimitata dalla linea continua in rosso corrispondente al valore 2,6 (questo valore corrisponde al minor consumo di energia da parte del corpo umano). Si può notare innanzitutto la coerenza con la curva a PMV = 0 e i valori minimi di energia spesa dal corpo umano. Il minor dispendio di energia da parte del corpo umano in regime di riscaldamento si verifica quando la temperatura media radiante risulta superiore alla temperatura dell’aria, come avviene in ambienti riscaldati da impianti radianti. Per quanto riguarda i risparmi energetici, si ritiene utile richiamare i principi dell’energia primaria. I valori dei fattori di conversione dell’energia primaria prendono in considerazione l’energia richiesta per il trasporto del vettore energetico dalla fonte all’utilizzo nell’edificio. Normalmente si considera quindi, nel caso di combustibile fossile, l’energia persa per trasportare i combustibili sino all’edificio. Ogni nazione sceglie i valori di conversione; mediamente in Europa si considerano i valori riportati nello schema a pag. 74 in basso. In Italia, convenzionalmente, si considera per i combustibili fossili:

da possibili ipotesi impiantistiche di un edificio a basse dispersioni termiche. I casi analizzati sono: 1) edificio climatizzato con un sistema a tutta aria con tasso di ventilazione paria a 0.5 vol/h; 2) edificio climatizzato con un sistema a tutta aria con ricircolo (portata complessiva pari a 1 vol/h); 3) edificio con riscaldamento radiante a pavimento con ventilazione meccanica con recupero di calore pari al 75%.

fp = 1

kWhp kWht

La potenza termica specifica in questo edificio risulta pari a 23 W/m2. Per i casi in analisi sono state calcolate le temperature di mandata del fluido termovettore come segue. 1) Nel caso di sistema a tutta aria con 0,5 vol/h di ricambio sarebbe necessaria una temperatura dell’aria immessa pari a tm = 79 °C; tale valore risulta eccessivamente alto, pertanto è necessario un ricircolo parziale dell’aria (vedi caso successivo). 2) Nel caso si utilizzi una portata di rinnovo pari a 0,5 vol/h e un’analoga portata di ricircolo (complessivamente l’impianto di ventilazione muove 1 vol/h), l’aria entrerebbe negli ambienti con una temperatura pari a tm = 54 °C. Tale valore risulta comunque ancora alto e, dall’altra parte, l’utilizzo di una portata d’aria pari a 1 vol/h comporta un problema di ingombri (canali maggiori rispetto alla sola ventilazione) e un problema di qualità dell’aria (l’aria di rinnovo viene miscelata con aria ambiente ricircolata). 3) Nel caso di pavimento radiante idronico associato a una ventilazione con recupero di calore pari al 75% la temperatura di mandata sarà tm = 26 °C circa. Per quest’ultimo caso, producendo l’acqua a una temperatura di 30 °C attraverso una pompa di calore elettrica aria-acqua in condizioni di progetto si ottiene un COP = 3,5. Utilizzando invece una pompa di calore geotermica in condizioni di progetto risulterebbe un COP = 6,3.

Analogamente per l’energia elettrica si considera in Italia: 1 kWhpE fpE = = 2.17 0.46 kWhhE Per valutare l’effettivo risparmio energetico conseguibile con un impianto radiante, è stata eseguita un’analisi con diverse soluzioni impiantistiche applicate a un edificio a basso consumo, con un fabbisogno di energia netto pari a 26 kWh/m2a. Sono stati analizzati in modo semplificato tre casi che derivano

Mantenendo questi valori come riferimento, l’energia elettrica richiesta dal sistema nei due casi sarebbe pari a 8,1 kWhe/m2 anno nel caso di pompa di calore aria-aria e 4,5 kWhe/m2 anno nel caso di pompa di calore geotermica. Tenendo conto del coefficiente di conversione dell’energia primaria, questo significa 17,8 kWhp/m2 anno nel primo caso e 9,9 kWhp/m2 anno nel secondo caso. Molto spesso si sente parlare anche di impianti radianti a resiimpianti

stenza elettrica. A tale riguardo occorre evidenziare l’impegno di potenza elettrica che deve essere previsto (rispettivamente 3 volte maggiore rispetto a una pompa di calore ad aria e 6 volte maggiore rispetto a una pompa di calore geotermica). Inoltre, ai fini dei consumi energetici, nel caso di resistenza elettrica l’energia elettrica richiesta è pari a 25,2 kWhe/m2 anno, mentre, tenendo conto del fattore di conversione dell’energia primaria, ne deriva un consumo specifico di energia primaria pari a 55,4 kWhp/m2 anno. È evidente, quindi, che il ricorso a un isolamento termico molto consistente e l’utilizzo di sistemi a resistenza elettrica (anche se applicati su un’ampia superficie quale il pavimento) non risulta una combinazione efficace per edifici a basso consumo energetico.

rivista

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Molto spesso si sentono critiche nei confronti degli impianti radianti, relativamente alla lenta messa a regime degli impianti stessi. Occorre preliminarmente osservare come l’utilizzo di un impianto di riscaldamento in regime intermittente, nel caso di edifici a basso consumo, sia oramai un aspetto irrilevante. Infatti, il parametro che determina l’abbassamento di temperatura nel momento di spegnimento dell’impianto è la costante di tempo τ dell’edificio, che risulta pari a:

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τ = RC dove R è la resistenza termica dell’involucro (inversamente proporzionale alla trasmittanza termica) e C la sua capacità termica. Pertanto, se un edificio è ben isolato, quindi con alta resistenza termica, la costante di tempo dell’edificio risulterà comunque elevata. A tale proposito, si riporta nel grafico qui sopra l’andamento della caduta di temperatura nel momento in cui in un edificio si interrompa l’erogazione di calore: in un edi-

Potenza media [W/m2] Temperatura media superficiale [°C]

Abbassamento di temperatura allo spegnimento di un impianto a seconda dell’isolamento di un ambiente (a parità di capacità termica).

la rivista ficio poco isolato (curva blu), dopo 9 ore di non funzionamento dell’impianto la temperatura diminuisce di quasi 3 °C; in un edificio isolato secondo gli standard degli anni ‘90 la caduta di temperatura, dopo 9 ore di non funzionamento dell’impianto, è di 2 °C (curva verde); nel caso di un edificio ben isolato la caduta di temperatura dopo 9 ore è di meno di 1 °C (curva rossa). Questo dimostra come l’intermittenza di funzionamento e la prontezza di un impianto siano oramai concetti superati. Questo vale a maggior ragione in impianti di tipo radiante, che sono per loro natura autoregolanti, dal momento che un au-

gennaio

febbraio

marzo

aprile

ottobre

novembre

dicembre

6.0 20.9

4.8 20.8

3.8 20.6

1.1 20.4

1.0 20.3

3.8 20.6

5.4 20.8

Potenze specifiche medie richieste dall’ambiente e temperature superficiali medie nella stagione invernale in un edificio con fabbisogno energetico netto pari a 26 kWh/m2 anno.

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A fianco, esempi di calcolo di simulazione agli elementi finiti con i programmi MIRAGE (A) e HEAT2 (B). A sinistra dall’alto, esempio di riscaldamento a pavimento (arch. Michael Tribus, maso in provincia di Bolzano); rappresentazione tridimensionale di un pavimento con sistema radiante di tipo A; schema tridimensionale semplificato di pavimento radiante.

bio termico tra pavimento radiante e ambiente tende ad annullarsi, pertanto non sussistono rischi di surriscaldamento legati al pannello radiante, quanto piuttosto ai carichi interni o solari.

rivista Conclusioni Gli edifici a basso consumo sono caratterizzati da una riduzione dei carichi termici ottenibile aumentando l’isolamento (indipendentemente dalla tipologia di materiale), recuperando energia dalla ventilazione e utilizzando sistemi di riscaldamento/ raffrescamento ad alta efficienza accoppiati a sistemi di produzione che si basano su fonti rinnovabili di energia. Inoltre, come è stato evidenziato, in edifici ben isolati la logica di funzionamento deve oramai essere considerata di tipo continuo e non più intermittente. Gli utenti richiedono livelli di comfort e di qualità sempre più elevati: questi si possono raggiungere garantendo l’integrazione tra il sistema edificio e il sistema impianto. Impianti che permettono di coniugare questi aspetti sono i sistemi radianti, che presentano un impatto architettonico nullo e consentono, come visto, elevati standard di comfort. Come evidenziato, gli impianti radianti possono permettere elevate efficienze, grazie alla bassa temperatura per il riscaldamento. Tale prerogativa previene anche il rischio di surriscaldamento nelle stagioni invernali, grazie alla limitata differenza di temperatura tra la superficie e l’ambiente. Alla luce di queste osservazioni, pertanto, l’impianto radiante rappresenta un’ottima soluzione ai fini dell’efficienza energetica e risulta quindi un terminale di impianto idoneo per gli edifici a basso consumo.

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la rivista

mento della temperatura dell’ambiente interno porta a una diminuzione dello scambio termico in ambiente. La ridotta richiesta di energia termica nei mesi invernali porta a potenze medie specifiche molto contenute e di conseguenza basse temperature superficiali, come riportato nella tabella a pag. 76, in basso. Come si vede, in queste circostanze se la temperatura ambiente tende ad aumentare a valori attorno a 21 °C lo scam-

Bibliografia De Carli M. e Peretti C. 2012. Primo Quaderno Tecnico. Approfondimenti per la progettazione di impianti radianti a bassa differenza di temperatura, Q-RAD. DECRETO LEGISLATIVO 3 marzo 2011, n. 28. Attuazione della direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili, recante modifica e successiva abrogazione delle direttive 2001/77/CE e 2003/30/CE. Position Paper Q-RAD, Consorzio Italiano Produttori Sistemi Radianti Di Qualità per C.A.R.T.E.- Coordinamento Associazioni Rinnovabili Termiche Ed Efficienza Energetica. Raisa V., Schiavon S. e Zecchin R. 2010. Teoria e tecnica della ventilazione - Soluzioni per l’edilizia residenziale e per il piccolo terziario. Editoriale Delfino. Saito M. and Masanori S. 2001. “The Human Body Consumes Exergy for Thermal Comfort. IEA ECBCS Annex 37, Low Exergy Systems for Heating and Cooling of Buildings”, LowEx News, No. 2, pp. 6-7.

impianti

sistemi_sistemi

radianti

SISTEMA RADIANTE PER PARETE E SOFFITTO

Zehnder NIC

riscaldamento e raffrescamento

Descrizione. Zehnder NIC è un sandwich prefabbricato, per il riscaldamento e il raffrescamento degli edifici, costituito da un pannello in EPS (200 kPa) e da un pannello di cartongesso dello spessore di 15 mm nel quale sono alloggiati 1 o 2 circuiti, realizzati con tubo in PE-X con barriera ad ossigeno. Sono tre le versioni disponibili della linea, una con due circuiti radianti e le altre con singolo circuito, versioni totalmente integrabili. I circuiti hanno la medesima lunghezza, hanno caratteristiche idrauliche costanti e vengono collegati tra di loro. Il sistema svolge una funzione impiantistica ed edilizia in quanto al sistema di riscaldamento e raffrescamento, integra l’isolamento termico, sostituisce l’intonaco e consente di ricavare gli spazi necessari per l’alloggiamento di impianti elettrici e idraulici.

Peso totale pannello vuoto (kg) Dimensioni, lxhxp (mm) Spessore lastra (mm) Spessore isolante (mm) Diametro tubo (mm) Numero circuiti Lunghezza circuito (m) Contenuto d’acqua (l)

Zehnder NIC 600 34,4 2000x1200x42 15 27 8x1 2 circuiti 22 x 2 circuiti 11

Utilizzo. Zehnder NIC è applicabile a parete e a soffitto; non richiede bilanciamento idraulico poiché è autobilanciante. I pannelli vengono fissati alle strutture edilizie previo avvitamento a normali profili metallici da cartongesso, usandone gli stessi standard dimensionali. Tutti i collegamenti sono realizzati con raccordi a innesto rapido e consentono una veloce installazione delle linee di alimentazione realizzate con tubo multistrato. Tutte le linee di distribuzione sono coibentate (preisolate) e sono comprese nello spessore del pannello isolante e del profilo. Vista la versatilità, la facilità e la rapidità di posa in opera, il sistema si rivela particolarmente adatto anche nelle ristrutturazioni degli edifici esistenti, oltre a diminuire i normali tempi di realizzazione.

Zehnder NIC 300 17,2 1000x1200x42 15 27 8x1 1 circuito 22 0,5

Zehnder NIC 150 8,6 500x1200x42 15 27 8x1 1 circuito 11 0,3 ZEHNDER www.zehnder.it

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IMPIANTO RADIANTE A PAVIMENTO

Uponor Klett

riscaldamento e raffrescamento

Descrizione. La Linea Uponor Klett per la climatizzazione radiante propone un metodo di fissaggio innovativo per la tubazione, che è realizzata in polietilene reticolato, è dotata di barriera antiossigeno secondo quanto richiesto dalla norma DIN 4726 ed è fornita abbinata a una striscia ad aggancio rapido avvolta a spirale. Il sistema è composto dai pannelli isolanti lisci, disponibili in due spessori e accoppiati sulla faccia superiore a un foglio di tessuto non tessuto, su cui è stampata la griglia di riferimento per la posa della tubazione. La tenuta del sistema è estremamente elevata tanto che risulta pedonabile durante le fasi di cantiere senza che la tubazione di sposti dalla sua posizione. Componenti e utilizzo. La Linea è composta dal pannello isolante, dalle tubazioni, dalla fascia perimetrale in polietile a cellule chiuse senza CFC, dal nastro per l’unione dei pannelli, dall’additivo super fluidificante per il massetto di copertura ed

Isolante Spessore isolante (mm) Spessore totale (mm) Carico ammissibile (kN/m2) Attenuazione acustica (dB) Resistenza termica (m2K/W) Resistenza al fuoco (Euroclasse) Barriera al vapore

Klett 15 EPS 100 15 15 15 30 0,38 E integrata

è completo di collettori, accessori e regolazioni. La posa in opera è veloce e facile: una volta posizionati i pannelli isolanti sullo strato di supporto, si installano i tubi con una semplice pressione del piede, prendendo a riferimento la griglia prestampata e srotolandoli in maniera tradizionale. La striscia di aggancio rapido che avvolge i tubi aderisce perfettamente al foglio di fissaggio, mantenendo salda la tubazione nella posizione desiderata. Non sono richiesti strumenti speciali per la posa e non occorrono ulteriori componenti.

Klett 30 EPS 100 30 30 30 0,75 E integrata

Klett 30-2 EPS T 30 30 5 28 0,75 E integrata

Klett 30-2 rotolo EPS T2000x1200x42 30 30 5 28 0,75 E integrata

UPONOR www.uponor.it

sistemi

sistemi_sistemi

radianti

ISOLAMENTO TERMICO PER IMPIANTI RADIANTI A PAVIMENTO

Grafitech

pannello ad alto potere isolante

Descrizione. Per garantire l’adeguato isolamento termico e ridurre gli ingombri in altezza di un sistema radiante è necessario disporre di un materiale con alto potere coibente e spessori decisamente contenuti; sono queste le caratteristiche principali di Grafitech, un pannello bugnato per sistemi radianti a pavimento. Il pannello è realizzato in polistirene sinterizzato con grafite autoestinguente secondo quanto richiesto dalla normativa UNI 13163 ed è in grado di soddisfare i requisiti di resistenza termica richiesti dalla normativa UNI EN 1264:4. È stampato in idrorepellenza a celle chiuse ed è rivestito superficialmente da un film plastico dello spessore di 0,15 mm che protegge dall’umidità e assicura maggiore resistenza alla deformazione da calpestio. Utilizzo. Visti i ridotti spessori e le ottime prestazioni di isolamento termico, Grafitech si utilizza nel settore residenziale, terziario e nei luoghi di culto sia in riscaldamento che in raffrescamento. Il pannello, dotato di incastri su tutti e quattro i lati per un ottimale accoppiamento in fase di posa, consente la formazione di un piano uniforme saldamente collegato e senza ponti termici. La superficie superiore del pannello è sagomata con rialzi di 28 mm per consentire un agevole alloggiamento dei tubi del sistema radiante, prodotti in polietilene reticolato del diametro di 17 mm a interassi multipli di 8,3 cm.

_Caratteristiche__________ Spessore isolante 20, 30, 38, 54 mm Spessore nominale 48, 58, 66, 82 mm (UNI 823) Conducibilità termica (10° C) λ 0,031 W/mK (UNI EN 12667) Resistenza a compressione con deformazione al 10% 120 kPa (UNI 826) Resistenza termica 0,90/1,25/1,50/2,00 m2K/W (UNI 13163)

RDZ www.rdz.it

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SISTEMA RADIANTE A PAVIMENTO

Loex HOME FLAT

riscaldamento e raffrescamento

Descrizione. Loex HOME FLAT è studiato e progettato per ottenere il massimo comfort abitativo e per coniugare un notevole risparmio energetico derivante dalla bassa temperatura di esercizio dell’impianto con costi di gestione e di installazione contenuti. Il sistema di posa viene facilitato da una serie di componenti pensati per rendere il montaggio semplice, rapido e sicuro. Installata la striscia perimetrale, è infatti sufficiente adagiare i pannelli isolanti e fissarli tra di loro mediante il bordo adesivo o utilizzando l’apposito nastro; in seguito, le linee tracciate sulla pellicola dell’isolamento consentono la posa in opera della tubazione, che viene semplicemente appoggiata e assicurata con clips al pannello coibente.

Componenti e utilizzo. HOME FLAT si compone di tubazione Loex PE-RT, pannelli isolanti (EPS, XPS e EPS-T in versione termoacustica dove l’isolamento da calpestio si abbina all’isolamento termico, riducendo spessori e costi), collettore di distribuzione, isolante perimetrale, additivo per massetto, giunto di dilatazione in polietilene espanso a cellule chiuse con banda adesiva. La tubazione Loex PE-RT, a 5 strati, è realizzata in HDPE (polietilene ad alta densità), flessibile, disponibile in due diametri che ne consentono l’utilizzo nell’edilizia residenziale (16x2 mm) e per grandi superfici (20x2 mm) in ambito residenziale e terziario.

_Caratteristiche__________ Tubazione LOEX PE-RT Diametro 16x2 mm; 20x2 mm Raggio minimo di curvatura 96 mm; 120 mm Massima pressione di esercizio 6 bar a 70 °C Pannelli isolanti Materiale EPS, XPS, EPS-T Resistenza termica dichiarata EPS 0,55 m2K/W per 20 mm; 0,85 m2K/W per 30 mm; 1,10 m2K/W per 40 mm Resistenza termica dichiarata XPS 0,60 m2K/W per 20 mm; 0,90 m2K/W per 30 mm; 1,20 m2K/W per 40 mm Resistenza termica dichiarata EPS-T 0,65 m2K/W per 25 mm; 0,95 m2K/W per 35 mm Resistenza a compressione EPS 150 kPa (EPS); 200 kPa (XPS) Resistenza al fuoco Euroclasse E

Il collettore di distribuzione abbinato al sistema LOEX HOME FLAT è costituito da due corpi in acciaio inox a 1” e rispetta le prescrizioni della norma UNI EN 1264-4. Le caratteristiche sono le seguenti: corpo collettore di mandata con valvole di bilanciamento dei circuiti o di misuratori di portata 0-5 l/min.; corpo collettore di ritorno dotato di valvole predisposte al montaggio di servomotori termici LT e LTF LOEX; attacco per raccordi Eurokonus 3/4”; elemento terminale con rubinetto portagomma di carico/spurgo impianto; targhetta adesiva per identificazione dei locali; staffe di supporto per il montaggio a parete o in cassetta con antivibrante in gomma. Il collettore Loex può essere montato in cassetta in abbinamento alla sottostazione LOEX BM 2 ECO (vedi immagine a destra). LOEX www.loex.it

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radianti

IMPIANTO RADIANTE A PAVIMENTO

Velta Siccus HD / Klima riscaldamento e raffrescamento

Descrizione. Velta Siccus è un sistema di riscaldamento radiante a pavimento funzionante a bassa temperatura sviluppato specificatamente per il risanamento e la ristrutturazione degli edifici esistenti, che si presta a essere impiegato anche nelle nuove costruzioni, grazie allo spessore ridotto del pannello che costituisce il sistema. Le sue caratteristiche principali sono la leggerezza, il ridotto spessore e un’inerzia termica minima. Si contraddistingue per il particolare massetto a secco realizzato con lastre di calcio silicato, materiale che non risente in alcun modo di temperature molto elevate, è stabile nel tempo e che possiede una grande resistenza meccanica nonostante il peso ridotto. Il massetto viene composto da pannelli battentati assemblati e legati tra di loro mediante uno speciale collante. L’eccellente flessibilità e assoluta qualità consente al tubo di riscaldamento Velta PE-Xa in polietilene reticolato ad alta pressione di essere posato rapidamente, in semplicità e sicurezza. Velta Siccus offre comfort termico, igiene ottimale, risparmio energetico, viste la basse temperature dell’acqua e lo sfruttamento dello spazio.

Utilizzo. È specifico per le ristrutturazioni e i recuperi degli edifici esistenti ed è utilizzabile, in virtù del suo peso ridotto, anche su solai che ammettono carichi limitati quali, ad esempio, i soppalchi e i solai in legno. Nella versione Siccus HD, considerando il carico dovuto allo strato di ripartizione, il sistema ha pesi notevolmente ridotti, mentre Siccus Klima consente di abbattere lo spessore fino a 27 mm. La posa risulta veloce e pulita e il pavimento, nella versione con i massetti a secco, è immediatamente calpestabile dopo l’installazione dell’impianto. I pannelli in calciosilicato possono essere tagliati e sagomati per adattarsi a tutte le geometrie, anche a quelle meno regolari degli edifici storici. _Caratteristiche__________ Tubazione Velta PE-Xa Diametro 14x2 mm

Siccus HD Spessore 34 mm Peso 16 kg/m2

1 Solaio 2 Strato di livellamento 3 Pannello Velta Siccus 4 Tubazione Velta PE-Xa 5 Striscia perimetrale isolante 6 Lamella termoconduttrice prestampata 7 Foglio in polietilene 8 Lastre Velta Siccus HD ONE

VELTA ITALIA www.veltaitalia.it

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SISTEMA RADIANTE PER PARETE E SOFFITTO

Leonardo

riscaldamento e raffrescamento

Componenti e utilizzo. Elemento chiave del sistema Leonardo è costituito dalle adduzioni che sono integrate nella lastre: ciò aumenta notevolmente la percentuale di copertura della superficie disponibile (fino quasi al 100%), in rapporto alla geometria della stanza, e quindi la potenza fornibile (o sottraibile, in estate). L’innesto è facilitato da raccordi (senza Oring) che offrono un’ottima tenuta. Il pannello in cartongesso riporta le linee guida di sviluppo del circuito rendendo veloce e facile la posa senza rischi di danneggiamento della tubazione. Per garantire il risparmio energetico, comfort indoor e una gestione ottimale dell’intero sistema, Leonardo è disponibile in abbinamento a macchine di deumidificazione da controsoffitto e a una nuova regolazione, dotata di tecnologia BUS con centralina touch screen e sonde di temperatura e di umidità. Viene fornito con tutta la raccorderia indispensabile alla posa ed è adatto per ville, appartamenti, uffici, magazzini.

Descrizione. Il sistema radiante Leonardo è costituito da pannelli in cartongesso modulari, con tubazione già inserita, accoppiati a un isolamento in polistirene sinterizzato con grafite, disponibili in diverse dimensioni per potersi adattare alla geometria del locale da riscaldare e raffrescare. Il plus del sistema è una resa estremamente elevata sia in riscaldamento sia in raffrescamento, entrambe certificate dal WSP Lab di Stoccarda. Il miglior rendimento è dovuto alla forma dell’anello – la tubazione è disposta con andamento serpeggiante – che massimizza la superficie di scambio tra tubazione e cartongesso e dalle caratteristiche del tubo (MidiX) che consente di avere ridottissime perdite di carico. Il sistema a soffitto è proposto con due diversi interassi, che consentono di dimensionare l’impianto in modo più bilanciato e di applicare meno tubazione in ambienti con minori necessità di riscaldamento o raffrescamento. Il sistema Leonardo è disponibile anche a parete.

Leonardo soffitto Peso d’esercizio Dimensioni (lxhxp) Contenuto d’acqua Superficie attiva Potenza specifica utile massima in riscaldamento * Potenza specifica utile massima in raffrescamento ** Salto termico consigliato Portata per anello (per salto 3 K e potenza massima in raffrescamento) Resistenza al fuoco

Passo 5,5 14,7 kg/m2 2000x1200/600x50 mm 0,82 l/m2 2,4 / 1,2 m2 58 W/m2 50 W/m2 3K 18 l/h

Passo 10 14,6 kg/m2 2000x1200/600x50 mm 0,45 l/m2 2,4 / 1,2 m2 58 W/m2 34 W/m2 3K 12,5 l/h

EUROTHERM www.eurotherm.info

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radianti

PANNELLI RADIANTI IN CARTONGESSO ®

EUKLIMA

riscaldamento/raffrescamento

Descrizione. Pannelli radianti modulari in cartongesso per applicazioni a parete e soffitto. Preassemblati e pronti per la posa in opera, i pannelli radianti EUKLIMA® sono ideali per la climatizzazione invernale ed estiva degli ambienti. La modularità dei pannelli consente un perfetto adattamento alle metrature sia a parete che a soffitto, senza limiti architettonici. I pannelli radianti EUKLIMA® vengono proposti in tre diversi formati e dimensioni fra loro accostabili (2000x1200, 1000x1200, 500x1200) e disponibili in due versioni: EUKLIMA® S – EUKLIMA® HE. Utilizzo. I pannelli EUKLIMA® sono particolarmente indicati nelle ristrutturazioni, ma anche nelle nuove costruzioni, nei seguenti settori: terziario; civili/abitazioni; uffici; scuole; alberghi; ospedali. Oltre ai vantaggi che accomunano tutti i sistemi a pannelli radianti della divisione EUCOMFORT® della CARLIEUKLIMA® (benessere, risparmio energetico, distribuzione uniforme della temperatura), i pannelli EUKLIMA® si caratterizzano per i seguenti aspetti: semplicità di installazione; isolamento; fonoassorbenza; personalizzazione intonaci; adattabilità alle esigenze architettoniche. L’installazione viene realizzata su strutture portanti come quelle impiegate per la posa del cartongesso. Nella versione a soffitto si effettua in aderenza o ribassato (qualora si abbia la necessità di passare con canali oppure solo ridurre l’altezza del locale). Nella versione a parete si effettua in aderenza o su strutture per pareti divisorie. Una volta completato l’impianto idraulico, i pannelli possono essere stuccati e intonacati a piacere.

_Caratteristiche__________ Resa a soffitto in riscaldamento 78 W/m2 (Dt 15K) norma EN 14037 Resa a soffitto in raffreddamento 58 W/m2 (Dt 8K) norma EN 14240

1 Lastra di cartongesso ignifugo dello spessore standard di 15 mm 2 Tubazioni nelle quali circola il fluido termico realizzate in PEXc con barriera all’ossigeno da mm 8x1 3 Diffusore termico in alluminio (nella versione EUKLIMA® HE) 4 Isolamento con lastra di polistirene espanso dello spessore di 30 mm e densità eq. 200 kPa

CARLIEUKLIMA www.carlieuklima.com

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SISTEMA RADIANTE A PAVIMENTO

Emmeti Clima Floor riscaldamento e raffrescamento

Descrizione. Emmeti Clima Floor è un sistema radiante a pavimento che, grazie all’elevata tecnologia raggiunta dai sistemi di controllo elettronici, consente di sfruttare in assoluta sicurezza i vantaggi del riscaldamento a pavimento anche per il raffrescamento degli edifici. La bassa temperatura dell’acqua di alimentazione dell’impianto esalta i rendimenti delle caldaie a condensazione o delle pompe di calore, riducendo in modo importante i consumi di energia in regime invernale. D’estate la centralina elettronica regola in continuo la temperatura dell’acqua così da massimizzare la resa dell’impianto radiante, ottimizzare l’efficienza del refrigeratore dell’acqua, conseguendo un significativo risparmio economico, oltre a garantire comfort e benessere ambientale.

Componenti e utilizzo. Il sistema di riscaldamento viene completato dai componenti necessari al raffrescamento quali, il deumidificatore, l’unità di controllo climatico, sonde di temperatura esterna e di temperatura/umidità ambiente. Grazie all’esperienza l’intera gestione elettronica dell’impianto oggi può essere integrata nelle pompe di calore Emmeti Mirai SMI, semplificando il lavoro di installazione e riducendo gli spazi occupati dal sistema. L’impianto radiante è costituito da pannelli isolanti, opportunamente sagomati per l’alloggiamento della tubazione, di diversa tipologia e scelti a seconda delle esigenze progettuali. I pannelli sono in EPS, realizzati con tecnologia di stampaggio e accoppiamento a caldo; la superficie bugnata viene in seguito rivestita da una particolare pellicola che fornisce al materiale elevata resistenza all’umidità del massetto e resistenza agli urti e al calpestio durante la posa in opera. Sono disponibili anche pannelli piani che sfruttano le reti elettrosaldate del massetto per ancorare i tubi mediante specifiche clips in plastica. La maglia della rete costituisce il passo multiplo per la posa dei tubi. Il tubo multistrato è realizzato in materiale composito, PE-RT (polietilene non reticolato), rinforzato da un’anima in alluminio, saldata di testa e rivestita esternamente da un altro strato di PE-RT. Il tubo possiede alta stabilità di forma e un’eccellente flessibilità, barriera all’ossigeno sicura al 100%, dilatazione lineare contenuta e buona conducibilità termica. Strisce perimetrali, massetti e accessori sono compresi nel sistema. Emmeti Clima Floor è adatto al riscaldamento e climatizzazione di piccoli e medi impianti quali case, appartamenti, negozi e uffici.

_Caratteristiche__________ Tubazione Alpert PE-RT Diametro 16x2 mm Raggio minimo di curvatura 80 mm Temperatura max di esercizio 70 °C Pressione max di esercizio 10 bar Conducibilità termica λ 0,45 W/mK Coeff. dilatazione lineare 0,026 mm/mK Contenuto di acqua 0,113 l/m Rugosità interna 7 µ Lunghezza rotoli 200, 250, 500 m

EMMETI www.emmeti.com

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progettare e costruire edifici a energia quasizero

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di cantiere

CA’

DELLA

Agazzano (PC)

LUNA

progettazione

Michael Tribus Architecture realizzazione

2009 consumo

3 kWh/m2 anno fotografie

Michael Tribus Architecture

In questo secondo appuntamento dedicato alla ristrutturazione di Ca’ della Luna vediamo quale è il sistema di isolamento scelto dal progettista per ottimizare i costi e la gestione dell’edificio. pianta piano terra

In un edificio progettato secondo standard passivi gli elementi che ne determinano principalmente la performance energetica sono le componenti edilizie opache e quelle trasparenti: pertanto, per ridurre gli scambi termici tra interno ed esterno è indispensabile realizzare un involucro coibentato e con un’ottima tenuta all’aria. Nel progetto Ca’ della Luna l’architetto Michael Tribus ha sapientemente scelto e modulato gli spessori dei materiali isolanti della coibentazione “a cappotto”, risolvendo i ponti termici, così da conseguire un consumo energetico molto ridotto, sia nella parte di ampliamento di nuova costruzione, quanto nella parte esistente. L’incremento dei costi, relativamente contenuto, dovuto alla maggiore quantità di materiale isolante utilizzato e all’installazione della VMC, è compensato dai bassi costi di gestione per il riscaldamento e, considerando i risparmi annuali di energia, i tempi per ammortizzare queste spese iniziali sono relativamente ridotti.

pianta primo piano

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COIBENTAZIONE

NUOVO EDIFICIO

Le murature relative all’ampliamneto dell’edificio sono realizzate in laterizio da 25 cm e coibentate con polistirene espanso dello spessore di 30 cm . La posa del pannello prevede l’incollaggio per punti e lungo tutto il perimetro e, dopo l’asciugatura della malta adesiva, successiva tassellatura. La parte della muratura a diretto contatto con il basamento di fondazione è isolata con polistirene estruso . Da notare come il pannello isolante va a coprire i controtelai in legno dei serramenti, cosicché gli stessi trovano alloggiamento direttamente nello spessore del materiale coibente, evitando la formazione di ponti termici in prossimità di questo nodo critico e garantendo la continuità della prestazione termica all’intera componente verticale.

approfondimenti

COIBENTAZIONE

EDIFICIO

Sul lato nord il grande portico, un tempo murato, è stato riaperto e riportato alla forma originaria: l’isolamento della muratura portante costruita con mattoni pieni è eseguito con pannelli di polistirene espanso, incollato e tassellato. Ai due angoli a nord ovest si segue la forma esterna dell’edificio realizzando con i pannelli isolanti dei contrafforti, mediante la sagomatura dell’isolante . La coibentazione continua anche sulla spalletta della finestra, con spessori ridotti, fino a incontrare il telaio del serramento esistente . I cassonetti delle schermature esterne sono sistemati all’interno dello spessore dell’isolante .

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VECCHIO

FINITURE

Il progetto ha previsto l’utilizzo di due tipi di finiture: intonaco colorato e rivestimento in pietra . L’intonaco viene realizzato mediante rasatura con rete porta intonaco e finito con un colore che mantiene e richiama quello dell’edificio preesistente, con tinte più forti per la torre, il corpo di ingresso e il portico . La rimanente porzione di edificio è rivestita con pietra. Gli aggraffaggi, ancorati alla muratura portante , garantiscono stabilità e resistenza all’intero paramento murario, soprattutto in presenza di vento, mentre nella parte relativa all’ampliamento al cappotto rasato viene fissata una rete metallica elettrosaldata che sosterrà il rivestimento in pietra .

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building as powerplant

SMA SOLAR ACADEMY

Un’isola fotovoltaica elettricamente autosufficiente

La SMA Solar Technology AG di Niestetal nei pressi di Kassel (D), azienda leader nel campo della produzione di inverter per sistemi fotovoltaici, ha inaugurato alla fine del 2010 il suo nuovo centro di formazione. Si tratta di un edificio totalmente autonomo dal punto di vista dell’approvvigionamento energetico: un progetto dimostrativo di come sia possibile realizzare strutture tecnicamente all’avanguardia ma al contempo indipendenti dalla rete pubblica e che, in più, sfruttano fonti rinnovabili. La SMA Solar Academy è in pratica la dimostrazione reale di una delle tecnologie sviluppate dal committente, il sistema standalone particolarmente adatto all’elettrificazione di luoghi lontani dalle reti elettriche. Elementi fotovoltaici di grandi dimensioni e integrati architettonicamente coprono la quasi totalità della facciata e della copertura combinando le esigenze di tipo tecnico con quelle estetiche in una efficace integrazione architettonica.

Architettura ed energia

Poiché l’edificio si colloca in una zona alluvionale soggetta a rischio di esondazione del fiume Fulda, il primo passo intrapreso è stato quello di trovare una soluzione a questo possibile problema sopraelevando l’edificio da terra. Si è creata così una sorta di ”isola” che sembra fluttuare sui pilastri obliqui e con il piano principale dell’edificio che viene in questo modo a tro-

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varsi al di sopra del possibile livello raggiungibile dall’acqua. Il secondo aspetto importante per lo sviluppo del progetto riguardava l’imprescindibile integrazione architettonica del fotovoltaico, poiché l’edificio avrebbe dovuto fin dall’inizio funzionare, da un punto di vista elettrico, in maniera totalmente autonoma. La forma della costruzione e il suo orientamento sono state così ottimizzate per l’integrazione della grande superficie fotovoltaica sul tetto e in facciata. Il concetto di isola è ripreso anche dal punto di vista energetico, visto che, in pratica, l’edificio è un’isola indipendente dalla rete elettrica nazionale. La scelta di un gruppo di progettazione che incorporasse diverse competenze è stata fondamentale per riuscire a risolvere in maniera integrata le diverse questioni che la complessità di un progetto di questo tipo comportava. Per rendere chiara ed evidente la funzione di un edificio che produce più energia di quella che consuma e che in ogni momento è nella condizione di provvedere a se stesso in modo autarchico si è preferita una facciata fotovoltaica semitrasparente, in grado anche di conferire anche leggerezza all’insieme. La sfida, insita in questa scelta, presupponeva di trarre il massimo vantaggio dall’irraggiamento solare proteggendo contemporaneamente gli ambienti dal surriscaldamento. Oltre a contare sulla schermatura offerta dagli stessi moduli fotovoltaici e l’impiego di vetri ad alta protezione si è fatto ricorso a una simulazione dinamica di edificio e impianti per ottimizzare l’involucro ai fini della protezione dal calore solare.

HHS Planer + Architekten AG è lo studio di architettura tedesco, con sede a Kassel, che ha seguito la progettazione della SMA Solar Academy, grazie alla sua lunga esperienza di edifici energeticamente efficienti. Tra gli ultimi riconoscimenti, il premio di architettura “Gebäudeintegriertee Solartechnik 2011” (vinto proprio per l’edificio della Solar Academy) e la medaglia del “Deutscher Solarpreis 2011” per il centro servizi comunale di Eschborn (D).

Foto: Constantin Meyer

La SMA Solar Technology AG è leader mondiale nel settore degli inverter solari, di trasformatori e induttori, nonché di soluzioni innovative nell’ambito dell’alimentazione energetica per il trasporto su rotaia locale e a lunga percorrenza. Con sede principale a Niestetal, vicino a Kassel (D), negli anni passati è stata più volte insignita di riconoscimenti ufficiali per l’eccellente qualità dell’ambiente di lavoro, aggiudicandosi nel 2011 il primo posto in Germania nell’ambito del concorso “Great Place to Work”.

innovAzione

rivista planimetria

per leggere l’articolo completo acquista Rapporto tra domanda di fabbisogno elettrico (sulla sinistra) e produzione elettrica della SMA Solar Academy (sulla destra) ripartita tra le diverse fonti.

Concetto energetico basato su una fornitura di tipo ibrido rapportato al fabbisogno mensile. In questo modo è ben visibile, per ogni mese dell’anno, quale fonte energetica è maggiormente in funzione per coprire il fabbisogno dell’edificio.

la rivista

Sistema energetico “Off Grid” Gli impianti fotovoltaici Oltre alla facciata vetrata esposta a sud e ai pannelli piani disposti sulla copertura sono stati installati impianti a inseguimento solare (ognuno con una superficie di 45 m2) nell’area del parcheggio e nelle vicinanze: normalmente supportano la rete pubblica ma, in caso di elevato fabbisogno o di particolare maltempo, possono passare off-grid e supportare la fornitura di energia elettrica della Solar Academy. Un quantitativo ulteriore di elettricità, inoltre, è prodotta dall’impianto di cogenerazione. Un sistema di accumulatori ad alte prestazioni provvede a stoccare l’eccedenza in maniera da poterla riutilizzare al momento opportuno. Alle batterie sono collegati 12 inverter che in pratica gestiscono e ottimizzano la rete elettrica dell’edificio. Il funzionamento del sistema è visibile direttamente dagli utenti 92

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attraverso una parete di vetro che permette di vedere i dispositivi high-tech e il vano batterie. È possibile, inoltre, visitare anche la centrale tecnica con l’impianto di cogenerazione posta al secondo piano e ottenere informazioni attraverso un display interattivo.

Riscaldamento e raffrescamento L’impianto di cogenerazione a biogas che supporta l’imponente complesso fotovoltaico produce il calore necessario per il sistema di riscaldamento, distribuito con sistemi radianti. Oltre che per il riscaldamento, viene messo in funzione quando l’energia solare non è sufficiente a coprire il fabbisogno energetico complessivo dell’edificio e quando anche le batterie non sono sufficientemente cariche. Ciò accade, ovviamente, nei mesi invernali. L’impianto, di potenza nominale di 140 kW, è a numero di giri

A destra, dall’alto. I pannelli fotovoltaici posizionati sulla copertura della SMA Solar Academy. Scambiatori di calore collocati nel controsoffitto in cartongesso servono per riscaldare/raffrescare; nell’immagine, l’interno di un’aula con una parete raffrescante, che supporta la climatizzazione estiva dell’ambiente. Il locale in cui sono alloggiate le batterie. Ancora gli scambiatori di calore a soffitto nel corridoio a sud e la parete fotovoltaica. Sotto, a destra, un’altra vista del corridoio con la parete fotovoltaica in fase di cantiere.

Committente_SMA Solar Technology AG, Niestetal (D) Progetto architettonico_HHS Planer + Architekten AG, Kassel (D) Strutture_IB Goldmann, Habichtswald-Ehlen (D) Impianti_Imtech Deutschlnad GmbH & Co. KG, Kassel (D) Consulenze energetiche_Energydesign, Braunschweig (D) Spazi verdi_mann landschaftsarchitekten, Kassel (D) Lavori_2007-2010 Superficie lorda_1.600 m2

_INVOLUCRO trasmittanza media elementi costruttivi pareti esterne piano terra, U = 0,267 W/m2K pareti esterne piani superiori, U = 0,150 W/m2K solaio contro terra, U = 0,393 W/m2K solaio primo piano, U = 0,116 W/m2K copertura, U = 0,133 W/m2K serramenti, Uw = 1,263 W/m2K

_IMPIANTI impianto fotovoltaico fisso potenza 31,7 kWp dalla facciata potenza 58,7 kWp dal tetto impianto fotovoltaico a inseguimento solare potenza 30 kWp (11 impianti per 45 m2 di superficie ciascuno) impianto radiante a parete e a soffitto con scambiatori di calore integrati impianto di cogenerazione a biogas; potenza 70 kW termici + 70 kW elettrici

Un sistema del tipo stand-alone, detto anche Off Grid o sistema a isola, è molto spesso richiesto laddove l’allacciamento a una rete più grande risulta essere un’operazione troppo costosa o non realizzabile (per esempio nei rifugi di montagna ad alta quota o in zone rurali isolate). I dispositivi per la produzione di energia elettrica possono essere, come nel caso della SMA Solar Academy, pannelli fotovoltaici oppure piccoli impianti eolici, turbine idriche o generatori diesel che creano corrente continua la quale deve essere trasformata dagli inverter – vero cuore di tutto il sistema – in corrente alternata utilizzabile dai comuni apparecchi elettrici. L’energia prodotta in eccesso viene stoccata in apposite batterie che la rilasciano nei momenti in cui l’energia generata dall’impianto è scarsa o nulla.

innovAzione

Così funziona il concetto energetico La combinazione intelligente di diverse fonti energetiche applicate a un moderno sistema impiantistico fa sì che caldo, freddo ed energia elettrica siano sempre a disposizione dell’edificio indipendente dalla rete di fornitura elettrica nazionale.

Energia elettrica e calore

La maggior parte dell’energia elettrica necessaria è fornita dagli impianti solari installati in facciata e sul tetto dell’edificio. In caso di ridotto irraggiamento solare i vicini impianti a inseguimento solare contribuiscono al sopperimento delle esigenze. L’impianto di cogenerazione a biogas produce calore per il riscaldamento ed energia elettrica compensando quindi, nei mesi invernali, il minor contributo degli impianti solari. Il calore viene distribuito attraverso soffitto e pavimento.

Freddo

Per il raffrescamento estivo si sfrutta l’acqua presa da una falda posta a 40 m di profondità, inviata agli scambiatori di calore grazie a due pompe a regolazione di giri variabile. Nelle aule seminariali silenziose “pareti raffrescanti” supportano il raffrescamento estivo dell’aria degli ambienti.

Management dell’energia

L’unione di inverter e batterie d’accumulo provvede a un sistema stand-alone stabile, che può in qualsiasi momento soddisfare le esigenze degli utenti collegati. In combinazione con l’impianto di cogenerazione a numero di giri variabile e l’accumulatore di calore, l’edificio si trova sempre in una situazione di equilibrio energetico.

Numeri

Superficie utile dell’edificio: 1.400 m2 Prestazioni di picco del fotovoltaico: ca. 151 kW totali (31,7 kWp in facciata, 58,7 kWp sul tetto, 60,75 kWp con gli impianti a inseguimento) Potenza nominale dell’inverter di batteria: 60 kW Potenza nominale dell’impianto di cogenerazione: ca. 70 kW termici/ 70 kW elettrici Capacità di accumulo delle batterie: 230 kWh (corrispondente a ca. 4.800 Ah)

Quantità annuale prevista di energia elettrica:

Fabbisogno di energia elettrica: 130 MWh Contributo di energia elettrica da fotovoltaico: 142 MWh Contributo di energia elettrica dall’impianto di cogenerazione: ca. 55 MWh

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Legenda: 1. luce solare 2. biogas 3. acqua di falda 4. sistemi fotovoltaici a inseguimento solare 5. rete elettrica pubblica 6. convertitori di frequenza 7. sistema di cogenerazione a regime/numero di giri variabile 8. accumulatore di calore 9. pompa e scambiatore di calore 10. freddo: distribuito attraverso il soffitto; aria fredda;

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dietro la vetrata fotovoltaica raffrescamento anche a pavimento calore: distribuito attraverso il soffitto; aria calda; dietro la vetrata fotovoltaica riscaldamento anche a pavimento energia elettrica: esigenze normali dell’edificio/ascensore; illuminazione; attrezzature delle aule dei seminari; cucina inverter per batterie di impianti a isola/stand-alone batterie

Qui accanto, l’intradosso del primo piano, allestito con 300 luci a LED che consumano 2 Wh l’una.

Nei giorni normali, circa 120 persone siedono ai tavoli delle 4 aule per seminari, in caso di manifestazioni più grandi si calcolano fino a 500 persone. I seminari vengono organizzati durante tutto l’anno – con i 30 °C dell’estate così come durante le piovose giornate autunnali. Il fabbisogno elettrico da solo della SMA Solar Academy corrisponde a quello complessivo di circa 35 case medie tedesche.

Foto: Thomas Eicken

Foto: Constantin Meyer

A destra, la facciata fotovoltaica rivolta a sud, vista dall’interno. I moduli schermano la luce solare proiettando un motivo regolare sul pavimento e sulle pareti interne.

variabile. Il suo funzionamento è definito sulla base della prestazione elettrica desiderata e il calore prodotto viene accumulato in speciali puffer che ne garantiscono il rilascio successivo a seconda delle necessità. I vantaggi sono una gestione semplificata dell’edificio e una riduzione del consumo di gas. La variabilità della frequenza della corrente elettrica prodotta, dovuta al numero modificabile di giri dell’impianto, è neutralizzata da un convertitore di frequenza trifasico prodotto dalla SMA che garantisce una frequenza fissa sfruttabile all’interno dell’edificio. Nel caso di forte irraggiamento solare, ma basse temperature, come ad esempio nelle limpide giornate invernali, l’impianto si avvia solo per la produzione di calore e l’energia elettrica, comunque prodotta viene accumulata nelle batterie. Grazie quindi al binomio produzione di elettricità-calore, la fonte energetica primaria – il biogas – viene sfruttata fino al 90%, cioè circa il doppio rispetto a quello che avviene nelle normali centrali elettriche. In un edificio con una facciata di vetro rivolta a sud e alta 5 m, anche se fornita di vetri ad alta protezione contro l’irraggiamento solare, il caldo si fa sentire e il raffrescamento diventa imprescindibile. Nel caso del grande corridoio a sud che corre parallelo alla facciata fotovoltaica, il raffrescamento è garantito da un impianto geotermico che sfrutta una falda d’acqua a 40 m di profondità, con temperatura costante di 11 °C durante tutto l’anno. L’acqua di falda viene fatta scorrere all’interno dei controsoffitti in cui sono alloggiati elementi raffrescanti che cedono il fresco all’aria immessa negli ambienti. Nelle aule dedicate ai seminari, inoltre, sono state installate delle “contropareti raffrescanti” che sfruttano il principio della diversa densità dell’aria calda e fredda. Scambiatori di calore

con tubi capillari alimentati dall’acqua di falda, posti all’interno della controparete, raffrescano l’aria calda dell’ambiente che entra nella parete a livello del soffitto e che, una volta raffreddatasi, fuoriesce attraverso appositi pannelli forati alla base della parete stessa.

Gestione delle risorse

Il rapporto intelligente con l’energia è stato uno dei perni attorno al quale ha ruotato il progetto complessivo della SMA Solar Academy ed è un tema importante per un edificio che vuole essere energeticamente indipendente. Oltre all’elevato isolamento delle strutture e allo sfruttamento della energia solare, si è trattato di gestire in maniera ottimale l’efficienza degli impianti e le utenze della rete dell’edificio. Si è optato quindi per un impianto di domotica che regola i flussi di energia e che è impostato sul risparmio energetico: regola la luminosità delle aule, adegua la ventilazione alle condizioni di temperatura e di notte spegne tutte le utenze rimaste in stand-by. Oltre a ciò, il “load management” della Solar Academy coordina temporalmente i diversi sevizi. Per fare un esempio: quando è in funzione l’ascensore (che consuma 7,5 kW), il bollitore dell’acqua in cucina attende automaticamente che questo abbia finito la sua corsa oppure i notebook delle persone impegnate nei seminari continuano a funzionare attraverso le loro batterie interne non percependo neanche che l’energia elettrica è stata momentaneamente sospesa. Tutte queste piccole misure hanno un impatto notevole perché diminuiscono il fabbisogno prestazionale ed energetico massimo dell’edificio, provvedono a far sì che il consumo energetico sia omogeneo e facilitano agli inverter la regolazione dei flussi di energia.

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A questo impegno e al Forum SAIE 2012 hanno aderito: t #PMPHOB'JFSF TQB o 4"*& t 3FHJPOF &NJMJB o 3PNBHOB t $PNVOF EJ - "RVJMB t 3FHJPOF "CSV[[P t "45&3 1JBUUBGPSNB $PTUSV[JPOJ 3FUF "MUB5FDOPMPHJB &NJMJB 3PNBHOB t "/$& "TTPDJB[JPOF /B[JPOBMF $PTUSVUUPSJ &EJMJ t 'BDPMUË EJ *OHFHOFSJB "MNB .BUFS 4UVEJPSVN 6OJWFSTJUË EJ #PMPHOB t $*3* &EJMJ[JB F $PTUSV[JPOJ "MNB .BUFS 4UVEJPSVN 6OJWFSTJUË EJ #PMPHOB t %JQBSUJNFOUP EJ *OHFHOFSJB $JWJMF "NCJFOUBMF F EFJ .BUFSJBMJ %*$". "MNB .BUFS 4UVEJPSVN 6OJWFSTJUË EJ #PMPHOB t %JQBSUJNFOUP EJ "SDIJUFUUVSB EFMM 6OJWFSTJUË EJ #PMPHOB

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