RECUPERO E SOSTENIBILITA’ ENERGETICA UN PROGETTO PER UNA CASA RURALE A TROINA
TESI DI LAUREA A.A.2012/2013
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI CATANIA
S.D.S. DI ARCHITETTURA DI SIRACUSA
RECUPERO E SOSTENIBILITA’ ENERGETICA UN PROGETTO PER UNA CASA RURALE A TROINA RELATORI PROF. ARCH. VITTORIO FIORE PROF.SSA ARCH. FRANCESCA CASTAGNETO LAUREANDO
VALERIO MASCALI
INDICE
PREMESSA
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LEH / LOW ENERGY HOUSE STRATEGIE COSTRUTTIVE
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UN PROGETTO PER UNA CASA RURALE A TROINA OBIETTIVI STATO DI FATTO ANALISI CLIMATICA INTERVENTI DISEGNI DI PROGETTO ISOLAMENTO DELL’INVOLUCRO VENTILAZIONE NATURALE IMPIANTI
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PREMESSA
l livello di sostenibilità che può raggiungere un edificio dipende dalle scelte progettuali che vengono fatte. Tali scelte sono una risposta operativa a un’analisi attenta che il progettista o i progettisti coinvolti fanno, relativamente ai requisiti coinvoltihe l’edificio deve avere in relazione alle sue modalità d’uso, al contesto ambientale nel quale si inserisce, agli obiettivi di qualità energetica che si vogliono raggiungere e, ovviamente, ai vincoli economici. Si tratta di un processo complesso, attraverso il quale si ottengono i migliori risultati se la fase di analisi viene gestita in modo completo considerando tutti gli aspetti che possono influire sul processo progettuale e, secondariamente, su quello realizzativo. ... Negli edifici che puntano ad un livello elevato di sostenibilità l’Architettura è abbastanza vincolata dalle esigenze energetiche e ambientali. 7
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La progettazione sostenibile nasce da un’attenta valutazione del sito, da qui le scelte che riguardano l’edificio, a partire da una definizione delle caratteristiche dell’involucro nei giusti rapporti tra superficie opaca e superficie trasparente che siano in grado di valorizzare la fruibilità, ma allo stesso tempo che tengano conto delle esigenze energetiche, illuminotecniche e acustiche. Se progettato bene l’involucro è in grado di modulare i flussi energetici conservando il calore in inverno e proteggendo gli ambienti dal caldo in estate. I contributi energetici necessari per equilibrare il bilancio possono essere ottenuti utilizzando sorgenti energetiche naturali, come ad esempio la radiazione solare, in modo attivo con impianti solari termici e impianti solari fotovoltaici. Gli impianti che utilizzano fonti da combustibili fossili possono essere integrati nel contesto edilizio con lo scopo di garantire il mantenimento del comfort nelle situazioni in cui gli apporti energetici naturali sono insufficienti.
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Il percorso dell’efficienza energetica, quindi, parte da una corretta progettazione dell’involucro, per passare allo sfruttamento il piÚ possibilmente esteso delle fonti energetiche rinnovabili, fino alla scelta degli impianti alimentati da fonte fossile che diventano integrati.�
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LEH / LOW ENERGY HOUSE
STRATEGIE COSTRUTTIVE Possiamo considerare LEH (casa a basso consumo energetico) ogni abitazione che, grazie agli accorgimenti tecnici e tecnologici, limitano al massimo le dispersioni e gli sprechi energetici. Le prestazioni energetiche dell’intero organismo edilizio dipendono dall’efficienza dell’involucro chiamato a circoscriverlo; se le componenti di chiusura (verticali, orizzontali, trasparenti, opache) non sono state progettate e realizzate in maniera consona alle prestazioni energetiche dell’edificio, le dispersioni dei flussi di calore passanti attraverso le stesse ne condizioneranno i consumi energetici finali. Pertanto, grazie ad un involucro edilizio isolante e ad impianti di riscaldamento/condizionamento ad alta efficienza, si può ovviare a questa mancanza. Nella progettazione delle case a risparmio energetico, i tecnici devono tenere conto soprattutto della zona climatica nella quale rientra l’area di intervento. Un edificio a risparmio energetico completamente autonomo dal punto di vista energetico viene definito casa passiva. 13
L’INVOLUCRO DELLE CASE A RISPARMIO ENERGETICO si chiama involucro abitativo il perimetro verticale ed orizzontale che separa l’abitazione dall’ambiente circostante
Le azioni termiche che agiscono sull’esterno di un edificio sono combinazioni d’impatti radiativi e convettivi. La componente radiativa consiste nella radiazione solare incidente e nello scambio termico radiativo con l’ambiente esterno e con il cielo. L’impatto termico convettivo è una funzione dello scambio con la temperatura dell’aria circostante, e può essere accelerato dal movimento dell’aria. Le dispersioni termiche che avvengono sotto forma di calore, dipendono dalla differenza di temperatura tra la faccia interna e esterna dell’involucro stesso e dalla resistenza termica del materiale (o combinazione di materiali) dei quali è fatto l’involucro. I materiali componenti un involucro, che separa due ambienti a temperature differenti, offrono una resistenza al passaggio del calore che varia in relazione diretta allo spessore del materiale e in relazione inversa alla sua ‘facilità’ a trasmettere il calore (trasmittanza). 14
LEH / LOW ENERGY HOUSE
STRATEGIE
Negli edifici a basso consumo energetico le migliori prestazioni si possono ottenere adottando diverse strategie: un maggiore isolamento termico (pareti esterne, basamenti e coperture), impiego di serramenti ad alte prestazioni (almeno vetrocamera basso-emissivo), ventilazione meccanica controllata con recuperatore di calore, sistemi di generazione del calore efficienti (caldaie a condesazione, pompe di calore, ecc), sistemi di diffusione del calore a bassa temperatura (sistemi radianti a pavimento, soffitto o parete). In queste costruzioni è espressamente consigliato l’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili, in particolare solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria e solare fotovoltaico per la produzione di energia. La scelta delle tecnologie più appropriate dovrà comunque tenere conto delle condizioni climatiche di ubicazione, che rendono impossibile l’applicazione di strategie standard. Pertanto, con un buon isolamento termico dell’involucro, si possono ottenere case ad alto risparmio energetico. 15
ZONA CLIMATICA
In funzione della localizzazione geografica e topografica del sito, si dovranno analizzare le caratteristiche fisiche quali pendenze del terreno, orientamento, condizioni idrogeologiche, vegetazione, ecc.. In assenza di impedimenti di natura tecnica e funzionale, i nuovi edifici dovranno essere posizionati preferibilmente con l’asse longitudinale principale lungo la direttrice Est-Ovest con una tolleranza di 45°. Lo spazio fruibile, inoltre, è utile che sia protetto dai venti invernali senza tuttavia impedire la ventilazione naturale estiva. Occorre, innanzitutto, effettuare una valutazione ponderata degli aspetti ambientali del sito attraverso: ANALISI DEI DATI CLIMATICI DIREZIONE, INTENSITA’ E STAGIONALITA’ DEI VENTI RADIAZIONE SOLARE PRECIPITAZIONI MEDIE SUOLO E SOTTOSUOLO AMBIENTA NATURALE E PAESAGGIO
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ISOLAMENTO SUPERFICI OPACHE
Si può ottenere con materiali edili isolanti come le plastiche cellulari come il poliuretano, il polietilene, o ancora meglio con pannelli in fibra naturale come il legno, la lana di roccia, il sughero, ecc. Questi strati generalmente non hanno caratteristiche strutturali, perciò vengono inglobati tra gli altri strati per essere protetti dagli urti e dagli agenti atmosferici. La capacità isolante varia dal tipo di materiale e dallo spessore dello strato. Più grande è lo spessore dello strato isolante, maggiore è l’isolamento dell’involucro. L’isolamento così fatto funziona sia per il periodo invernale, impedendo al calore di uscire, che per il periodo estivo, impedendo al calore di entrare nell’edificio. Tale isolamento è garantito intervenendo su elementi come: FACCIATA A SCHERMO AVANZATO TETTO VENTILATO SOLAIO ISOLATO MASSA TERMICA
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ISOLAMENTO SUPERFICI TRASPARENTI
E’ più difficile da ottenere; essi infatti sono spesso causa di grandi dispersioni termiche. Per minimizzare al massimo le dispersioni e riuscire ad avere abitazioni a risparmio energetico bisogna intervenire separatamente sul telaio dell’infisso e sulla parte vetrata. I telai a taglio termico, indipendentemente dal tipo di materiale, sono quelli che garantiscono il maggior risparmio energetico. La parte vetrata ha un ruolo molto importante nella fase di soleggiamento diretto. Il Sole risulta benefico durante il periodo invernale quando il suo calore si aggiunge a quello del riscaldamento, mentre in estate deve essere evitato con adeguate schermature posizionate, se possibile, all’esterno. Invece l’isolamento per minimizzare le dispersioni di calore si può ottenere usando i doppi o tripli vetri con camera d’aria, ancora meglio se con gas a basso emissivo. Tale isolamento è garantito intervenendo su elementi come: SERRAMENTI AD ALTE PRESTAZIONI TELAIO FINESTRA ISOLATO SCHERMATURE SERRA BIOCLIMATICA
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LEH / LOW ENERGY HOUSE
IMPIANTI DI SUPPORTO
Negli edifici energicamente molto efficienti, la progettazione ottimale dell’involucro - isolato termicamente - e l’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili, riduce notevolmente le potenze termiche degli impianti sia in inverno che in estate. Nelle case a basso consumo energetico, le potenze si riducono fino a un sesto o a un ottavo rispetto a quelle negli edifici convenzionali. L’efficenza energetica è l’elemento che caratterizza i generatori di calore di nuova generazione. Tale risparmio energetico può essere garantita tramite l’utilizzo di una moltitudine di impianti: VENTILAZIONE MECCANICA CON RECUPERATORE DI CALORE SISTEMI DI DIFFUSIONE DEL CALORE A BASSA TEMPERATURA IMPIANTI DI RISCALDAMENTO/CONDIZIONAMENTO AD ALTA EFFICIENZA USO DI ENERGIE RINNOVABILI
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OBIETTIVI
L’obiettivo che ci si pone è duplice: ripensare a un modello di abitare sostenibile, che riduca il consumo energetico, senza rinunciare al comfort, ma, possibilmente migliorandolo. con quali strumenti? con un mix di azioni: recuperando da un lato quei principi di progettazione che tengono conto delle risorse naturali e rinnovabili, considerando prioritario il rapporto tra l’edificio e l’ambiente, e dall’altro sfruttare appieno ciò che la tecnologia offre oggi. Il primo passo per un abitare sostenibile, è quello di enfatizzare le scelte progettuali che stanno alla base dell’Architettura spontanea, come quella della casa oggetto di studio, per poi, tramite alcune strategie (attive e/o passive), ridurre gli sprechi di “energia” ottimizzando gli apporti energetici forniti da fonti sostenibili come nel nostro caso il sole. Adoperando, quindi, alcune strategie e, usando le tecnologie a oggi in nostro possesso, siamo in grado di poter coniugare i concetti di Recupero edilizio e Sostenibilità ambientale e usarli per un unico progetto. 23
Per una corretta progettazione climaticamente sostenibile è necessario porre una giusta attenzione a tutti i fattori ambientali al fine di garantire una relazione coerente con il sito, valutando di elementi principali che intervengono nel processo di gestione energetica dell’edificio: il clima locale, i venti dominanti, i dati pluviometrici, la posizione del sole nelle diverse stagioni. L’obiettivo è quello di adottare un approccio progettuale compatibile con l’ambiente, utilizzando opportuni sistemi o tecniche costruttive in grado di adeguare il manufatto al clima locale, traendone il massimo vantaggio proprio come l’esperienza della tradizione locale insegna; tradizione che riscontriamo ancora oggi in alcune case rurali nei dintorni di Troina dove si costruiva mantenendo un perfetto connubio tra clima, caratteristiche fisiche dell’ambiente naturale e materiali da costruzione locali, finalizzata al conseguimento del maggior livello di benessere raggiungibile in assenza di tecnologie per la climatizzazione del clima di cui oggi ne siamo in possesso.
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UBICAZIONE
Sul finire del XIII secolo, inizia a comparire, anche a Troina, la distinzione tra la “domus terranea”, casa unicellulare in cui si svolgeva la vita di tutta la famiglia e, “domus solerata”, ambiente sempre unicellulare ma raddoppiato di solaio: al piano terra si svolgevano le attività di lavoro ed al primo piano si dormiva. L’edificio doveva far parte, come lo è tuttora, di una estesa proprietà che vedeva la casa rurale (o, in seguito masseria) come edificio fulcro. La casa sorgeva in una situazione strategica rispetto alla proprietà in quanto consentiva una visione dell’intero appezzamento di terreno e, allo stesso tempo, esposta al sole. Protetta dai venti provenienti da est, per la presenza di un’altura che da est si estende fino a nord, e fuori dall’ombra della stessa. La casa, che si sviluppa secondo l’asse est-ovest, presenta una maggiore superficie in facciata esposta a nord, essendo adagiata su un pendio che implica l’esistenza di un piano interrato nel versante sud per colmare il dislivello. Difatti il piano terra, o meglio interrato, ospitava il bestiame in ambienti ben arieggiati, grazie alle 25
aperture disposte ad est e ad ovest, e un fienile che sale per 2 livelli esposto a nord-ovest. Il primo piano, che difatti è a quota zero con l’ingresso della casa, è esposto perfettamente a sud e si estende per due ambienti verso nord. L’edificio sembra essere stato costruito in 3 fasi evolutive pertanto si riscontrano tipologie di murature differenti e accoppiamento di pareti di diversi periodi. Internamente gli ambienti del piano terra si presentano freddi e poco luminosi, soprattutto quelli a sud ( confinanti con il terrapieno ); mentre i 2 ambienti al primo piano sono ben illuminati.
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Lat: 37.8째 N Lon: 14.6째 E Alt: 1062 m massima 38.1 minima -1.8 media 15.4
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STATO DI FATTO
La struttura si presenta fortemente degradata. All’esterno si nota subito la presenza di vegetazione selvatica diffusa uniformemente su tutto il basamento perimetrale la casa, la mancanza di alcuni elementi lapidei e il distacco di parti d’intonaco che lasciano riaffiorare l’originale tessitura muraria in pietra sbozzata. Tutti i solai dell’edificio si presentano in notevole stato di degrado dovuto alla totale mancanza di manutenzione, alle infiltrazioni d’acqua e all’umidità. Inoltre le travi dei solai si presentano oggi gravemente imbarcate. Le coperture pur non presentando le stesse caratteristiche di marcescenza dei solai, necessitano di un recupero per la mancanza di ogni tipo di impermeabilizzazione e isolamento. La sezione delle pareti perimetrali dell’edificio suggeriscono invece un adeguato sistema di isolamento dalle temperature esterne. La marcescenza del legno dei solai e delle coperture rende obbligatoria la rimozione e sostituzione. 31
UN PROGETTO PER UNA CASA RURALE A TROINA
I due livelli dell’edificio non sono collegati ne internamente, ne esternamente da scale; l’unico modo per spostarsi da un piano all’altro dell’edificio è quello di usare, esternamente, il pendio del terreno. Il piano superiore, dove si dormiva, si sviluppa di due ambienti per un totale di 40 mq circa. Al piano sottostante, dove si lavorava, si trovano 2 stalle comunicanti lungo l’asse est-ovest, con aperture da entrambi i versanti, di poco meno di 50mq. A nordest un’altra stalla da 20 mq con un unico accesso ad est. A nord-ovest, invece, si trova un vecchio fienile con un’altezza pari all’altezza dell’intero edificio ma con poca superficie piana, appena 12 mq con un unico accesso ad ovest.
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La casa, che si sviluppa secondo l’asse est-ovest, presenta una maggiore superficie in facciata esposta a nord, essendo adagiata su un pendio che implica l’esistenza di un piano interrato nel versante sud per colmare il dislivello.Il piano terra, o meglio interrato, ospitava il bestiame e un fienile che sale per 2 livelli esposto a nord-ovest. Il primo piano, che difatti è a quota zero con l’ingresso della casa, era usato per dormire. E’ esposto perfettamente a sud, e si estende per due ambienti verso nord.
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DESCRIZIONE
Tetto a due spioventi con trave di colmo ed orditura semplice di travi di falda a giacitura inclinata secondo la pendenza CARATTERISTICHE
t TUSVUUVSB DPTUJUVJUB EB VOB PSEJUVSB TFNQMJDF EJ travi di abete di sezione 12 x 15, a giacitura inclinata secondo la pendenza; le travi sono poste ad interasse variabile tra 44cm e 86cm e tessitura ortogonale al lato lungo della scatola muraria; esse poggiano agli estremi sulla cimasa della muratura d’elevazione e su una trave di colmo in abete anch’esso, a giacitura orizzontale, di sezione 15 x 18 e luce di 430 cm t TUSVUUVSB EFM TPUUPNBOUP DPNQPTUB EB VO UBWPMBUP t NBOUP EJ DPQQJ OPO NVSBUJ t TJTUFNB EJ TNBMUJNFOUP EFMMF BDRVF JOFTJTUFOUF
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ANALISI CLIMATICA
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CARTA DEL SOLE LATITUDINE 37,77° 14,62’
A B C D E F G
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21 Giugno 21 Lug - Mag 21 Ago - Apr 21 Set - Mar 21 Ott - Feb 21 Nov - Gen 21 Dicembre
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2009 2009
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INTERVENTI INDICAZIONI
L’energia termica ricavabile dal sole verrà utilizzata essenzialmente per produrre acqua calda sanitaria e per riscaldare gli ambienti, in inverno. Esistono due distinte modalità di sfruttamento della radiazione solare che si concretizzano in sistemi attivi e sistemi passivi. I primi impiegano impianti e dispositivi meccanici per captare, trasformare, immagazzinare e trasportare il calore. A questa categoria appartengono i pannelli solari termici e fotovoltaici che invece trasformano la radiazione solare in energia elettrica Il principio sul quale si fonda la maggior parte dei sistemi passivi,invece, è l’effetto serra che provoca l’aumento della temperatura all’interno dell’ambiente vetrato esposto a sud.
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SISTEMI SOLARI PASSIVI
Il comportamento termico dell’edificio deve essere valutato già in fase di progettazione controllandone l’integrazione con il contesto climatico e ambientale. Per quanto riguarda il riscaldamento le strategie possibili per il contenimento dei consumi di energia sono la riduzione delle dispersioni di calore e l’aumento dei guadagni solari.
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PROBLEMA
Per mantenere all’interno di un edificio condizioni termiche che assicurino il benessere degli occupanti, in presenza di un ambiente esterno più freddo, è necessario fornire una quantità di calore tale da compensare i flussi termici uscenti, dispersi per trasmissione attraverso l’involucro e per ventilazione. SOLUZIONE
Oltre a quello fornito dall’impianto di riscaldamento, l’edificio riceverà calore dalla radiazione solare tramite l’uso di vetrate esposte a sud. Per garantire un ulteriore approccio bioclimatico, saranno previsti adeguati sistemi finalizzati alla minimizzazione dei i consumi energetici da combustibili fossili attraverso lo sfruttamento di una fonte energetica rinnovabile inesauribile: il sole.
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RICOSTRUZIONE SOLAI
La marcescenza del legno si presenta in uno stato avanzato; il riutilizzo delle travi presenti non garantirebbe i requisiti di sicurezza, pertanto mantenendo la tipologia usata, si prevede l’uso di solai a doppia orditura e per un maggior comfort si ricorre all’uso di un sistema di riscaldamento radiante a pavimento. Per garantire la ventilazione e ridurre l’umidità di risalita dal suolo si ricorre all’uso di un vespaio aerato. RICOSTRUZIONE COPERTURE
l’intervento prevede la rimozione totale delle travi in legno, che presentano proprietà meccaniche non sufficienti per il loro riutilizzo, la successiva sostituzione, pur mantenendo gli stessi materiali utilizzati, con una tipologia di tetto ventilato. In più, per garantire i comfort e aumentare l’isolamento dell’edeficio, si ricorre all’uso di strati di isolamento, oltre che alla ventilazione delle falde.
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SERRA SOLARE
Lo studio del clima: temperature, soleggiamento e direzione/intensità dei venti hanno suggerito di alzare un livello dell’edificio (lato sud-ovest) in modo da captare le radiazioni del sole che investono il lato sud della casa.
OTTIMIZZAZIONE DEI PERCORSI
l’impianto originario del casale mantiene separati i due livelli del fabbricato che non presenta collegamenti interni tra i due livelli. l’intervento mira a risolvere questo problema individuando nel vecchio fienile l’ambiente destinato a contenere il corpo scala. altro intervento interessa il collegamente orizzontale degli ambienti: si prevedono nuove aperture sia al pian terreno che al primo livello. 52
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INTERVENTI
Sostanzialmente gli interventi sull’edificio sono quelli classici del recupero edilizio ma con uno sguardo alla sostenibilità ambientale. Pur mantenendo le caratteristiche dell’architettura rurale, si vuole provare, grazie al contributo degli studi sui fattori climatici e alla tecnologia moderna, di intervenire sull’edificio per renderlo una casa a basso consumo energetico. In questa tipologia di edifici, a basso consumo energetico, le migliori prestazioni si possono ottenere adottando diverse strategie: un maggiore isolamento termico, impiego di serramenti ad alte prestazioni, ventilazione meccanica controllata con recuperatore di calore, sistemi di generazione del calore efficienti, preferibilmente sistemi di diffusione del calore a bassa temperatura (sistemi radianti a pavimento, soffitto o parete).
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UN PROGETTO PER UNA CASA RURALE A TROINA
La progettazione sostenibile nasce da un’attenta valutazione del sito, da qui le scelte che riguardano l’edificio, a partire da una giusta definizione nei rapporti tra superficie opaca e superficie trasparente, che siano in grado di valorizzare la fruibilità ma allo stesso tempo che tengano conto delle esigenze energetiche e illuminotecniche; proprio per questi motivi un punto fermo del progetto sarà l’innesto di una “serra bioclimatica” capace di dare luce e calore agli ambienti interrati. Lo studio del clima: temperature, soleggiamento e direzione/intensità dei venti (Inserimento Tavola clima) Hanno suggerito di alzare un livello dell’edificio (lato sud-ovest) in modo da captare le radiazioni del sole che investono il lato sud della casa. Sfruttando inoltre l’altezza del fienile si è in grado, tramite un sistema di scale e passerelle di raggiungere tutti gli ambienti della casa, sia a pian terreno che primo piano. Il fienile insomma diventerebbe una sorta di vano di collegamento per percorsi orizzontali e verticali. Per fare questo è necessario pensare a nuove aperture, di collegamento, tra le spesse mura che compongono l’edificio. 55
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DISEGNI DI PROGETTO
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NUOVI SPAZI
Dal punto di vista strutturale i piani di calpestio di entrambi i livelli vengono ricostruiti, pur mantenendo quanto più possibile l’assetto originario dei solai. Ovviamente, a questa dipologia, a secco, della struttura viene adattato un sistema di tubi radianti, che corrono tra una orditura e l’altra, per riscaldare e rinfrescare gli ambienti. Il primo obiettivo dal punto di vista progettuale è stato quello di rendere funzionale l’intero spazio a disposizione rendendolo abitativo, quindi mettere in collegamento le stanze dei vari livelli e, i livelli stessi. La realizzazione dei nuovi collegamenti implica la realizzazione di nuove aperture.
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PROBLEMA
Essendo una casa in muratura, e quindi tutti i muri sono portanti, aprire dei varchi richiede una giusta analisi della struttura muraria, se presenta lesioni o crepe, se supporta ulteriori carichi, e soprattutto occorre realizzare delle strutture che sorreggano il peso della parte di muro sovrastante l’apertura. SOLUZIONE Si ricorre all’uso delle putrelle e si indicano le diverse fasi di realizzazione dei nuovi varchi. t iB DJFMP BQFSUPw SJNVPWFSF EBMM BMUP MF QJFUSF JO direzione del varco da realizzare fino a tutta altezza dell’apertura. t SJNVPWFSF BJ MBUJ EFMMB OVPWB BQFSUVSB EFMMF OJDDIJF per ospitere il sistema strutturale di putrelle t WFOHPOP JOTFSJUF QSJNB MF QVUSFMMF JO WFSUJDBMF F sopra a queste una putrella orizzontale a formare l’architrave dell’apertura t MB TUSVUUVSB WJFOF DFMBUB EB VO GPHMJP EJ DPSUFO DIF ricopre le nicchie, le putrelle, e l’architrave formando una sorta di scatola a rivestire il passaggio. 60
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ISOLAMENTO DELL’INVOLUCRO
L’isolamento dell’involucro è essenziale per impedire che il calore prodotto, fornito o accumulato all’interno dell’edificio venga disperso rapidamente all’esterno.
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PROBLEMA
Le perdite termiche consistono in un flusso di calore attraverso l’involucro edilizio. queste dipendono principalmente dalla differenza di temperatura tra l’interno e l’esterno e dalla resistenza termica dei materiali che compongono l’involucro edilizio.
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SOLUZIONE
per ridurre al minimo le dispersioni di calore verso l’esterno, tutti gli elemente dell’involucro edilizio dovranno essere dotati di un opportuno isolamento termico. STRATEGIE
t DIJVTVSF WFSUJDBMJ cappotto termico interno t DIJVTVSF JODMJOBUF tetto ventilato t DIJVTVSF PSJ[[POUBMJ vespaio areato Isolare termicamente un componente edilizio o un intero edificio significa ridurre i flussi di calore, tra l’interno e l’esterno, sia in inverno che in estate.
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VENTILAZIONE NATURALE
Raffrescare gli edifici in maniera naturale vuol dire smaltire il calore accumulato senza il ricorso a impianti o macchine e quindi senza consumo di energia.
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PROBLEMA
Proteggere gli edifici dalla radiazione solare non è un problema di semplice soluzione. Bisognerà trovare il modo più efficace di smaltire il calore che inevitabilmente l’edificio accumulerà nella sua massa muraria durante il giorno. Tale calore può essere allontanato in maniera del tutto naturale e gratuita riuscendo ad innescare opportuni flussi di ventilazione. E’ quindi necessaria una completa conoscenza delle direzioni del vento. SOLUZIONE
Una buona ventilazione all’interno degli ambienti, soprattutto durante le ore notturne, riesce a eliminare gran parte del calore accumulato durante il giorno; la circolazione dell’aria, soprattutto se attivata con sistemi naturali, contribuisce a migliorare le condizioni di comfort termo-igrometrico garantendo anche il contenimento dei consumi energetici.
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INDICAZIONI
L’effetto rinfrescante è maggiore quando le aperture di entrata sono più grandi di quelle di uscita. Ciò comporta un aumento della velocità dell’aria e una sua migliore distribuzione in tutto l’ambiente interessato. La contrapposizione in pianta delle aperture ottiene buoni risultati se queste sono perfettamente corrispondenti. In particolare, durante la notte, la loro efficacia è incrementata nelle abitazionia due livelli in virtù dell’effetto camino e della ventilazione che si genera tra le aperture situate al piano terra e quelle poste al piano superiore.
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In funzione delle modalità di trasferimento e distribuzione del calore possiamo definire formalmente tre tipi di serra, anche se spesso questi tipi si presentano in combinazione: SERRA A SCAMBIO RADIANTE
La parete di divisione della serra è costituita da una parete ad accumulo non isolata, e lo scambio di calore avviene per radiazione nell’ambiente adiacente.
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SERRA A SCAMBIO CONVETTIVO
Lo scambio di calore avviene per convezione, questo tipo di serra sfrutta l’aria calda presente nella serra, lo scambio convettivo avviene attraverso dei serramenti (di dimensioni più contenute rispetto alla serra a guadagno diretto) posti nella parete di separazione. Lo scambio convettivo può essere ottimizato attraverso aperture regolabili poste alla base e alla sommità della parete di separazione, oppure utilizzare condotti a ventilazione forzata per lo scambio con locali non adiacenti la serra.
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SERRA A GUADAGNO DIRETTO
La superficie di separazione tra serra e interno è regolabile e può essere rimossa anche totalmente attraverso serramenti mobili. A serramenti aperti o tolti la serra diviene un estensione della casa e il guadagno termico avviene direttamente dentro lo spazio abitato.
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IMPIANTI STRATEGIE PASSIVE TRADIZIONALI
Le strategie passive, utilizzate da secoli in varie zone del nostro territorio, rappresentano una risposta economica e logica alle condizioni circostanti l’edificio quali temperatura orientamento e vento.
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PROBLEMA
Un involucro progettato correttamente garantisce il raggiungimento di un rapporto armonioso tra lo spazio interno, confinato, e lo spazio esterno. Se progettato bene l’involucro è in grado di modulare i flussi energetici conservando il calore in inverno e proteggendo gli ambienti dal caldo in estate. SOLUZIONE
I contributi energetici necessari per equilibrare il bilancio possono essere ottenuti utilizzando sorgenti energetiche naturali, come ad esempio la radiazione solare, in modo attivo con impianti solari termici e impianti solari fotovoltaici. Gli impianti che utilizzano fonti da combustibili fossili possono essere integrati nel contesto edilizio con lo scopo di garantire il mantenimento del confort nelle situazioni in cui gli apporti energetici naturali sono insufficienti.
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INDICAZIONI
Un approccio progettuale finalizzato alla sostenibilità energetica dovrà: t VUJMJ[[BSF BM NFHMJP MF SJTPSTF OBUVSBMJ RVBMJ ventilazione e soleggiamento. t GBSF SJDPSTP BODIF BMMB WFHFUB[JPOF BJ mOJ EFMMB regolazione del microclima. t BWWBMFSTJ EFHMJ BQQPSUJ HSBUVJUJ EFMM JSSBHHJBNFOUP solare in inverno e proteggersi adeguatamente dagli stessi in estate. t NJHMJPSBSF M JMMVNJOB[JPOF JM SJTDBMEBNFOUP F JM raffrescamento naturale. t QFSTFHVJSF VO VTP SB[JPOBMF EFMM BDRVB t QSFWFEFSF VO BEFHVBUP JTPMBNFOUP UFSNJDP t JOTUBMMBSF FöDJFOUJ JNQJBOUJ EJ SJTDBMEBNFOUP F di raffrescamento, che garantiscono un maggiore risparmio energetico. t VUJMJ[[BSF GPOUJ FOFSHFUJDIF SJOOPWBCJMJ
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DOMOTICA
I sistemi di regolazione domotica del riscaldamento adattano la temperatura dell’abitazione in base alla variazione della temperatura esterna, l’ora del giorno o la zona della casa. Anche il controllo automatico intelligente su schermi frangisole, oltre ai parametri di sicurezza interna e relativi a potenziali pericoli (fumo, allagamenti, furti) possono essere controllati. In tal modo l’intero “funzionamento” dell’abitazione è perfettamente ottimizzato.
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TETTO VENTILATO
Il miglioramento delle prestazioni termoigrometriche dell’involucro edilizio può essere ottenuto prevedendo la realizzazione di una copertura a falde inclinate e garantendo la ventilazione del manto di copertura.
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IMPIANTO RADIANTE
I vantaggi di un sistema radiante a pavimento consistono nel fatto che potendo integrare l’uso delle fonti energetiche rinnovabili t3JTQBSNJP FOFSHFUJDP t6UJMJ[[BCJMF TJB QFS JM SJTDBMEBNFOUP JOWFSOBMF TJB QFS il raffrescamento estivo. t5FNQFSBUVSF EJTUSJCVJUF JO NBOJFSB VOJGPSNF all’interno dei locali. Maggior rispetto per l’ambiente. Possibilità di integrare la caldaia con fonti rinnovabili come i collettori solari.
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UN PROGETTO PER UNA CASA RURALE A TROINA
PANNELLI IBRIDI
t TPMBSF UFSNJDP t TPMBSF GPUPWPMUBJDP I pannelli fotovoltaici ibridi PVT convertono in energia elettrica parte dell’irraggiamento solare che captano e trasferiscono alla pompa di calore l’energia termica generata dall’irraggiamento e dalla corrente elettrica prodotta. Grazie a questa bivalenza, viene ridotta la temperatura di esercizio delle celle fotovoltaiche e quindi aumenta la produzione di kWh fino al 30%.
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SISTEMI DI ISOLAMENTO
Un buon isolamento impedisce la dissipazione energetica dell’edificio. L’isolamento termico è applicato sulla parte interna dell’edificio (cappotto interno), pavimenti e tetti
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UN PROGETTO PER UNA CASA RURALE A TROINA
EFFETTO SERRA E ORIENTAMENTO SOLARE
Il nuovo orientamento della serra, perfettamente a Sud per sfruttare al massimo le ore di sole. Questo comporta un guadagno solare diretto all’interno dell’edificio che si ripercuote fortemente sulle spese energetiche. Per potenziare al massimo il guadagno solare si ricorre all’uso del vetrocamera con gas Argon. VETRATA SUD t mOFTUSF BQFSUF QFS GBWPSJSF MB WFOUJMB[JPOF OBUVSBMF t EPQQJP WFUSP DPO HBT "SHPO QFS VOB NBHHJPSF SBEJB[JPOF
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SISTEMA DI COGENERAZIONE DA FONTE RINNOVABILE (pannelli ibridi)
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UN PROGETTO PER UNA CASA RURALE A TROINA
COGENERAZIONE
La cogenerazione è un processo per la generazione di energia nel quale vengono prodotti contomporaneamente elettricità e calore dato che dopo il processo di generazione elettrica viene sfruttato il calore residuo. L’impiego di sistemi di cogenerazione implica quindi la produzione di energia, di calore per il riscaldamento, acqua calda, una maggiore efficienza, risparmio economico e una riduzione delle emissioni di CO2.
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