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Efficientamento energetico di Edifici Storici e Antichi AVVIO Questo progetto è stato finanziato con il sostegno della Commissione Europea e rientra nel Lifelong Learning Programme (Programma di Formazione Permanente). I contenuti di questa pubblicazione sono ascrivibili esclusivamente all’autore e la Commissione non è da considerarsi responsabile per l’uso delle informazioni in essa contenute. Descrizione del corso Introduzione Progettare una ristrutturazione di un edificio è un Il corso tratta metodi mirati alla riduzione compito complesso che richiede una stretta dell’emissione di gas serra nel settore edilizio, collaborazione tra l’architetto e un team di ingegneri e sviluppati sulla base di una pluralità di tecnici con diverse competenze. esperienze relative a involucro edilizio, sistemi Le incognite legate alle risorse energetiche mondiali, di riscaldamento e uso di fonti di energia l’aumentare dei costi e gli effetti sull’ambiente hanno rinnovabile per la generazione di elettricità, spostato focus dell’ingegneria moderna verso una riscaldamento o raffreddamento. riduzione del consumo energetico degli edifici. Dopo una breve introduzione ai principi fisici di Un cambio di prospettiva che ha imposto a architetti e base, il corso affronterà gli argomenti in modo ingegneri l’arduo compito di cambiare modo di pratico al fine di sostenere ingegneri e tecnici pensare. nella messa in atto di strategie il più possibile Il consumo energetico complessivo di un edificio è efficaci in termini di costi determinato da molti fattori, alcuni dei quali non Il Corso propone una serie di soluzioni che possono essere modificati durante la ristrutturazione. consentono una notevole riduzione dei consumi Fattori come la geometria, l’orientamento, il rapporto energetici, con particolare attenzione al settore tra superfici opache e trasparenti e la collocazione delle tecnologie low-cost. nell’area urbana sono alcuni dei vincoli al Gli interventi sull’involucro edilizio debbono miglioramento della performance energetica di un essere valutati insieme a quelli volti edificio. all’innalzamento dei livelli di efficienza del Al fine di ridurre il consumo energetico in edifici sistema di riscaldamento mediante l’uso dei esistenti, si devono valutare delle azioni sinergiche su tecnologie basate su energie rinnovabili. elementi dell’involucro edilizio e sulle componenti Il Corso inoltre fornisce una formazione di base impiantistiche. utile alla messa in atto di scelte tecniche e procedurali per il miglioramento della performance energetica di edifici storici o antichi. Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 3 4 5 Vai all’Introduzione Indietro Avanti Descrizione del corso Il Corso si suddivide in 6 Moduli principali ognuno a sua volta suddiviso in Unità Didattiche Introduzione Modulo Unità Didattica Principali Argomenti Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Scienza dei materiali UD1: Principi base e panoramica sul Miglioramento efficienza energetica in mercato edifici residenziali – le prospettive europee Weatherization e miglioramento dell’efficienza energetica Vantaggi della ristrutturazione di edifici esistenti UD2: Standard per edifici passivi. Una Standard per edifici passivi panoramica Principi delle certficazione LEED PHC – Passive House Certificate Tecnologie moderne Energia rinnovabile UD3: Conservazione di edifici storici Controllo costi 1 2 3 4 5 Vai all'Introduzione Introduzione alla conservazione architettonica Ripristino edifici storici Riqualificazione degli elementi costruttivi Efficienza energetica neglli edifici storici Conoscenza approfondita dell’edificio, preliminare a qualsiasi intervento Indietro Avanti Descrizione del corso Introduzione Modulo Unità Didattica Principali Argomenti Ristrutturazione edilizia Modulo 2: Analisi e valutazione Analisi e valutazione Scienza dei materiali UD1: Confronto dei metodi di valutazione Certificazione ISO 13790 – una panoramica Ponti termici – tipologie, regole da seguire, valutazione Intervento di ristrutturazione UD2: Valutazione performance energetica del life cycle Principi di Life-Cycle Assesment nel settore edilizio Metodo semplificato per un progetto di ristrutturazione Risparmi energetici su base annua Calcolo della performance energetica Llife-Cycle Ottimizzazione energetica del lifecycle UD3: Audit energetico degli difici Dall’Audit energetico al Green Audit Principi di Audit energetico Programmare energy audit di edifici Consigli pratici Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 3 4 5 Vai all'Introduzione Indietro Avanti Descrizione del corso Introduzione Modulo Unità Didattica Principali Argomenti Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Modulo 3: Scienza dei materiali UD1: Principi base di fisica delle costruzioini Trasporto di calore e di massa Comportamento igrotermico degli edifici Ventilazione e qualità dell’aira Immagazzinamento di energia termica e refrigeramento Comfort termico Classificazione ambientale di materiali edilizi UD2: Materiali per migliorare l’efficienza energetica Materiali isolanti ad alta resa Materiali a cambio di fase Materiali per l’efficientamento energetico degli edifici UD3: Sistemi e strumentazione Involucro edilizio opaco Involucro edilizio trasparente Schermature solari Finestre: nanogel ed efficienza energetica Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 3 4 5 Vai all'Introduzione Indietro Avanti Descrizione del corso Introduzione Modulo Unità Didattica Modulo 4: Tecnologie moderne UD: Sistemi e strumentazioni moderne Tecnologie per iaccumulo di energia termica Sistemi di raffreddamento a a basso consumo Sistemi HVAC in edifici a efficienti da l punto di vistta energetico Analisi comparativa di sistemi di riscaldamento e refrigerazione Modulo 5: Sistemi di energia rinnovabile (RES Energia rinnovabile systems) UD: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Energie rinnovabili: le diverse opzioni Apparecchiature e sistemi fotovoltaici Apparecchiature e sistemi solari termici Energia eolica per abitazioni Pompe di calore Generazione di energia con sistema micro CHP Principi di progettazione di impianti RES Modulo 6: Controllo costi UD: Fattori di incertezza nell’investimento, costi di bio-edilizia, ottimizzazione dei costi Variabili & risk management Costi di bio-edilizia Ottimizzazione dei costi Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Teconologie moderne Energia rinnovbile Principali Argomenti Controllo costi 1 2 3 4 5 Vai all'Introduzione Indietro Avanti Introduzione Introduzione i Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienze dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Cenni storici L’ICCROM (Centre for the Study of the Preservation and the Restoration of Cultural Property) con base a In epoca romana, i templi della Grecia classica erano Roma segnò un ulteriore passo in avanti. spesso soggetti a ristrutturazioni al fine di destinarli a Fondato nel 1959, ICCROM si propone di offrire nuove funzioni adattandoli al gusto dell’epoca. consulenza a livello internazionale in materia di Il ruolo del conservatore, distinto da quello di restauratore e scienziato emerse durante gli anni ’30 soprattutto grazie conservazione, coordinando attività conservative e alla ricerca condotta presso il Fogg Art Museum stabilendo livelli di formazione. dell’Università di Harvard, dove si pubblicò Technical In seguito al Secondo Congresso Internazionale degli Studies in the Field Architetti tenutosi a Venezia nel 1964 quando fu of the Fine Arts (1932–42). promulgate la Carta di Venezia, nel 1965 si fondò l’ La conservazione di opere ed edifici è una pratica ICOMOS (Consiglio Internazionale dei Monumenti e molto antica, ma la conservazione intesa come dei Siti) al fine di gestire questioni archeologiche, professione specifica, si affermò solo con la architettoniche e urbanistiche, schedare monumenti e fondazione nel 1950 dell’International Institute for the siti e monitorare la legislazione attinente. Conservation of Museum Objects (IIC) e la pubblicazione del suo periodico Studies in Conservation (dal Fonte: Jokilehto J., A history of architectural conservation. Oxford UK: Butterworth-Heinemann; 2009 1952). Controllo costi 1 2 3 4 5 6 7 Salta introduzione Indietro Avanti Introduzione i Introduzione Gli difici a basso consumo energetico, collocati nell’area climatica europea dovrebbero possedere le seguenti caratteristiche: Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Ottima separazione termica e bassa dispersione tra interno e esterno mediante un involucro edilizio altamente isolante Vetratura di alta qualità con valori-U inferiori almeno a 1.5Wm−2 K−1 e una trasmittanza con un valore-g superiore al 60% Recupero di calore da sistemi di ventilazione in inverno per conseguire standard di efficienza energetica molto alti (edificio passivo) 1 2 3 Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Eicker U. Low energy cooling for sustainable buildings. Chichester UK: John Wiley & Sons; 2009 1 2 3 4 5 6 7 Salta introduzione Indietro Avanti Introduzione Concetti chiave Introduzione L’adozione di misure necessarie a preservare tutti gli elementi storici di un edificio storico: forma esistente, integrità e materiali. La conservazione è strettamente connessa all’identità culturale. Il suo obbiettivo infatti è quello di conservarla nel suo stato attuale. Interventi di riparazione si effettuano solo per evitare un degrado ulteriore. Danni e distruzioni causati da acqua in tutte le sue forme, da agenti chimici, infestazioni e micro-organismi vanno fermati per garantire la conservazione della struttura. Il processo di conservazione riflette la continuità dell’edificio lungo l’arco della storia e il succedersi delle sue destinazioni d’uso, rendendo manifeste le modifiche e alterazioni effettuate nel rispetto della tipologia dell’edificio. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Recupero Conservazione Ristrutturazione edilizia 3 4 5 6 7 Il processo di intervento su un edificio mediante riparazioni, alterazioni e aggiunte per consentirne un uso compatibile, pur preservando parti o caratteristiche dell’edificio che ne esprimono il valore storico, culturale o architettonico. Il sistema migliore per la conservazione degli edifici, a differenza degli oggetti, è di mantenerli in uso o sottoporli a modernizzazione con o senza interventi di adattamento. La destinazione d’uso originaria è generalmente la più indicata per la conservazione della struttura in quanto comporta un minor numero di modifiche. Il recupero pone l’accento sul mantenimento e la riparazione dei materiali storici ma, rispetto alla conservazione, concede più libertà di azione in quanto si presuppone che l’edificio si trovi in condizioni di maggior deterioramento prima dell’avvio dei lavori. Salta introduzione Indietro Avanti Introduzione Concetti chiave Introduzione Restauro Ristrutturazione edilizia Intervento volto al mantenimento dei materiali, delle caratteristiche e dell’identità dell’edificio che tuttavia consente da un lato la rimozione di alcuni materiali che non determinano il valore storico dell’edificio e dall’altro la ricostruzione di parti originali attualmente mancanti. Il restauro e il reintegro di dettagli e caratteristiche è frequente e si basa sul rispetto dei materiali originali, documentazione archeologica, progetti e documentazione originali. L’integrazione di parti mancanti o deteriorate deve armonizzarsi con la struttura edilizia nel suo complesso. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Ricostruzione La costruzione ex novo di una replica di un edificio o oggetto storico non più esistente, rispettandone la forma, le caratteristiche e i dettagli. La ricostruzione si basa su prove storiche e sullo studio di una vasta documentazione. Controllo costi 1 2 3 4 5 6 7 Salta introduzione Indietro Avanti Introduzione Classificazione degli edifici in termini di efficienza energetica Introduzione Livello Descrizione 1 Edificio isolato Ristrutturazione edilizia Involucro ben isolato con una buona trasmittanza termica media e massima trasmittanza termica nelle sue parti. 2 Analisi e valutazione Edificio efficiente dal punto di vista energetico Buon isolamento termico, corretta ventilazione ed uso efficiente di guadagni termici solari e interni. Requisiti: fabbisogno energetico netto di riscaldamento per unità di superficie, unità di volume protetto o unità di superficie di involucro. 3 Edificio a basso consumo energetico Scienza dei materiali Consumi energetici normalizzati per riscaldamento, refrigerazione, condizionamento, acqua calda e illuminazione. Calcoli effettuati sulla base della direttiva EPBD. Consumi per edificio per energia primaria per riscaldamento inferiori a 60 MJ/(m3 x a). 4 Edificio passivo Tecnologie moderne Fabbisogno energetico netto inferiore a 18 MJ/(m3 x a), buon clima interno senza raffreddamento meccanico nei mesi estivi. Consumo complessivo di energia primaria non superiore a 144 MJ/(m3 x a). 5 Edificio a energia zero Energia rinnovabile Edificio che produce energia primaria pari a quella necessaria per il riscaldamento, acqua calda, ecc. L’obbiettivo è ridurre il consumo di energia primaria e produrre un quantitativo equivalente di energia da fonti rinnovabili (fottovoltaico, energia geotermica, eolica, etc. ) 6 Edificio energy plus Edificio che produce più energia di quanta ne consumi 7 Edificio Edificio che non ricorre più a combustibili fossili e che produce energeticamente energia da fonti rinnovabili. autosufficiente Dati tratti da: Hens H. Applied building physics.Berlin GE: Wilhelm Ernst & Sohn; 2011 Controllo costi 1 2 3 4 5 6 7 Salta introduzione Indietro Avanti Introduzione Etica del conservazione Introduzione Ristrutturazione edilizia Standard etici negli interventi di conservazione Analisi e valutazione 1. Le condizioni dell’edificio devono essere documentate prima di qualsiasi intervento. 2. Nessun elemento storico può essere distrutto, falsificato o rimosso Scienza dei materiali 3. Gli interventi devono essere ridotti al minimo necessario 4. Ogni intervento deve puntare al massimo rispetto dell’integrità estetica, Tecnologie moderne storica, fisica dell’identità culturale dell’edificio. 5. Le metodologie applicate e i materiali utilizzati durante l’intervento devono essere interamente documentati. Energia rinnovabile Fonte: Feilden BM. Conservation of historic buildings. Oxford UK: Architectural Press, Elsevier; 2003 Controllo costi 1 2 3 4 5 6 7 Salta introduzione Indietro Avanti Introduzione Etica della conservazione Introduzione Raccomandazioni per il team incaricato degli interventi di conservazione 1. Le condizioni dell’edificio devono essere documentate prima di iniziare qualsiasi intervento. Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione 2. I metodi ed i materiali utilizzati nell’intervento di conservazione devono essere documentati. Scienza dei materiali 3. Nessun elemento storico può essere distrutto, falsificato o rimosso Tecnologie moderne 4. Gli interventi devono essere ridotti al minimo necessario. Devono essere di natura reversibile o almeno ripetibili senza pregiudicare altri futuri interventi Energia rinnovabile 5. Ogni intervento deve puntareal massimo rispetto dell’integrità estetica, storica e fisica dell’identità culturale dell’edificio. Controllo costi 1 2 Fonte: Feilden BM. Conservation of historic buildings. Oxford UK: Architectural Press, Elsevier; 2003 3 4 5 6 7 Salta introduzione Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Finalità didattiche. Questo modulo intende fornire: 1. Analisi d’insieme su efficientamento energetico degli edifici; 2. Conosceza degli standard attualmente più diffusi in progetti di efficientamento energetico; 3. Conoscenza dei principi base della conservazione di edifici storici, di facciate e di altri elementi di rilevanza storica. Controllo costi Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 1: Principi base e panoramica sul mercato Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Priorità Energia totale utilizzata nel corso di tutta la vita dell’edificio Energia utilizzata in fase di costruzione (energia incorporata) Energia utilizzata per ristrutturare e manutenere l’edificio Energia utilizzata per gestire e vivere l’edificio Energia usata per smaltire l’edificio al termine del suo utilizzo Guarnizioni ed eliminazione di spifferi Alti standard di isolamento Doppi o tripli vetri Eliminazione di ponti termici Aumentare al massimo la tenuta d’aria Installare sistemi di ventilazione passivi con raffreddamento notturno o ventilazione meccanica con recupero di calore Quando possibile ricorrere a fonti di energia rinnovabile Energia rinnovabile UD2 UD3 Gli edifici sono responsabili di circa il 60% dellconsumo energetico europeo di cui un 40/60% solo per riscaldamento Nel 2050 circa 4 case su 5 in cui vivremo saranno quelle in cui abitiamo ora. A titolo di esempio, in Germania, Irlanda, Italia, Spagna e Regno Unito ci sono 100 milioni di edifici la metà dei quali non isolati. Un intervento base di isolamento e sulle vetrature d un adeguamento basterebbe a ridurre il consumo energetico per riscaldamento e raffreddamento del 30/40% Con uno sforzo leggermente superiorie si potrebbe raggiungere un risparmio dell’80%. Controllo costi Miglioramento efficienza energetica in edifici residenziali – le prospettive europee 1 2 3 4 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 1: Principi base e panoramica sul mercato UD1 UD2 UD3 Introduzione Gli edifici storici, soprattutto quelli costruiti dopo la Seconda Guerra Mondiale hanno performance energetiche molto scarse. Ristrutturazione edilizia L’età di un edificio spesso ne determina le condizioni, non solo per via della mancanza di servizi e strutture e la sua complessiva obsolescenza, ma anche per le scelte tecnologiche effettuate all’epoca della sua costruzione. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Il miglioramento delle performance energetiche degli edifici esistenti è uno degli obbiettivi principali delle più recenti Direttive Europee, a partire dalla Direttiva 2002/91/EC. La ristrutturazione dell’involucro edilizio opaco rappresenta l’approccio fondamentale per la riduzione del consumo energetico Europeo, come indicato dalla Direttiva 2010/31/EU. Nel settore non abitativo Europeo, la ritrutturazione di edifici offre molte più opportunità di riduzione delle emission che l’edificazione di nuovi edifici che costituiscono il 1,5 % annuo del parco edifici. Le motivazioni che solitamente conducono a una ristrutturazione includono: • sostituzione di finiture e componenti in stato di degrado • riprogettazione degli spazi per adattare a nuovi usi • miglioramento qualità ambientale Ostacoli al miglioramento dell’efficienza energetica Disinformazione riguardo le possibili soluzioni per il miglioramento energetico Disincentivi fiscali: La necessità di forti investimenti iniziali. Pur consapevoli del risparmio nel lungo termine, per molti proprietari di immobili l’investimento iniziale è spesso troppo alto. Conoscenze e competenze lacunose: esiste ancora una certa impreparazione da parte di periti chiamati a determinare l‘impatto tecnologie verdi già sperimentqate o innovative. Controllo costi Miglioramento efficienza energetica in edifici residenziali – le prospettive europee 1 2 3 4 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 1: Principi base e panoramica sul mercato UD1 UD2 UD3 Weatherization: si tratta di una serie di misure atte a rendere l’edificio resistente alle intemperie al fine di incrementare l’efficienza energetica. Sono sviluppate sulla base di analisi sofisticate di singoli edifici. L’analisi segue l’approccio della casa nella sua interezza in modo da massimizzare il risparmio energetico. La weatherization si è affermata come una pratica fondamentale nell’avanzamento delle scienze dell’energia domestica, stimolando la nascita di un nuovo settore di servizi di efficienza energetica domestica in grado di raggiungere un pubblico sempre più vasto. Introduzione Ristrutturazione edilizia Isolamento: riduce conduzione termica Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Weatherization: riduce la convezione termica Alcuni interventi di weatherization Problemi ricorrenti: • Sigillare le fessure – crepe, aperture, buchi – attorno a porte, finestre, tubi, impianto elettrico; • Sigillare condotti dell’aria con mastice fibrorinforzato; • Sostituire/installare grligle e filtri nei condotti di scarico; • Proteggere le tubature da corrosione e congelamento; • Istallare drenaggio a terra (footing drains), membrane impermeabilizzate nelle fondamenta, scarichi interni, etc; • Garantire una adeguata ventilazione a spazi chiusi per prevenire la condensazione. • Istallare involucri edilizi, rivestimenti laterali, tubi solari, lucernari; • Applicare isolamento a pareti, pavimento e soffitti, intorno a condotti, tubazioni e scaldabagni; • Ammodernamento di infissi vecchi con elementi a basso consumo energetico (per esempio con aggiunta di doppi vetri). •Scarsa conoscenza delle caratteristiche energetiche dell’edificio (prestazioni termiche delle coperture , impianti elettrici, impianti di riscaldamento e di raffreddamento) ; •Scarsa analisi dei dati relativi alle utenze (livello di inefficienza energetica ); •Analisi economica insufficiente (stima dei costi di efficientamento energetico e del progetto di ristrutturazione); •Difficoltà di reperimento informazioni su misure di efficienza energetica (spesso i dati su HVAC riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria – sono assenti, così come quelli relativi agli impianti elettrici per l’illuminazione); •Difficoltà di stima del risparmio energetico (il costo-beneficio delle misure di efficienza energetica dipende dal loro potenziale nel ridurre il consumo di energia . Controllo costi Weatherization e miglioramento dell’efficienza energetica 1 2 3 i 4 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 1: Principi base e panoramica sul mercato Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali UD2 UD3 I benefici: L’investimento per ristrutturazioni in ottica di efficientamento I benefici finanziari di edifici energergetico è caratterizzato da sostenibili, sono ricollegabili al costi iniziali elevati e incertezza rispetto ai benefici attesi. minor consumo di energia, ai sistemi di smaltimento dei rifiuti, Altri elementi di incertezza sono ricollegabili all’aumento di valore alla riduzione dei costi idrici, degli edifici, alla continua ambientali, di emissioni, di fluttuazione dei costi dell’energia, intervento e manutenzione, ai risparmi su costi di esercizio e nonchè al risparmio per benefici manutenzione. su produttività e salute. Tecnologie moderne “la conservazione storica che tende a produrre significativi effetti benefici per l'economia, è tuttavia quasi impossibile misurarne gli effetti diretti e indiretti”. Randall Mason Gli interventi di isolamento delle pareti portano in generale benefici positivi, in tutti gli svariati contesti climatici. Il beneficio può tuttavia risultare insufficiente rispetto al costo dell’intervento a causa di difficoltà tecniche e impatto visivo inaccettabile. Questo succede spesso quando si trattano edifici storici Energia rinnovabile Controllo costi UD1 Fonte: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Vantaggi della ristrutturazione di edifici esistenti 1 2 3 4 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 2: Standard per edifici passivi: una panoramica UD1 UD2 UD3 BREEAM (Building Research Establishment‘s Environmental Assessment Method) è il più iomportante e diffuso metodo a livello mondiale, utilizzato per la valutazione ambientale degli edifiici, con oltre 115,000 edifici certificati e quasi 700,000 registrati. Si tratta di un sistema di valutazione integrato per il settore delle costruzioni e immobiliare. BREEAM, il metodo di valutazione ambientale del Building Resarch Estabilishment, è stato creato nel 1990 nel Regno Unito. BREEAM International, è il metodo adattato alle legislazioni di diversi paesi, da utilizzare per la certificazione di edifici al di fuori del Regno Unito. Introduzione Ristrutturazione edilizia Grandi progetti di ristrutturazione e restauro Analisi e valutazione Progetti di creazione, estensione o modifica di elementi termici, e accessori. Dove per: - Elementi termici si intendono mura, tetto e pavimento; -Accessori si intendono finestre (inclusi lucernari) e porte; -Servizi si intende illuminazione, riscaldamento, sistema di ventilazione/raffreddamento e di gestione. Scienza dei materiali Tecnologie moderne Fonte : Hardy R, Tiltnes S. Technical Manual BREEAM NOR. Norwegian Green Building Council; 2012 Energia rinnovabile Ristrutturazionio Minori Il metodo BREEAM non è stato pensato per valutare piccole ristrutturazioni di edifici esistenti, cioè lavori che non consistono nella creazione, estensione o modifica di elementi termici, servizi e accessori, o cambiamento di destinazione. Come per il LEED, BREEAM Offices 2008 identifica categorie di credits, relativi all’impatto dell’edificio sull’ambiente in termini di: gestione, salute e benessere, energia, trasporti, acqua, materiali, rifiuti, utilizzo del suolo, ecologia e inquinamento. Ci sono fino a 102 crediti disponibili. Il punteggio percentuale totale di un edificio stimato viene calcolato in base al rapporto ponderato tra crediti disponibili, crediti conseguiti per ogni categoria. Controllo costi Standard prescelto - BREEAM standard 1 2 3 4 5 6 Indietro Avanti i Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 2: Standard per edifici passivi: una panoramica Introduzione UD2 UD3 Classificazione della performance complessiva di un edificio: Ristrutturazione edilizia Categoria % Analisi e valutazione Insufficiente < 30% Sufficiente ≥ 30% Scienza dei materiali Buona ≥ 45% Molto Buona ≥ 55% Tecnologie moderne Ottima ≥ 70% Eccellente ≥ 85% Energia rinnovabile Per ciascuna categoria c’è un numero minimo di crediti da raggiungere Controllo costi Standard prescelto - BREEAM standard 1 2 3 4 5 6 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 2: Standard per edifici passivi: una panoramica LU1 LU2 LU3 Il Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) Green Building Rating System è stato sviluppato dal Green Building Council degli Stati Uniti (USGBC) allo scopo di valutare edifici residenziali nuoviv ed esistenti, commerciali ed istituzionali, grandi edifici residenziali in base a parametri di sostenibilità ambientale. Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione A differenza di BREEAM, LEED è un sistema a punti più che a percentuale. C‘è una base di 100 punti di base, più eventuali 6 per l’Innovazione nella progettazione e 4 per Priorità Regionali Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Sezioni che compongono LEED : 1. 2. 3. 4. 5. 6. Sostenibilità del sito; Gestione delle acque; Energia e Atmosfera; Materiali e Risorse; Qualità Ambientale Interna; Innovazione nella Progettazione. LEED consente ai gruppi di progettazione di valutare la strategia che ottimizza il rapporto fra edificio e l'ambiente circostante. I “punti” ottenuti determinano il livello di certificazione LEED . Fonte: Feilden BM. Conservation of historic buildings. Oxford UK: Architectural Press, Elsevier; 2003 Standard prescelto - LEED standard 1 2 3 4 5 6 Indietro Avanti i Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 2: Standard per edifici passivi: una panoramica UD2 UD3 Introduzione Ristrutturazione edilizia LEED rating Punti Analisi e valutazione Certificato 40 – 49 Argento 50 – 59 Scienza dei materiali Oro 60 – 79 Platino Tecnologie moderne ≥ 80 Energia rinnovabile Controllo costi Standard prescelto - LEED standard 1 2 3 4 5 6 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 2: Standard per edifici passivi: una panoramica Lo Standard Passive House è particolarmente efficace in caso di di restauri, per l’utilizzo di un modelli utili a valutare i pro ed i contro delle differenti strategie. Gli standards consentono un buon range di flessibilità. Introduzione Ristrutturazione edilizia Domanda di riscaldamento di uno spazio specifico Controllo costi i ≤ 15 kWh/m2a ≤ 10 W/m2 Apporto di calore di uno specifico spazio Scienza dei materiali Energia rinnovabile UD3 Criteri di certificazione per edifici non residenziali Analisi e valutazione Tecnologie moderne UD2 Domanda specifica di raffreddamento ≤ 15 kWh/m2a Domanda totale di energia primaria specifica ≤ 120 kWh/m2a Ermeticità: risultato del test di pressione, n50 ≤ 0,6 h-1 i Definizione comune di ‘passive house renovation’ è un miglioramento della domanda specifica di riscaldamento e raffreddamento ad un massimo di 30kWh/m 2, a poichè risulta proibitivo raggiungere 15kWh/m2 a. ,Il risparmio di energia varia dall’80 al 95% a seconda del tipo di edificio. La domanda specifica di riscaldamento si riduce normalmente tra I 150 ed i 280kWh/m2 a meno di 30kWh/m2 a. Ci sono molti edifici molto antichi, con grandi pareti piene, per i quali Passivhaus non è necessariamente il miglior approccio, o che non raggiungeranno mai qualcosa come l’80% di riduzione. Tratto da: Feist W. Certified passive house. Criteria for non-residential passive houe buildings. Darmstadt GE: Passive House Institute; 2013 Standard selezionato – Principi di PHC – Passive House Certificate 1 2 3 4 5 6 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 2: Standard per edifici passivi: una panoramica UD1 UD2 UD3 Altri standards Introduzione Ristrutturazione edilizia Ska Ska Rating è uno strumento di valutazione ambientale che analizza la sostenibilità delle dotazioni interne degli spazi ad uso ufficio. Lo schema è stato sviluppato dal Royal Institute of Chartered Surveyors (RICS) del Regno Unito ed è quindi fondamentale per certi tipi di progetti di ristrutturazione. A completamento della valutazione , può essere ottenuto Il Rating Bronzo, Argento, Oro. HQE HQE - High Environmental Quality - è stato sviluppato e viene principalmente usato in Francia DGNB DGNB del German Sustainable Building Council ha avuto origine in Germania, ed è molto usato in Est e Centro Europa. Valideo Valideo è un sistema di certificazione per l’edilizia sostenibile belga, usato anche in Lussemburgo. Minergie Minergie, il metodo Svizzero, si focalizza nel benessere degli occupanti e nel consumo di energia. Classificazione Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Altri standard 1 2 3 4 5 6 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici LU1 LU2 LU3 Introduzione Che cosa è un edificio storico Ristrutturazione edilizia …un edificio storico è quello che suscita un senso di stupore che ci spinge a voler conoscerne le origini storiche e culturali. Racchiude valori architettonici , estetici , storici , archeologici, economici e sociali, nonché politici, spirituali e simbolici; il primo impatto è comunque sempre emozionale, in quanto parte della nostra identità culturale,e del nostro patrimonio. Se sopravvissuto a 100 anni di inutilizzo, ha buone ragioni per essere considerato storico. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Il primo passo è quello di definire gli obiettivi del progetto di conservazione. Il successivo è quello di individuare I valori dell’oggetto, del monumento o del sito e di collocare questi valori in ordine di priorità, in modo da preservarne l’identità. I valori possono essere classificati come segue: valori “emozionali”, “culturali”, e legati al suo “utilizzo”. Fonte: Feilden BM. Conservation of historic buildings. Oxford UK: Architectural Press, Elsevier; 2003 Energia rinnovabile Controllo costi Introduzione alla conservazione architettonica 1 2 3 4 5 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD1 UD2 UD3 I valori degli edifici storici Introduzione Valori emozionali Ristrutturazione edilizia Stupore Identità Continuità Rispetto & culto Simbolico & spirituale Analisi e valutazione Scienza dei materiali L’edificio storico …un edificio storico è quello che suscita un senso di stupore che ci spinge a voler conoscere meglio le persone e la cultura che l'hanno realizzato e vissuto. Racchiude valori architettonici , estetici , storici , archeologici, economici e sociali, nonché politici e spirituali o simbolici; il primo impatto è comunque sempre emozionale, in quanto parte della nostra identità culturale e del nostro patrimonio Sir Bernard Feilden Valori culturali Documentali Storici Archeologici Estetici Architettonici Legati al paesaggio urbano Ecologici Tecnologici Scientifici Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Valori legati all’utilizzo Funzionale Economico Sociale Formativo Politico Introduzione to conservation allaarchitectural conservazione architettonica 1 2 3 4 5 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD1 UD2 UD3 Introduzione Conservazione diretta (Consolidamento) Ristrutturazione edilizia Il consolidamento consiste nell’applicazione di un materiale adesivo o di sostegno all’interno della struttura esistente, con l’obiettivo di garantirne la tenuta e l’integrità strutturale. Nel caso di beni culturali inamovibili, il consolidamento può comportare l’iniezione di materiale adesivo per fissare un affresco che tende a staccarsi dalla parete, o la stuccatura di una struttura. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Il processo di consolidamento deve essere effettuato prima di qualsiasi tipo di intervento di isolamento termico, e può essre sfruttato eper eliminare i ponti termici attraverso l’utilizzo di specifici materiali (isolanti) Energia rinnovabile Controllo costi Introduzione to conservation allaarchitectural conservazione architettonica 1 2 3 4 5 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Attività preparatorie Introduzione Sopralluogo iniziale Ristrutturazione edilizia Allo scopo di documentare in modo dettagliato lo stato dell’edificio prima dell’intervento, è necessario procedere ad una accurata analisi visiva. Documentazione Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile In qualsiasi tipo di intervento, è fondamentale documentare accuratamente il prima, durante e dopo. Per tutti gli interventi che riguardano restauro, ripristino, scavo di beni culturali, è essenziale predisporre una documentazione dettagliata , composta da report analitici e descrittivi illustrati con immagini fotografiche e disegni Livelli dell’intervento La scelta del livello minimo necessario di intervento e le tecniche utilizzate, avviene in relazione alle condizioni climatiche alle quali il bene culturale dovrebbe essere esposto. Il restaouro implica interventi di varia portata, livello e intensità che vengono identificati in base alle condizioni fisiche e alle potenziali cause di deterioramento. Ciascun caso deve essere analizzato nel suo insieme , e in ogni suo apsetto specifico, prendendo in considerazione tutti i fattori. Piano di intervento Il piano di intervento deve tenere in considerazione molti fattori, che vanno dall’inizio dell’intervento al suo completamento, ma anche oltre per quel che riguarda le fasi di fuzionamento e manutezione. Controllo costi Tratto da: Feilden BM. Conservation of historic buildings. Oxford UK: Architectural Press, Elsevier; 2003. Introduzione to conservation allaarchitectural conservazione architettonica 1 2 3 4 5 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Piano di intervento – Checklist Introduzione Descrizione n. Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 Analisi del sito — confini, aspetti legali, etc… 2 Documentazione del bene 3 Destinazione d’uso del bene oggetto dell’intervento 4 Ricognizione e copie dei regolamenti edilizi vigenti 5 Analisi e ricognizione di eventuali materiali/sostanze pericolose 6 Identificazione di servizi idrici, elettrici… a disposizione 7 Lista a e copia di eventuali limitazioni all’intervento 8 Lista e documentazione di standard di progettazione che si intende applicare, tipo LEED o BREEAM 9 Lista dei materiali isolanti ad alta prestazione prescelti 10 Lista di sistemi a energie rinnovabili 11 Caratteristiche del sistema HVAC (riscaldamento, ventilazione e condizionamento) 12 Budget previsionale Tratto da: Feilden BM. Conservation of historic buildings. Oxford UK: Architectural Press, Elsevier; 2003. preliminare 13 Programma Introduzione to conservation allaarchitectural conservazione architettonica 1 2 3 4 5 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: <conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Creare la squadra Introduzione Professionalità n. Ristrutturazione edilizia 1 Amministratore 2 Architetto 3 Costruttore o appaltatore 4 Sovrintendente 5 Ingegnere civile e strutturale 6 Ingegnere energetico 7 Esperto di energie rinnovabili 8 Ingegnere ambientale 9 Esperto di materiali 10 Capocantiere 11 Economista 12 Perito 13 Project manager Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi L’architetto Conservatore segue l’intero intervento di Conservazione. Deve avere una buona conoscenza di tutti i periodi architettonici, insieme ad una conoscenza approfondita delle più moderne pratiche edilizie; deve essere in grado di preservare il valore artistico e storico della struttura antica, pur rispettando gli schemi richiesti dai parametri moderni. Tratto da: Feilden BM. Conservation of historic buildings. Oxford UK: Architectural Press, Elsevier; 2003. Introduzione to alla conservazione architettonica Introduzione architectural conservation 1 2 3 4 5 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD1 UD2 UD3 Introduzione Ristrutturazione edilizia La Conservazione di edifici ha una valenza sociale, culturale ed economica: Analisi e valutazione - Sociale, poichè preserva l’identità delle persone e dei luoghi; - Culturale, poichè all’interno di essi si salvaguardano beni artistici, architettonici, archeologici, documentali per il loro valore intrinseco - Economica, per il valore economico ed il risparmio energetico Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Ripristino edifici storici 1 2 3 4 5 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici Introduzione UD1 UD2 UD3 Pianificazione flessibile Ristrutturazione edilizia Prima di iniziare un progetto di recupero è necessario avere prospetti e analisi approfondite dell’edificio. Analisi e valutazione Sarà inoltre necessaria l’analisi strutturale del carico di umidità delle pareti e dell’ umidità relativa. L’utilizzo di disegni in scala 1/50, sarà utile ad evidenziare eventuali particolarità e prevedere soluzioni alternative. Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Feilden BM. Conservation of historic buildings. Oxford UK: Architectural Press, Elsevier; 2003. Ripristino edifici storici 1 2 3 4 5 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3 Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Impianto di riscaldamento Introduzione Il miglioramento del sistema di riscaldamento è uno degli aspetti più critici in un intervento di recupero Ristrutturazione edilizia Elementi da considerare: Analisi e valutazione Fattori legati all’edificio 1. Esposizione, resistenza al vento; 2. Dispersione di calore – può un sistema di isolamento ridurla davvero? 3. Infiltrazioni e umidità, veri fattori di rischio per la struttura; 4. Massa termica, volumi interni, rapporto fienstra/parete; 5. Spazio disponibile per impianti e altro Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Fattori legati all’impianto di riscaldamento 1. Costi del combustibile; 2. Misura della caldaia, e aspettative di vita dell’impianto e del sistema di distribuzione; 3. Tipologia del combustibile e costi di stoccaggio; 4. Possibilità di utilizzo di energie rinnovabili; Tratto da: Feilden BM. Conservation of historic buildings. Oxford UK: Architectural Press, Elsevier; 2003. Ripristino edifici storici 1 2 3 4 5 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD1 UD2 UD3 Aria condizionata Introduzione Il problema di grandi condotti e locali termici remoti necessari per l’aria condizionata rappresentano una criticità in edifici storici esistenti Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Per evitare le spese per il passaggio di condotti lunghi, possono essere previste camere termiche locali e questo può risultare molto vantaggioso. Scienza dei materiali Ci sono molti metodi di controllare il caldo, spruzzando, raffreddando e facendo circolare l’aria in un sistema di aria condizionata. Questo significa che il progetto di aria condizionata deve essere flessibile, e necessita molta esperienza e una analisi accurata svolta attraverso la collaborazione tra l’ingegnere specializzato e l’architetto Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Feilden BM. Conservation of historic buildings. Oxford UK: Architectural Press, Elsevier; 2003. Ripristino edifici storici 1 2 3 4 5 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edici storici Introduzione UD2 UD3 La manutenzione della facciata offre i seguenti vantaggi: Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Gli edifici storici spesso effermano uno stile specifico Scienza dei materiali Tecnologie moderne Posto che gli obiettivi di un intervento di ripristino possono essere di vario genere, interventi di sostituzione di infissi o di isolamento, migliorano enormemente la performance energetica dell’edificio Energia rinnovabile Controllo costi La conservazione delle facciate spesso salvaguardia edifici di pregio di valenza pubblica e conserva artigianalità che non potrebbero essere altrimenti ricreate Ristrutturare una facciata storica, con attenzione agli aspetti legati al restauro contribuire positivamente allo sviluppo di un più ampio progetto di riqualificazione dell’edificio. Tratto da: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Riqualificazione degli elementi costruttivi – RETENTION FACADES 1 2 3 4 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD1 UD2 UD3 Introduzione Gli infissi e le cornici delle finestre caratterizzano fortemente la connotazione edificio Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Le finestre non dovrebbero essere modificate nelle loro proporzioni e dettagli. I telai incassati nel muro hanno un significato storico e conferiscono carattere all’edificio La sostituzione di vetri tradizionali in finestre a ghigliottina con doppi vetri in PVC, può danneggiare enormemente il carattere distintivo dell’edificio Dove possibile gli infissi dovrebbero essere riparati e non sostituiti Le infiltrazioni d’aria attraverso finestre antiche possono rappresentare un problema rilevante. L’eliminazione di spifferi e l’applicazione di guarnizioni possono risultare soluzioni efficienti per ridurre i costi di riscaldamento ma anche i rumori e la polvere. Tratto da: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Riqualificazione degli elementi costruttivi - FINESTRE 1 2 3 4 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici Introduzione UD1 UD2 UD3 Migliorare l’isolamento delle finestre e la performance termica pur mantenendo gli infissi esistenti: opzioni da prendere in considerazione: Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione L’applicazione di guarnizioni è uno Il doppio vetro migliora l’isolamento, il controllo degli spifferi e dei rumori. Se dei metodi economicamente più progettato con attenzione può risultare convenienti e meno intrusivi Scienza dei materiali assolutamente non intrusivo (i bordi dei vetri possono nascosti dietro le guide o le aste delle finestre). Tuttavia, non tutti gli infissi sono compatibili con doppi vetri, per dimensione dei davanzali interni e delle intercapedini, per architravi di forme strane o molto sporgenti, o per la presenza di scuri interni. Tecnologie moderne Gli scuri sono elementi importanti. Riparare ed utilizzare scuri interni o esterni minimizza la dispersione di calore durante la notte e riduce l’irraggiamento solare indesiderato. Scuri interni possono inoltre essere a prova di spiffero e migliorare la performance termica. Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Riqualificazione degli elementi costruttivi - FINESTRE 1 2 3 4 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD1 UD2 UD3 Introduzione Le porte originali di particolare interesse storico, laddove possibile, dovrebbero essere recuperate Ristrutturazione edilizia La maggior parte di porte esterne in edifici storici hanno telai in legno massello formati da travi. In relazione al periodo storico e alla forma, spesso venivano tenuti insieme a tenone e mortasa, o in una superficie piana , o con pannelli montati tra scalette, listelli e rotaie Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Le porte a vetro dovrebbero essere mantenute, conservando tutti i vetri originali e storicamente importanti. Spesso la soluzione più semplice è quella di migliorare la performance termica attraverso l’utilizzo di guarnizioni anti spiffero, tende isolanti o controporte Energia rinnovabile Controllo costi Proprietà termiche: Le porte di una certa consistenza in genere hanno buone proprietà isolanti. La maggior parte della dispersione di calore normalmente avviene per infiltrazione intorno al perimetro della porta o dove si sono formati dei fori nei pannelli, nelle congiunzioni tra le ante e attraverso le serrature. In questi casi può essere sufficiente ripararle o aggiungere guarnizioni. AppTratto da: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PORTE 1 2 3 4 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione PARETI Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Riqualificazione degli elementi costruttivi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Introduzione Ristrutturazione edilizia Gli edifici storici presentano una vasta gamma di materiali e tecniche costruttive, che vanno da grandi muri a pietra a pareti in terra, a edifici con strutture in legno e pannelli di tamponamento sottili e leggeri fatti di paglia e fango. L’aspetto delle pareti esterni è di solito uno degli elementi più importanti degli edifici storici, i materiali utilizzati ne determinano unicità e legame con il territorio. A meno di riparazione e consolidamento, interventi di cambiamento importanti generalmente aggravano problemi di degrado, con effetti dannosi sull’aspetto esteriore o sul particolare interesse storico. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Considerazioni importanti sugli edifici storici Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne La struttura di molti edifici storici non favorisce il mantenimento di colore all’interno degli spazi interni. In edifici con pareti esterne sottili in muratura, il calore viene rapidamente assorbito dalle pareti. Nel caso di edifici in pietra o mattoni grandi, può essere difficile raggiungere un Gli edifici in pietra o a mattoni, richiedano più riscaldamento soddisfacente. energia per riscaldare l’ambiente interno, a Grandi pareti interne possono rappresentare causa della struttura esterna che assorbe un vantaggio come deposito di calore: calore accumulandolo durante le giornate calde e rilasciandolo durante le notti più fredde. In edifici caratterizzati da muri più sottili E’ importante prestare molta attenzione al in muratura o mattoni, la dispersione di rivestimento esterno di strutture in muratura calore può essere considerevole. Nel pesante, per evitare che il calore si disperda caso in cui i costi di riscaldamento direttamente attraversando l’edificio. debbano essere tenuti sotto controllo, può essere necessario prevedere interventi di riqualificazione termica. Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Gorse Ch, Highfield D. Refurbishment and upgrading of buildings. New York NY: Spon Press; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Introduzione Nel caso in cui le pareti devono traspirare efficacemente umidità e vapore, l’applicazione di alcuni nuovi materiali isolanti, rischiano di ostacolare quei processi che aiutano una parete a sopravvivere in buone condizioni Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Molti prodotti isolanti, se bagnati perdono il loro potere coibentante, l’umidità delle pareti e della condensa interstiziale, può renderli quindi pressochè inefficaci. Altri prodotti, tipo quelli naturali, sono più resistenti. E’ tuttavia importante prestare molta attenzione nella scelta di materiali adeguati per evitare l’insorgenza di altri problemi, tipo l’infestazione di insetti. Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Molti edifici storici hanno muri pieni costruiti con materiali porosi con finiture interne come intonaco di calce. Questa porosità ha contribuito a mantenere molti edifici in buone condizioni. Materiali porosi nelle pareti Importanza della permeabilità Controllo costi Tratto da: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Introduzione L’isolamento delle pareti è importante per: Ristrutturazione edilizia Il mantenimento di calore in condizioni di freddo Analisi e valutazione Il rilascio di calore in condizioni di caldo Scienza dei materiali Impedire l’ingresso di irraggiamento solare attraverso l’assorbimento delle radiazioni all’esterno con elementi opachi. Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici Introduzione Isolamento interno Aspetti tecnici da considerare Aspetti tecnici insulation da considerare External isolanti necessitano di un’efficace protezione dalla pioggia Formazione di vapore: Nel caso in cui l’isolamento Analisi e valutazione esterno, formi una barriera per il vapore, ci potrebbe essere il rischio di condensa dal vapore umido interno nel retro del muro permeabile. Scienza dei materiali Accorgimenti: l’isolamento esterno aumenterà lo spessore della parete. Ciò richiederà la progettazione di accorgimenti tecnici intorno a finestre e porte nelle sporgenze del tetto, alla base del muro e nei punti di congiunzione con annessi esterni Tecnologie moderne Riscaldamento della struttura originaria: L’isolamento esterno ha il vantaggio di riscaldare l’intelaiatura interna. Questo in generale migliora notevolmente la sua durata e l’ambiente interno dell’edificio Energia rinnovabile Controllo costi UD3 Isolamento esterno Protezione dalla pioggia: La gran parte dei materiali Ristrutturazione edilizia UD2 L’isolamento dovrà essere accuratamente preciso intorno ai bordi delle aperture di porte e finestre Accorgimenti: Ponti termici: eventuali interruzioni negli strati isolanti, sono potenziali ponti termici che possono causare condensa e muffa Perdita di massa termica: Se una parete piena è ben isolata internamente la sua massa termica non sarà più disponibile per moderare la temperatura dello spazio interno Resistenza alla condensazione: Se l‘isolamento è posto all’interno, si avrà una riduzione di temperatura verso l’esterno fino al raggiungimento del punto di condensazione nel quale il vapore dell’umidità interna condensa Tratto da: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Isolamento interno ed esterno: vantaggi e svantaggi a confronto Introduzione Isolamento esterno Ristrutturazione edilizia Isolamento interno L’edificio può essere quasi totalmente isolato, lil rischio di ponti termici è significativamente ridotto Si elimina il rischio di ponti termici in caso di pareti e pavimenti interni che sporgono dalla facciata, riducendo notevolmente dispersione di calore e condensazione superficiale. Le pareti si mantengono calde e secche, aumentando l’azione isolante e la capacità di immagazzinaggio E’ più economico dell‘isolamento esterno Richeide un sistema di impalcatura esterna Non elimina i ponti termici strutturali In certi casi può essere funzionale all’abbellimento dell’edificio Elimina la condensazione superficiale Riduce il rischio di condensa interstiziale nello spessore delle pareti Può essere applicata in modo selettivo a varie parti dell’edificio Le pareti sono protette dall’ambiente esterno Può portare al rischio di condensa interstiziale Tecnologie moderne Può correggere criticità legae al punto di condensazione Riduce la protezione dal caldo delle pareti esterne Evita la distruzione o la copertura di finiture delle pareti interne esistenti, che devono poter essere salvaguardate Espone al rischio di condensazione interstiziale Energia rinnovabile Non causa perdita di superficie calpestatile Alcuni isolanti sono a rischio incendio E’ più dispendiosa dell’isolamento interno Limitazioni pratiche nello spessore Produce un risparmio simile all’isolamento interno in termine di dispersione di calore e consumo energetico (fino al 50%) Produce un risparmio simile all’isolamento esterno in termine di dispersione di calore e consumo energetico (fino al 50%) Analisi e valutazione Scienza dei materiali Controllo costi Tratto da: Gorse Ch, Highfield D. Refurbishment and upgrading of buildings. New York NY: Spon Press; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile UD3 Pareti piene Introduzione Ristrutturazione edilizia UD2 Le pareti piene sono costruite in mattoni, pietre, blocchi di cemento o Non tratteremo le molte soluzioni in calcestruzzo gettato in opera. specifiche correlate a ciascun Negli edifici storici sono inoltre aspetto tecnico strutturale. presenti altri materiali quali terra Il Valore U di una parete non isolata pressata (granturco o argilla), ovviamente dipende dal materiale struutre in legno con riempimento di e dallo spessore della struttura. In fango, argilla, materiali compositi del generale i valori vanno da 1.0 a 3.0, suolo. Questo tipo di strutture sono non lontani dai valori correnti per le complesse da recuperare per gravi nuove costruzioni problemi legati all’umidità, decadenza, decomposizione… Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pareti piene– isolamento esterno Introduzione Opzione 1 Materiali isolanti rigidi ancorati alla parete con rinzaffo ESTERNO Ristrutturazione edilizia INTERNO Conseguenze dell’isolamento esterno Parete piena Analisi e valutazione Pannello isolante rigido Scienza dei materiali rinzaffo Tecnologie moderne Energia rinnovabile La scelta del tipo di isolamento esterno non influisce sulla risposta termica dell’interno. La massa termica rimane all’interno dove avvengono gli accumuli di energia (solare attraverso le finestre o attraverso elettrodomestici e abitanti dell’edificio) tassello di ancoraggio ESTERNO Controllo costi INTERNO 1 Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Pareti piene– Isolamento esterno Introduzione Opzione 2 Telai fissati alla parete a creare vuoti per materiale isolante non strutturale, con supporto di rinzaffo ESTERNO Ristrutturazione edilizia INTERNO Conseguenze dell’isolamento esterno Parete piena Analisi e valutazione L’isolamento esterno protegge la struttura dall’irraggiamento solare sulla superficie esterna dell’edificio. Questo è un fattore molto importante in termini di risparmio sull’utilizzo di aria condizionata. Inoltre, l’isolamento esterno può contribuire all’impermeabilizzazione di pareti danneggiate. rete metallica Scienza dei materiali rinzaffo Pannello isolante semi rigido o imbottitura Tecnologie moderne telaio Energia rinnovabile ESTERNO Controllo costi INTERNO 2 Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Pareti piene – isolamento esterno Introduzione Opzione 3 Come opzione 2, ma con applicazione di rivestimento rigido (es. pannelli di legno o metallici ESTERNO Ristrutturazione edilizia INTERNO Conseguenze dell’isolamento esterno Pareti piene Analisi e valutazione Scienza dei materiali Nella maggior parte dei casi, l’isolamento esterno elimina i ponti termici e (a differenza dell’isolamento interno) non ne crea di nuovi. Membrana traspirante isolante Tecnologie moderne Unica eccezione in presenza di balconi o aggetti. telaio Energia rinnovabile ESTERNO INTERNO Controllo costi 3 Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Pareti piene – isolamento esterno Introduzione Opzione 4 Pannelli tecnici compositi di rivestimento per isolamento e protezione dalle intemperie INTERNO ESTERNO Ristrutturazione edilizia Conseguenze dell’isolamento esterno Tasselli di ancoraggio Analisi e valutazione La difficoltà può essere quella di trovare ancoraggi molto forti e sottili. I vantaggi inoltre, non sono solo strettamente termici: l’isolamento interno consente di svolgere l’intervento senza alcun disturbo all’interno. Parete piena Scienza dei materiali Pannello tecnico dotato di isolamento Tecnologie moderne intelaiatura strutturale Energia rinnovabile ESTERNO Controllo costi INTERNO 4 Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Pareti piene – isolamento esterno Introduzione i Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Il rivestimento esterno può causare un maggior impatto visivo. Per alcuni edifici storici questo è assolutamente improponibile. Nel caso di edifici siano già finiti a rinzaffo, la scelta delle opzioni 1 o 2 non varia molto l’apparenza dell’edificio. E’ tuttavia tecnicamente complesso intervenire con isolamento esterno in edifici con facciate articolate e con molte aperture per finestre… Nei casi in cui invece è possibile e consigliato intervenire sull’aspetto esterno, la scelta tra opzioni 3 e 4 porta benefici sia estetici che termici. Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Pareti piena – Isolamento interno Introduzione Opzione 1 Isolante rigido ancorato alla parete ESTERNO Ristrutturazione edilizia INTERNO rigid closed cell insulation Le opzioni costruttive dell’isolamento interno seguono principi simili all’isolamento esterno Analisi e valutazione Scienza dei materiali ancoraggio speciale o adesivo Tecnologie moderne Energia rinnovabile ESTERNO Controllo costi Isolanti rigidi fissati alla parete con applicazione di rinzaffo o cartongesso. E’ anche disponibile cartongesso con isolamento integrato INTERNO 1 Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Pareti piena – isolamento interno Introduzione Opzione 2 Telaio fissato alla parete ESTERNO Ristrutturazione edilizia INTERNO telaio Analisi e valutazione isolante barriera al vapore Scienza dei materiali cartongesso o altri pannelli di rivestimento Tecnologie moderne Telaio ancorato alla parete a creare spazi per isolamento non strutturale, cartongesso o altri pannelli di rivestimento Energia rinnovabile ESTERNO Controllo costi INTERNO 2 Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pareti pieni - isolamento interno Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Condensazione interstiziale L’isolamento applicato internamente può creare condensazione interstiziale – ovvero, una condensazione che avviene all’interno della struttura con effetti molto dannosi come corrosione e decompposizione. In molti casi può ridurre l’efficacia dell’isolamento. Scienza dei materiali La causa della condensazione interstiziale è la diffusione del vapore acqueo attraverso la struttura in una zona in cui la temperatura è al di sotto del punto di condensazione dell’aria. La soluzione è evitare che il vapore si diffonda attraverso il materiale applicando una barriera di freno vapore sulla parte calda dell’isolamento. Nella pratica è difficile assicurare che il freno vapore non venga perforato o sigillato, come per esempio in caso di rivestimenti di porte o di differenze di pressione. Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pareti piene - Ponti termici Introduzione Ristrutturazione edilizia I ponti termici si creano nel punto in cui le pareti divisorie interne ed i pavimenti incontrano la parete esterna. ESTERNO La soluzione è applicare l’isolamento dietro distanza dal muro esterno o dal pavimento. INTERNO INTERNO Analisi e valutazione perdita di calore attraverso un vuoto nell’isolamento bassa temperatura superficiale Scienza dei materiali tramezzo o pavimento Tecnologie moderne Energia rinnovabile balcone a sbalzo Controllo costi risolto con l’isolamento Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Pareti con intercapedine - Struttura Introduzione Tipica struttura di pareti con intercapedine ESTERNO INTERNO Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione intercapedine in muratura Scienza dei materiali ESTERNO INTERNO Tecnologie moderne ESEMPIO Una parete solida di 225mm ha un valore U di 2.3W/m2°K, una parete con intercapedine con due lastre di 112mm ha un valore U di 1.7W/m2°K. Questo è ancora almeno cinque volte più alto dei valori tipici di una nuova costruzione. Energia rinnovabile rivestimento esterno in calcestruzzo Controllo costi Le pareti costruite dal 1950 in poi di solito avevano un’intercapedine. Nelle pareti in muratura a doppia lastra (mattoni, calcestruzzo, pietre, etc..) lo scopo principale dell’ intercapedine era quello di impedire la trasmissione dell’umidità dalla lastra esterna a quella interna. L’intercapedine inoltre aumentava la resistenza termica rispetto alla stessa quantità di materiale solido, ma non in maniera sufficiente a soddisfare gli standard moderni. Pareti composite possono avere intercapedini intrinseche nella loro costruzione. Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pareti con intercapedine - Struttura Introduzione TIPICA STRUTTURA DI PARETI CON INTERCAPEDINE ESTERNO INTERNO Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione rivestimento interno di calcestruzzo Scienza dei materiali ESTERNO INTERNO Tecnologie moderne Energia rinnovabile Si discute se, in presenza di un’intercapedine nella parete dell’edificio, questa debba essere riempita oppure se debba essere applicato un isolamento esterno o interno. La parete esterna può avere crepe o piccoli fori in particolare là dove sono state fissate delle estensioni all’edificio originale. Bisogna ispezionare e riparare i giunti di malta e riempire eventuali buchi. telaio Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elemtni costruttivi - PARETI 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pareti con intercapedine - Opzioni di isolamento Introduzione Il valore di isolamento dell’intercapedine dipende dalla ventilazione e dal movimento dell’aria. Ristrutturazione edilizia Minore è la ventilazione, maggiore è il valore di isolamento, come pure la temperatura nell’intercapedine. Analisi e valutazione Il valore di isolamento è limitato dal trasferimento per convezione e radiazione del calore da una lastra all’altra. Scienza dei materiali Ridurre il trasferimento radiativo attraverso superfici a bassa emissione. 1 Tecnologie moderne Due soluzioni per migliorare il valore di isolamento Energia rinnovabile Ridurre o eliminare il trasferimento convettivo riempiendo l’intercapedine con materiale isolante. 2 Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pareti con intercapedine - Opzioni di isolamento / Considerazioni pratiche Introduzione Pareti in muratura Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile In caso di pareti in muratura doppie, di solito non è consigliabile rimuovere una lastra per posizionare un isolamento rigido nell’intercapedine. In questo caso l’intercapedine può essere considerata solo come uno spazio per inserire il materiale isolante da iniettare o soffiare nell’intercapedine attraverso piccole aperture. Si possono usare materiali come lana di roccia, fibra di vetro e cordoni di polistirene espanso, fibra di cellulosa riciclata e vermiculite Controllo costi L’iniezione di pareti con materiali sfusi è una pratica meno comune. La ristrutturazione di questo tipo di parete può comportare lo smontaggio della lastra interna o di quella esterna. A condizione che l’intercapedine sia abbastanza grande, questo darà l’opportunità di fissare l’isolamento semi rigido, sempre mantenendo un’intercapedine. Pareti composite e a carico leggero Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pareti - Lastra esterna o interna Introduzione Durante la ristrutturazione di edifici antichi o storici può esserci la necessità di costruire una lastra interna, sulle fondamenta, in modo da fornire un supporto strutturale ai piani superiori o alle pareti esterne esistenti. Se è prevista un’intercapedine, allora è consigliabile isolare la lastra. E’ tuttavia possibile che i sistemi di ancoraggio della nuova lastra alla parete esistente possano rendere l’intercapedine troppo stretta per ottenere un isolamento significativo. In questi casi dovranno essere adottate le altre opzioni per l’isolamento di pareti piene. Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PARETI 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia LUD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici LUD2 LUD3 Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione PAVIMENTI Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Riqualificazione degli elementi costruttivi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Pavimenti e edifici storici Introduzione L’aspetto di un pavimento può essere un elemento altamente distintivo di un edificio storico. Generalmente i pavimenti non dovrebbero essere alzati. Nel caso in cui dovessere essere rialzati o sostituiti si potrebbe agire per il miglioramento dell’isolamento. Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Pavimenti solidi, come quelli in pietra, mattoni, calcestruzzo, gesso o calce, possono essere isolati solo dopo essere stati scavati. Generalmente questo dovrebbe essere evitato, a meno che non sia l’unico modo per riparare danni gravi. Di solito vengono incorporate membrane impermeabili, che spesso possono causare problemi portando l’umidità sulle pareti e sulle colonne. Energia rinnovabile Controllo costi Riqualificazione degli elementi costruttivi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pavimenti e edifici storici Introduzione Le assi del pavimento possono essere alzate per consentire l’applicazione dell’isolante con \relativa facilità. Si deve prestare attenzione se: Ristrutturazione edilizia 1 Analisi e valutazione 2 Le assi del pavimento hanno una Le assi sono antiche, di legno funzione strutturale, come negli massiccio (solito quercia o olmo) e edifici del XVIII secolo che un loro sollevamento crollavano se venivano rimosse danneggerebbele assi stesse o i tutte le assi del pavimento di un travetti. piano. Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Gorse Ch, Highfield D. Refurbishment and upgrading of buildings. New York NY: Spon Press; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Piani terra pieni Introduzione La gran parte dei piani terra pieni presi in esame per una ristrutturazione non verranno isolati. Ristrutturazione edilizia Vi è una certa incertezza circa il valore effettivo dell’isolamento di piani terra non isolati. Dipende molto dalle proprietà del sottosuolo. La letteratura fornisce valori che vanno da 0.3 per grandi edifici a 1.0 per piccoli edifici a piani bassi. La relazione con la dimensione è dovuta alla natura tridimensionale del flusso termico. Il risultato è che i grandi edifici possono già avere valori U del pavimento relativamente bassi, e i costi-benefici dell’isolamento del pavimento possono essere più scarsi rispetto ad altre parti dell’involucro. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PAVIMENTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pavimenti pieni al piano terra - Opzioni di isolamento Introduzione Opzione 0 Struttura pavimento originario Ristrutturazione edilizia massetto Analisi e valutazione L’isolamento del pavimento riduce le perdite di calore durante la stagione fredda e può inoltre aumentare il comfort riducendo la stratificazione della temperatura dove l’aria fredda si accumula vicino al livello del pavimento. L’impatto dell’isolamento del pavimento sulla perdita di calore può essere minore di quanto ci si aspetti, a causa del valore U effettivo relativamente basso del pavimento non isolato distante dal perimetro. Scienza dei materiali Tecnologie moderne lastra di calcestruzzo Energia rinnovabile solaio 0 Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi - PAVIMENTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pavimenti pieni al piano terra - Opzioni di isolamento Introduzione Opzione 1 Ristrutturazione edilizia Isolamento portante sopra lastra di calcestruzzo Isolamento portante sopra una lastra di calcestruzzo con sopra un massetto rinforzato. Questo fornisce massa termica isolata, che offre alcune delle funzioni benefiche dell’accumulo termico associato alla costruzione edile pesante. Gli effetti benefici della massa termica si ottengono se come rivestimento del pavimento vengono usati materiali conduttivi densi (es. piastrelle in ceramica). Per un massetto spesso fino a 75mm, questo tipo di accumulo termico sarebbe significativo solo per cicli di 24 ore, a causa del suo isolamento dalla lastra in calcestruzzo più spessa. massetto rinforzato (50-75 mm) isolamento rigido (50-100mm) Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile lastra di calcestruzzo solaio 1 Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione di elementi costruttivi - PAVIMENTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pavimenti pieni al piano terra - Opzioni di isolamento Introduzione Opzione 2 Ristrutturazione edilizia Isolamento portante sopra lastra di calcestruzzo sormontato da pavimento in legno leggero pavimento in legno o rivestimenti in legno isolamento rigido (50-100mm) Analisi e valutazione Isolamento portante sopra lastra di calcestruzzo con sopra pavimento in legno leggero. Questo si comporta come una costruzione leggera in quanto la massa è isolata dall’isolamento. Il rivestimento del pavimento avrà poco effetto sulla risposta termica. Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile lastra di calcestruzzo solaio 2 Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PAVIMENTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pavimenti pieni a piano terra - Opzioni di isolamento Introduzione Opzione 3 Ristrutturazione edilizia Pavimento sopraelevato con isolamento rigido o non rigido pavimento rialzato Pavimento sopraelevato con isolamento rigido o non rigido (trapunta) sul pavimento originale. I pavimenti sopraelevati vengono usati quando è necessario l’accesso al cablaggio e ai servizi di comunicazione lungo tutto il pavimento. Possono essere anche funzionali per creare una cavità nel pavimento per sistemi di ventilazione naturale. Imbottitura isolante Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile lastra di calcestruzzo solaio 3 Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PAVIMENTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pavimenti pieni a piano terra - Opzioni di isolamento Introduzione Opzione 4 Lastra di calcestruzzo sostituita, con isolamento rigido sottostante Ristrutturazione edilizia lastra di calcestruzzo sostituita isolamento termico Lastra di calcestruzzo sostituita, con isolamento rigido sottostante. Opzione applicabile solo in caso di grandi interventi di ristrutturazione o per nuove parti di un edificio. Offre sia un alto livello di iosolamento isolamento che di massa termica. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile materiale di riempimento solaio 4 Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PAVIMENTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pavimenti pieni a piano terra – riscaldamento o raffreddamento a pavimento Introduzione I tubi di riscaldamento (o raffreddamento) a pavimento possono essere incorporati nelle opzioni 1, 2 e 4. In opzione 1 la massa termica del massetto sarà un emettitore a lento rilascio. Questo può rapprentare un problema in termini di controllo là dove ci si aspetta cambiamenti rapidi nei carichi e nei guadagni di calore. Opzione 4 avrà una risposta molto lenta (giorni piuttosto che ore), e dovrebbe dare problemi di controllo in edifici quasi completamente occupati in maniera permanente, con profili di guadagno molto costanti. Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Per l’opzione 2, i tubi di riscaldamento sono posizionati appena sotto il pavimento in legno sulla superficie dell’isolamento rigido. Questo si tradurrà in un emettitore di risposta rapida a vasta superficie che, con gli adeguati controlli, può essere molto efficiente. Il riscaldamento a pavimento con l’opzione 3 potrebbe essere ottenuta con un’alimentazione ad aria calda. Il riscaldamento a pavimento non dovrebbe mai essere installato senza un isolamento dal terreno. Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PAVIMENTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pavimenti sopraelevati a piano terra Introduzione Ristrutturazione edilizia Il valore di isolamento del pavimento sopraelevato non isolato dipende dal grado di ventilazione della cavità sotto il pavimento. Per i tradizionali pavimenti in legno, questa è spesso abbastanza alta e produce un valore U molto più alto di un pavimento pieno – generalmente intorno a 1.5. Riducendo la ventilazione il valore U si ridurrebbe, ma porterebbe molta umidità con conseguente putrefazione del legno. Anche nel caso di pavimenti non in legno la cavità è normalmente ventilata, per evitare condensazione. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi edilizi - PAVIMENTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pavimenti sopraelevati a piano terra – opzioni di isolamento Introduzione Opzione 1 Ristrutturazione edilizia Isolamento posto sul lato inferiore del pavimento calcestruzzo prefabbricato o travetti di acciaio opzione di isolamento 1, 2, o 3 di piani terra pieni Analisi e valutazione getto di pulizia Se l’accesso al passo lo permette, può essere possibile applicare l’isolamento sul lato inferiore del pavimento, oppure posarlo sul terreno o sul massetto. Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile trapunta isolante calcestruzzo o blocchi di ceramica Controllo costi terreno o massetto 1 Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PAVIMENTI 12 13 14 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 Pavimenti sopraelevati a piano terra – opzioni di isolamento Introduzione Opzione 2 Rimuovere ponte e applicare isolamento rigido o semirigido opzione di isolamento 2 di piani terra solidi Ristrutturazione edilizia travetti in legno Analisi e valutazione ponte di legno o di prodotti derivati dal legno Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Rimuovere il ponte e applicare isolamento rigido o semirigido tra i travetti. Il ponte termico è tollerabile a causa della resistenza termica relativamente alta del legno. Comportamento termico a basso carico. isolamento solaio Controllo costi solaio o massetto 2 Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PAVIMENTI 12 13 14 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD1 UD2 UD3 Spazi tra le assi del pavimento Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Gli spifferi tra gli spazi delle assi del pavimento in teoria possono essere arginati dal punto in cui l’aria I pannelli a grande superficie con angoli ad incastro entra prima nell’edificio. Questo risulta spesso difficile specialmente negli edifici vecchi o in quelli fissati sul pavimento possono ridurre le perdite d’aria, ma prima di posarli bisogna tappare tutte le aperture con intercapedini. I pavimenti a travetti e blocchi nel pavimento. Se un intercapedine è piena e il possono essere pieni di crepe, soprattutto se il problema persiste, è consigliabile alzare le assi del massetto è scarso. pavimento, isolare tra i travetti e posare uno strato permeabile ermetico sopra ai travetti prima di riposare i pannelli, facendo attenzione a non forare la membrana, ad eccezione dei punti dove si trovano le MATERIALI: viti. cartapesta o segatura mescolate con colorante che si abbini bene al colore dei pannelli, e PVA o resina; strati sottili di sughero da un pannello di sughero; stoppa – canapa sciolta o fibra di juta ottenuti da vecchie funi dipanate; pannelli in rotoli solitamente di plastica Controllo costi Tratto da: Thorpe D. Sustainable home ristrutturazione. London UK: Earthscan; 2010 Riqualificazione degli elementi costruttivi - PAVIMENTI 12 13 14 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione TETTI Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Riqualificazione degli elementi costruttivi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici UD2 UD3 L’isolamento dei tetti è importante per due principali motivi : Introduzione Ristrutturazion e edilizia Un tetto isolato male può essere causa di grandi perdite di calore dovute alla sua esposizione al vento, l’alto trasferimento per convettività da una superficie calda verso l’alto, alte perdite di radiazioni durante la notte Analisi e valutazione Scienza dei materiali La superficie dei tetti riceve la più alta insolazione durante il periodo estivo – l’irraggiamento solare condotto attraverso il tetto può essere una delle maggiori cause di surriscaldamento e quindi costituire un alto costo per la climatizzazione con aria condizionata Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi - TETTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Tipologie di tetto e modalità di isolamento Introduzione Tetti con spazi sottotetto accessibili (doppio spiovente, mono spiovente o piano) A Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Soffitta Tecnologie moderne Spiovente tradizionale Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi - TETTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Tipologie di tetto e modalità di isolamento Introduzione Tetto con vuoti B Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Vuoto Ponte di legno Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Applied from: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi - TETTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Tipologie di tetto e modalità di isolamento Introduzione Tetti massicci C Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Tetti massicci Scienza dei materiali Tecnologie moderne Lastra a cialda Energia rinnovabile Controllo costi Applied from: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi- TETTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Isolamento di tetti con spazi in soffitta Introduzione Ristrutturazion e edilizia L'accesso alla superficie superiore del soffitto permette l'inserimento di materiale isolante non rigido. Normalmente non ci sono limiti di spazio, grandi spessori di isolamento possono essere introdotti in modo da raggiungere elevati standard di isolamento a basso costo Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Migrazione di vapore attraverso il soffitto; l’isolamento richiede la ventilazione dello spazio sotto il tetto Controllo costi Dobbiamo far attenzione a garantire che il materiale isolante non ostruisca la portata d'aria nei cornicioni, in particolare quando non ci sono altre aperture per la ventilazione Applied from: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi- TETTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia LU1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici LU2 LU3 Isolamento di tetti con vuoti Introduzione La conensa crea deteriormaenti Ristrutturazion e edilizia Zona di condensazione Ponte di legno Analisi e valutazione L’accesso alla superficie superiore del soffitto permette la posatura di materiale isolante non rigido. Normalmente non ci sono limiti di spazio, grandi spessori di isolamento possono essere introdotti in modo da raggiungere elevati standard di isolamento a basso costo Scienza dei materiali Dobbiamo far attenzione a garantire che il materiale isolante non ostruisca La portata d'aria nei cornicioni, in particolare quando non ci sono altre aperture per la ventilazione Tecnologie moderne Temperatura Energia rinnovabile Punto di condensazion e Profili di condensazione in superfici di soffitto isolate senza bariere al vapore e ventilazione del tetto. Controllo costi Applied from: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi- TETTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Isolamento di tetti con vuoti Introduzione Ventilatore Ristrutturazion e edilizia Riempigmento di un tetto con isolamento particolare (fibre minerali, perle di polistirene ) mediante iniezione attraverso piccole aperture; in questo casosarebbe impossibile introdurre una barrierea al vapore interna tra soffitto e isolamento Analisi e valutazione Scienza dei materiali E’ fondamentale accedere al vuoto tramite la rimozione di entrambi gli elementi interni o esterni, e installare la membrana/barriera nella parte calda dell’isolamento Tecnologie moderne Temperatura Energia rinnovabile Barriera al vapore Punto di condensazion e Profili di punto di condensazione in superfici di soffitto isolate con barriere al vapore e ventilazione del tetto Controllo costi E’ fortemente consigliato di non riempire un vuoto, lasciando uno spazio sopra l’isolamento che può essere ventilato Applied from: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi- TETTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Isolamento di tetti massicci (o con vuoti inaccessibili) Introduzione Per i tetti piani sono disponibili tre opzioni: Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione A Isolamento sopra la membrana impermeabile Scienza dei materiali B Isolamento tra membrana impermeabile e copertura strutturale Tecnologie moderne C Isolamento sotto la copertura strutturale Energia rinnovabile Controllo costi Applied from: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi- TETTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Isolamento di tetti massicci (o con vuoti inaccessibili) Introduzione A Ghiaia o tegole di cemento Ristrutturazion e edilizia Il cosiddetto tetto 'capovolto' si basa sulle proprietà intrinseche impermeabili di schiuma poliuretanica o schiuma di vetro cellulare Analisi e valutazione Lastre di isolamento rigido sono tagliate su misura e semplicemente posate sulla membrana impermeabile esistente Scienza dei materiali Tecnologie moderne Membrana impermeabile Struttura Il grande vantaggio di questo metodo sta nel fatto che la membrana imperameabile è protetta da stress termico ed altri danni , e mantiene così la temperatura molto stabile ; la maggior parte dei ponti termici verranno quindi svuotati Isolamento rigido Energia rinnovabile Isolamento sopra la membrana impermeabile Controllo costi Trattio da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi- TETTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Isolamento di tetti massicci (o con vuoti inaccessibili) Introduzione B Ristrutturazion e edilizia Può essere eseguito su un tetto divelto a causa delle cattive condizione della membrana impermeabile Analisi e valutazione Alta temperatura di superficie Lo svantaggio di questo metodo è che la membrana impermeabile rimane esposta alle intemperie Scienza dei materiali Tecnologie moderne Membrana impermeabile (temperatura instabile) Energia rinnovabile Barriera al vapore L’unica eccezione potrebbe verificarsi quando una parte di edificio storico o di tetto spiovente è coperta di piombo o rame, ed un cambiamento estetico è inaccettabile. Isolamento Isolamento tra membrana impermeabile e copertura strutturale Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi- TETTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Isolamento di tetti massicci (o con vuoti inaccessibili) Introduzione C Temperatura moderatamente stabile Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione La preoccupazione principale è quella di evitare la formazione di condensa interstiziale, impedendo all’ aria umida dall'interno di accedere alla parte inferiore fredda della copertura strutturale Scienza dei materiali Tecnologie moderne Spazio di ventilazione Barriera al vapore Soffitto Isolamento Energia rinnovabile Tetto massiccio isolato internamente Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi- TETTI 12 13 14 15 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 Riflettanza della superficie Trasmissione di energia solare attraverso tetto vuoto non isolato (A) ed effetto di bassa emissione superficiale- foglio di alluminio (B,C) Introduzione Ristrutturazion e edilizia Energia solare trasmessa A Analisi e valutazione Scienza dei materiali Foglio di alluminio su superficie superiore B Riduzione radiazioni emesse Tecnologie moderne Energia rinnovabile Nei climi caldi, quando I raggi solari attraverso la struttura del tetto rappresentano un problema, la prestazione termica del tetto può essere fortemente influenzata dall’aumento della riflettanza sulla superficie del tetto. C Riflessione radiazioni Superfici metalliche lucide hanno un basso assorbimento di raggi solari. Tuttavia, esse hanno anche scarsa emissività di onda lunga IR, riducendo così la perdita di calore durante la notte. Vernici non metalliche convenzionali hanno una buona emissività di onda lunga Foglio di alluminio sulla superficie inferiore Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi- TETTI 12 13 14 15 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD1 UD2 UD3 Riqualificazione termica di tetti piani Introduzione Ristrutturazion e edilizia Il metodo utilizzato per riqualificare un tetto Con tetti piani in legno, è possibile una terza piano esistente dipende in buona misura opzione, che consiste nell’inserire dalla sua costruzione. Tetti piani in l’isolamento dentro il vuoto tra il soffitto e la calcestruzzo possono essere riqualificati coperetura del tetto. Va sottolineato che, soltanto aggiungendo il nuovo isolamento o quando possibile, metodi che producono un sotto la lastra a livello del soffitto o sulla “tetto freddo” dovrebbero essere evitati parte superiore della lastra stessa. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Il metodo più semplice ed economico per riqualificare un tetto piano consiste nell’introdurre tavole “termiche” a livello del soffitto Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Applie from: Gorse Ch, Highfield D. Refurbishment and upgrading of buildings. New York NY: Spon Press; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi- TETTI 12 13 14 15 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD1 UD2 UD3 Riqualificazione termica di tetti spioventi Introduzione I tetti spioventi possono essere riqualificati con l’inserimento di uno strato isolante supplementare, sia a livello del soffitto, o a livello delle travi, subito sotto la copertura del tetto . Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Il nuovo isolamento può essere inserito a L’isolamento aggiunto a livello del soffitto livello delle travi in edifici dove non esiste il crea superfici fredde nello spazio del tetto. soffitto e dove la sistemazione si può La ventilazione dovrebbe essere usata per estendere nello spazio del tetto. Tipici portare la condensazione e il vapore fuori esempi sono le chiese e i fienili agricoli, dall’edificio. Quando l’isolamento aggiunto dove lo spazio a tetto aperto esistente viene crea tetti freddi o caldi, assicurarsi che le mantenuto per preservare il carattere esigenze della ventilazione siano soddisfatte originale Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Applied from: Gorse Ch, Highfield D. Refurbishment and upgrading of buildings. New York NY: Spon Press; 2009 Riqualificazione elementi costruttivi- TETTI 12 13 14 15 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD1 UD2 UD3 Standard di isolamento consigliati Introduzione Elementi esistenti Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Valore tipico Uvalue Energia rinnovabile Controllo costi Target U-value Intercapedini 1,50 Riempire la cavità con isolamento,aggiungendo ulteriore isolamento esterno o interno 0,50-0,60 Mura piene 2,10 Isolare internamente con isolamento a secco, o isolare esternamente con rinzaffo umido, rivestimento a secco o sistemi su misura. 80140 mm di isolamento è richiesto in tutti i casi 0,30 Pavimenti 0,70 Isolare sopra e sotto la lastra di cemento armato o fra i travetti di legno al piano terra con 100-200 mm di isolamento 0,2-0,25 Tetti spioventi (non isolati ) 1,90 Installare 250-300 mm di copertura di lana minerale (1° strato tra le travi, 2° strato attraverso le travi). Isolare tra le travi con isolamento oltre a 40-100 mm di coibentazione sopra o sotto le travi O,16 Aggiungere 100-160 mm di isolamento sopra la coperta strutturale. 0,25 Scienza dei materiali Tecnologie moderne Misura di riqualificazione Tetti piani 1,50 Source: Energy Saving Trust CE83 0,20 Riqualificazione degli elementi costruttivi 1 2 3 4 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD1 UD2 UD3 Introduzione La conservazione è la scelta migliore per l’efficientamento energetico di lungo termine Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Di solito i vecchi edifici non sono isolati, hanno porte e finestre che perdono, impianti inefficienti, e non sono dotati di nessun moderno sistema di risparmio energetico Controllo costi Efficienza energetica negli edifici storici 1 2 3 4 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD1 UD2 UD3 Introduzione Opportunità di risparmio energetico e di materiale Ristrutturazion e edilizia Utilizzare materiali da costruzione riciclati, rinnovabili e riutilizzabili Analisi e valutazione Minimizzare sprechi, le perdite e l’uso improprio di materiali da costruzione Scienza dei materiali Minimizzare il consumo di energia e acqua Tecnologie moderne Fornire al cliente informazioni per la gestione e la manutenzione Energia rinnovabile Controllo costi Applied from: Cullinane JJ. Maintaining and reparing old and historic buildings. Hoboken NJ: John Wiley & Sons; 2013 Efficienza energetica negli edifici storici 1 2 3 4 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD1 UD2 UD3 Obiettivi specifici per massimizzare l’efficienza operativa Introduzione Ristrutturazion e edilizia Involucro termico e perdite di aria dovrebbero essere costantemente monitorate e migliorate Analisi e valutazione I sistemi meccanici dovrebbero essere controllabili Scienza dei materiali Condotti e tubi dovrebbero essere di lunghezza minima e ben chiusi Tecnologie moderne Usare attrezzature e sistemi altamente efficienti per riscaldamento e condizionamento Energia rinnovabile utilizzare sistemi di illuminazione ad alta efficienza energetica e massimizzare la luce del giorno Controllo costi Applied from: Cullinane JJ. Maintaining and reparing old and historic buildings. Hoboken NJ: John Wiley & Sons; 2013 Efficienza energetica negli edifici storici 1 2 3 4 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici Introduzione UD3 Prima di qualsiasi intervento su edifci antichi, è importante conoscerli a fondo (la loro struttura, le condizioni in cui versano, il livello energetico energetica) i Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione UD2 Qualsiasi tipo di modifica per l’efficientamento energetico richiede: A Scienza dei materiali B Tecnologie moderne C Analisi preliminare conoscitivia approfondita, per evitare danni Riduzione al minimo di interventi sulla struttura originaria Reversibilità dei cambiamnti senza danneggiare la vecchia struttura Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Tratto da :Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici Introduzione Dovrebbe essere preliminare a qualsiasi intervento Elementi da valutare La valutazione di significatività è una fase Caratteristiche esterne (Facciata chiave nel processo di Individuare gli decorativa, finestre e porte) riqualificazione degli edifici elementi Gli spazi e la disposizione interna ( la distintivi storici per l’efficienza pianta dell’edificio è la caratteristica più termica e dovrebbe essere importante) effettuata e ben documentata prima della Caratteristiche interne (decorazione preparazione o intonaci, rivestimenti, pavimenti, persiane, progettazione di qualsiasi porte e porte-contenitori) proposta di Dettagli (modanature, stucchi, riqualificazione. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile 1 2 UD3 Valutazione di significatività i Ristrutturazion e edilizia Controllo costi UD2 decorazioni di pareti e soffitti) Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici Introduzione i UD3 Principi di intervento A Ristrutturazion e edilizia UD2 Intervento minimo Compatibilità B Le modifiche strettamente tutte le modifiche devono essere necessarie, la struttura storica sarà effettuate utilizzando materiali e conservata il più possibile, insieme al tecniche compatibili con la struttura significato che essa rappresenta. Analisi e valutazione storica Scienza dei materiali C Tecnologie moderne tutti i cambiamenti indispensabili devono essere fatti in modo reversibile (la struttura storica preziosa dovrà poter essere riportata al suo stato originale senza danni) Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Reversibilità Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici UD2 UD3 L’edificio come un Ecosistema Introduzione Ristrutturazion e edilizia i Analisi e valutazione E’ consigliabile partire dalla conoscenza approfondita della performance ambientale orgiinaria dell’edificio. Le proposte di riqualificazione dovranno essere compatibili con la struttura esistente. Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici i Introduzione E’ importante prendere in considerazione tre livelli: Analisi e valutazione Larga scala Scienza dei materiali Le prestazioni dell’intero edificio devono essere valutate con un approccio olistico al riscaldamento, ventilazione, isolamento ed efficienza energetica. Tecnologie moderne Media scala Energia rinnovabile 1 2 UD3 L’edificio come Ecosistema Ristrutturazion e edilizia Controllo costi UD2 Piccola scala Collegare in modo sinergico i vari Come le condizioni elementi e dettagli variano da punto a costruttivi con punto dell’edificio differenti tipi e livelli di isolamento Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici i Introduzione UD2 UD3 ‘Traspirabilità’ degli edifici Ristrutturazion e edilizia i Analisi e valutazione La 'traspirabilità' può sembrare una questione semplice; è tuttavia molto complesso valutare il comportamento effettivo dell’acqua e del vapore acqueo, sulle prestazioni dell’edificio rispetto all’involucro o all'ambiente interno, Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici i Introduzione UD2 UD3 ‘Traspirabilità’ degli edifici Effetti fisici da prendere in considerazione: Ristrutturazion e edilizia Fonti di umidità Pioggia, umidità di risalita (l'infiltrazione di acqua capillare da terra), vapore acqueo interno (condensa sulle superfici fredde di aria interna), tubi dell'acqua danneggiati Analisi e valutazione Comportamento Idro-termico Espresso come umidità relativa (RH): la quantità di vapore acqueo nell'aria , calcolata come valore percentuale del carico totale nel l'aria a quella particolare temperatura. Mostra la potenziale evaporazione che potrebbe avvenire. Scienza dei materiali Pori e capillarità L'umidità si accumula ed evapora attraverso i pori idivmateriali permeabili. L’acqua nei pori più piccoli è difficile da rimuovere , questo richiede una notevole quantità di energia Tecnologie moderne Comportamento dinamico L'acqua all'interno di materiali da costruzione permeabili si muove in risposta al mutare delle condizioni (giornaliere e cicli stagionali). I pori all'interno della parete non devono essere completamente riempiti. I flussi umidità manterranno un equilibrio tra evaporazione e condensazione che stabilizza il livello di umidità entro limiti tollerabili Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Permeabilità all’interno della costruzione La permeabilità all'interno della costruzione importante per la salute generale degli edifici tradizionali. L'utilizzo di materiali altamente permeabili permette all’umidità di disperdersi. Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici i Introduzione UD2 UD3 Traspirabilità’ degli edifici Effetti fisici da prendere in considerazione: Ristrutturazion e edilizia Calore latente Evaporazione e condensazione di acqua hanno effetti sulla temperatura attraverso il calore latente Analisi e valutazione Permeabilità esterna Scienza dei materiali La permeabilità delle superfici esterne dei materiali da costruzione tradizionali è l'aspetto più importante della permeabilità Permeabilità interna Tecnologie moderne La permeabilità delle superfici interne di edifici tradizionali influisce meno sulla salutbrità fisica degli edifici stessi. NOTE: Il tessuto permeabile interno ha la capacità di assorbire grandi quantità di umidità dall’ambiente interno, e Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 immagazzinarla per rilasciarla successivamente. NOTE: Se l’umidità interna è adeguatamente tamponata, un ambiente interno può essere confortevole per gli occupanti ad una temperatura più fredda Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici i Introduzione UD2 Traspirabilità’ degli edifici Barriere all’umidità Ristrutturazion e edilizia ATTENZIONE: ogni intervento che riguarda il flusso o l’evaporazione dell’umidità può avere effetti molto negativi sulla struttura edilizia. E’ necessario fare grande attenzione quando si aggiungono materiali moderni e impermeabili a edifici tradizionali. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Barriere all’umidità esterna Tecnologie moderne L’acqua piovana può essere parzialmente assorbita e può evaporare successivamente senza conseguenze, in alcuni casi tuttavia, può anche rimanere intrappolata in grandi quantità per molto tempo. Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 UD3 NOTA Le barriere all’umidità esterna intrappolano la condensa dall’ambiente interno dentro la struttura dell’edificio. Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici i Introduzione Barriere all’umidità Barriere interne all’umidità Analisi e valutazione Le barriere interne all’umidità sono comunemente usate per evitare che il vapore dell’ambiente interno condensi dentro la struttura del fabbricato, soprattutto quando l’isolamento è stato applicato alla facciata interna delle pareti piene. Scienza dei materiali Energia rinnovabile 2 NOTA: L’istallazione delle barriere al NOTA: I e interruzioni nelle NOTA: barriere,o strati di freno vapore , se applicati con attenzione, possono essere molto efficac i Tecnologie moderne 1 UD3 ‘Traspirabilità degli edifici’ Ristrutturazion e edilizia Controllo costi UD2 vapore negli edifici esistenti è particolarmente difficile a causa delle connessioni strutturali esisistenti. (dove le travi del pavimento sono supportate dale pareti interne) barriere vapore rappresentano punti dei estrema vulnerabilità della struttura. NOTA: L’installazione di barriere vapore negli edifici tradizionali è raramente efficacie, e può causare danni maggiori concentrando l’umidità piuttosto che disperderla. Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici i Introduzione UD2 UD3 ‘Traspirabilità degli edifici’ Barriere all’umidità Ristrutturazion e edilizia Barriere all’umidità dentro la struttura Analisi e valutazione Negli edifici tradizionali ristrutturati, sono comunemente utilizzate barriere all’umidità all’interno della struttura dell’edificio: membrane idi protezione dall’umidità (DPMs), e membrane di separazione. Scienza dei materiali I tradizionali pavimenti traspiranti sono stati spesso rimpiazzati con moderne strutture in calcestruzzo che includono una membrana impermeabilie. L’ umidità di risalita sulle pareti può essere evitata prevedendo un canale idi sfogo al loro interno Tecnologie moderne NOTA: Condotti impermeabilizzati più resistenti sono difficili da Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 inserire.. Percorsi chimicamente iniettati tendono ad avere durate relativamente brevi. Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici i Introduzione UD1 UD2 UD3 ‘Traspirabilità degli edifici’ Ristrutturazion e edilizia Indicazioni sulla ventilazione Analisi e valutazione Gli edifici storici di solito hanno bisogno di più ventilazione rispetto a quelli moderni, a causa della presenza negli anni di porte, finestre e aperture chiuse non ermeticamente sono stati sempre più ventilati del necessario. Scienza dei materiali S, in seguito a intervento di efficientamento, la ventilazione viene bruscamente ridotta troppo c’è il rischio di insorgenza di condensa, muffa etc…con conseguente deterioramento dell’intera struttura. Tecnologie moderne ATTENZIONE: E’ importante fare molta attenzione al tasso di ventilazione di un edificio storico Energia rinnovabile Controllo costi 12 13 Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 14 15 16 17 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici i Introduzione UD1 UD2 UD3 Ponti termici Ristrutturazion e edilizia Se il rendimento termico di un elemento viene migliorato con l’aggiunta di isolamento mentre un’area adiacente non è isolata, si viene a creare uno spazio freddo noto come Ponte Termico Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne NOTA: L’aggiunta di sempre più isolamento può accrescere il rischio di umidità ed errori costruttivi negli elementi meno isolati collegati. Lo stesso problema si verifica nel caso in cui lo spessore di isolamento sia ridotto, come ad esempio in finestra e porte. Energia rinnovabile Controllo costi 12 13 Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 14 15 16 17 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici i Introduzione Ristrutturazion e edilizia UD1 UD2 Compatibilità dei materiali Tutti gli interventi di efficientamento energetico negli edifici storici devono essere tecnicamente compatibili con la struttura esistente. E’ importante evitare rischi tecnici. Analisi e valutazione NOTA: E 'consigliabile utilizzare il più possibile, materiali che corrispondono alla manifattura originale Scienza dei materiali Tecnologie moderne NOTA: È importante assicurare che i nuovi materiali abbiano permeabilità Energia rinnovabile ATTENZIONE: Non è di norma buona pratica utilizzare materiali innovativi , Controllo costi 12 13 UD3 appropriata alla traspirabilità della struttura in cui vengono applicati impermeabili o membrane nella struttura tradizionale. Nella maggior parte dei casi può portare svariati problemi Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 14 15 16 17 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici i Introduzione Isolanti naturali Analisi e valutazione In caso di edifici storici, l’uso di materiali di isolamento basato su fibre naturali può essere molto utile (lana, canapa, lino, carta riciclata). Le fibre sono in grado di assorbire e poi rilasciare umidità per evaporazione. I materiali isolanti sintetici spesso non hanno questa caratteristica (fibra di vetro, lana di roccia) Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile 12 13 UD3 Compatibilità dei materiali Ristrutturazion e edilizia Controllo costi UD2 Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 14 15 16 17 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici i Introduzione Scienza dei materiali Controllo costi 12 13 Misurare le prestazioni attuali Test di pressurizzazione dell’aria Termografia a raggi infrarossi Questo processo utilizza una ventola installata temporaneamente in un portone del palazzo per misurare quanta aria sta fuoriuscendo. Fornisce informazioni molto utili circa il grado complessivo di infiltrazioni d'aria. Scansione dell’involucro esterno dell’edificio con una telecamera a raggi infrarossi; fornisce un’indicazione visiva della perdita di calore Tecnologie moderne Energia rinnovabile UD3 Prima di effettuare qualsiasi lavoro di riqualificazione è necessario determinare quali sono le attuali perstazioni dell’edificio; di conseguenza i miglioramenti dovranno riguardare gli ambiti in cui può essere ottenuto il vantaggio massimo con il minimo rischio. I test descritti di seguito sono non invasivi forniscono informazioni utili per la definizione di linee guida per la riqualificazione energetica degli edifici tradizionali: Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione UD2 Misurazione del valore U in sito Misurazione umidità NOTA: Misuratori di umidità elettrici non devono essere L'umidità può essere utilizzati su muratura misurata in vari modi da o intonaco, per evitare il rischio di parte di specialisti, tramite il prelievo di piccoli campioni letture estremamente fuorvianti Periscopio/CCTV E’ una tecnica valida per la misurazione delle Tecnica visiva per l'esame piccoli vuoti prestazioni termiche degli elementi dell’edificio, da all'interno di strutture, condotti e canali di effettuare in inverno. I valori U risultanti non sono scolo. Un modo molto utile, efficacie ed necessariamente comparabili con quelli ottenuti economico per valutare danni presenti in con metodi di calcolo convenzionali, ma zone nascoste dell’edificio, e rendersi conto solitamente sono più accurati. se la riqualificazione è possibile. Applied from: Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 14 15 16 17 Indietro Avanti Modulo 1: Ristrutturazione edilizia UD1 Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici i Introduzione UD2 UD3 Misurare le prestazioni attuali Ottenere i dati sull’efficienza energetica Ristrutturazion e edilizia Gli inicatori da monitorare sono: Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Temperatura esterna dell’aria, I dati dettagliati possono essere ottenuti tramite il monitoraggio strumentale dell’edificio, in cui gli indicatori chiave vengono misurati ad intervalli di tempo regolari (tra 5 e 15 minuti) 12 13 temperatura interna, energia utilizzata per riscaldamento, raffreddamento ventilazione, illuminazione, prese di corrente unidità relativa dell’interno e dell’esterno (se l’edificio usa sistemi di condizionamento) Energia rinnovabile Controllo costi irradiamento solare, Applied from: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento 14 15 16 17 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Introduzione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Obiettivi formativi. Fornire: 1. Conoscenza base e comprensione dei metodi di valutazione comunemente usati in Europa (Standard Europei ISO 13790, panoramica generale, ponti termici e calcoli semplificati, azioni di ristrutturazione); 2. Conoscenze base sulla valutazione delle prestazioni energetiche nel tempo e sulla loro importanza nei processi di ristrutturazione (principio di LCA Life Cycle Assessment, metodologia semplificata per progetti di ristrutturazione, calcoli del risparmio energetico annuale, ottimizzazione del ciclo di vita energetico) 3. Conoscenza base sull’audit energetico degli edifici (metodi di audit energetico, misurazione delle perdite energetiche, pianificazione di audit energetico negli edifici, consigli pratici). Controllo costi Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione Introduzione EN ISO 13790 Ristrutturazion e edilizia (Prestazioni energetiche degli edificionsumo energetico per metro quadrato —riscaldamento e condizionamento) fornisce indicazioni e regole sui metodi di calcolo per la progettazione e la valutazione delle prestazioni termiche ed energetiche degli edifici Analisi e valutazione OBI ETT IVI Semi- Statico Confrontare le prestazioni energetiche di diverse alternative progettuali per un edificio Certificazione energetica degli edificI Dinamico Calcolo del bilancio termico Calcolo del bilancio termico per oltre un mese o tutta la per oltre un’ora tenendo stagione, tenendo conto degli conto del calore effetti dinamici attraverso immagazzinato e rilasciato determinazione semplificata dall’edificio in modo dei parametri dettagliato Energia rinnovabile 2 Valutare la conformità con le normative e le leggi Metodi di base Tecnologie moderne 1 UD3 Valutare gli effetti di possibili opere di ristrutturazione su edifici esistenti Scienza dei materiali Controllo costi UD2 Tratto da: Torgal FP, Ristrutturazione di edificio ad energia quasi zero . London UK: Springer-Verlag; 2013 Certificazione europea ISO 13790 – Una Panoramica 3 4 5 6 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD2 UD3 Definizione e panoramica Introduzione Classificazione Definizione Ristrutturazion e edilizia Il ponte termico è definito come una punto dell’involucro dell’edificio, dove la resistenza termica è significativamente modificata dall’inserimento completo o parziale nell’involucro di materiali con una differente conduttibilità termica, con spessore diverso, o semplicemtente a causa della differenze nel collegamento tra aree interne e esterne, come ad esempio avviene ai raccordi d I mura, pavimenti o soffitti (EN ISO 10211 Standard) Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Ripetitivi Non- ripetitivi Quando seguono uno schema regolare, come ad esempio I tasselli di ancoraggio che penetrano un’intercapedine Es. Un unico architrave che attraversa un’intercapedine Geometrici all’incrocio tra due piani, per esempio gli angoli della parete, iraccordi tra parete/soffitto Certificazione europea ISO 13790 – Una Panoramica 3 4 5 6 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD1 UD2 UD3 Ponti termici: tipologie Introduzione Ponti termici geometrici Ristrutturazion e edilizia Conseguenza della struttura tridimensionale dell’edificio: angoli e spigoli, superfici interne ed esterne delle finestre etc Analisi e valutazione Scienza dei materiali Ponti termici strutturali Conseguenza di scelte strutturali. Esempi: travi in acciaio o in cemento e colonne che penetrano l’involucro, discontinuità nell’isolamento termico. Ponti termici strutturali potrebbero essere volontariamente creati per ragioni di integrità strutturale. Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Hens H. Building physics – Calore, aria e umidità. Berlin GE: Ernst & Sohn Verlag; 2007 Ponti termici - Tipologie 1 2 3 4 5 6 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD1 UD2 UD3 Regole da seguire: Introduzione Ponti termici strutturali Ponti termici geometrici Ristrutturazion e edilizia Neutralizzare i ponti termici geometrici assicurando la continuità dell’isolamento termico Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Evitare ponti termici strutturali, prestando attenzione alla continuità dello strato isolante. Dovrebbe essere possibile evidenziare il percorso dell’isolamento nel progetto, senza incrociare elementi di discontinuità che favoriscono un rapido passaggio di calore tra esterno e interno Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Tratto da: Hens H. Building physics – Calore, aria e umidità. Berlin GE: Ernst & Sohn Verlag; 2007 Ponti termici – Regole da seguire 3 4 5 6 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD1 UD2 UD3 Valutazione dei ponti termici Introduzione La trasmittanza termica lineare Ψ [W/(m K)] è usata per calcolare il flusso di calore EN ISO 14683 fornisce i valori di totale. Rappresenta il coefficiente del riferimento per alcune tipologie di flusso di calore in condizioni stazionarie, strutture relativamente ad una gamma di diviso per la lunghezza del raccordo e per ponti termici e dei valori di Ψ in relazione la differenza di temperatura tra superfici ad una dimensione geometrica diversa interne ed esterne Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Gli standard EN ISO 10211 prevedono la definizione di un modello geometrico di ponte termico per il calcolo dei flussi di calore e delle termeperature superficiali a partire dalle seguenti ipotesi: : Tecnologie moderne 1. Tutte le proprietà fisiche sono indipendenti dalla temperatura; 2. Non ci sono fonti di calore all’interno dell’edificio Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Applicato da: Magrini A. Ristrutturazione edilizia per le prestazioni energetiche. Un approccio globale. Dordrecht CH: Springer International Publishing; 2014 Ponti termici – Valutazione 3 4 5 6 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD1 UD2 UD3 Valutazione dei ponti termici Introduzione In caso di vecchi edifice esistenti, in cui spesso non sono disponibili le informazioni dettagliate sui ponti termici , EN ISO 13790 conssente di valutare I loro effetti con un metodo semplificato, come aumento percentuale della trasmittanza termica delle pareti. Ristrutturazion e edilizia Calcolo analitico Analisi e valutazione Calcolo semplificato L’incidenza dei ponti termici è Richiede la determinazione della misurata dall’aumento della lunghezza e la trasmittanza termica trasmittanza termica delle pareti con lineare per ogni giunto un coefficiente di variazione bidimensionale, applicando ISO percentuale, relativo alla tipologia di 14683 (metodo analitico) parete Scienza dei materiali Tecnologie moderne È probabile ottenere una sottostima della loro Energia rinnovabile Controllo costi NO TE NO TE I calcoli permettono di verificare tutte le infcodenza, che può essere più significativa nella possibili soluzioni per i raccordi strutturali e di misura in cui l’edificio è isolato, e può portare ad ottenere una classe energetica superiore a elaborare un efficiente modello energetico quella effettiva Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Ponti termici - Valutazioni 1 2 3 4 5 6 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD2 UD3 Introduzione 1 Ristrutturazion e edilizia Costruttore (finanziamento) 2 Analisi e valutazione 3 Architetto (progetto) Tea m di Prog etto Scienza dei materiali 4 Ingegneri Meccanici, Elettrici, Idraulici 5 Tecnologie moderne Esperto in conservazioni storicoarchitettoniche 1 2 Esperto in efficientamento energetico 6 Energia rinnovabile Controllo costi Project manager 7 Esperto in sistemi di energie rinnovabili N O T E L’attività più importanteinello sviluppo di un piano di riqualificazione di edifici storici è la comunicazione — ogni membro del team di progetto dovrà comprende re le basi sulle quali il lavoro è impostato e l’obiettivo del progetto Tratto da: Cullinane JJ. Maintaining and reparing old and historic buildings. Hoboken NJ: John Wiley & Sons; 2013 Intervento di ristrutturazione – Pianificazione 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD1 UD2 UD3 La pianificazione - 9 steps Introduzione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Step 1 Raccolta di tutti i dati di rilievo e della documentazione Step 2 Studio della struttura e dei suoi elementi qualificanti Step 3 Destinazione d’uso dell’immobile Step 4 Individuazione dei parametri e delle limitazioni per la progettazione Step 5 Decisione sul tipo di trattamento – Conservazione, ripristino, recupero, ricostruzione Step 6 Individuazione delle modifiche necessarie nel rispetto degli obiettivi dell’intervento, delle normative vigenti e degli standard prescelti Step 7 Valutazione degli effetti delle modifiche sulle caratteristiche e sulla consistenza della struttura. (Per gli edifici questi potrebbero essere definiti come “Nessun effetto”, “Nessun effetto negativo” “Effetto negativo.” Step 8 Individuazione delle criticità principali, relative all’intervento sulla struttura — cedimenti strutturali, deterioramento dei materiali, funzionalità dell’edificio, accessibilità, sicurezza, risparmio energetico, budget, pianificazioni e revisioni Inizio della progettazione Step 9 Applied from: Cullinane JJ. Maintaining and reparing old and historic buildings. Hoboken NJ: John Wiley & Sons; 2013 Intervento di ristrutturazione – Pianificazione- Step 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione Dispersioni termiche Apporti termici Ristrutturazion e edilizia Fonti rinnovabili Involucro Analisi e valutazione Scienza dei materiali Finestre Edificio Tetti Guadagni interni Un miglior isolamento, aumentando la resistenza termica al passaggio di calore permette di minimizzare le perdite di calore Sotterranei Tecnologie moderne Ventilazione Energia rinnovabile 2 La dispersione termica dell’involucro aumenta con la diminuzione della temperatura esterna, in relazione ai valori della resistenza termica dei singoli componenti edilizi Strutture opache Apporti solari 1 UD3 Bilancio energetico semplificato dell’edificio nelle stagioni calde Introduzione Controllo costi UD2 Sistema di riscaldamento La dispersione di energia per il riscaldamento totale, è pari alla somma della dispersione termica attraverso l’involucro e di quella dovute alla ventilazione degli spazi. Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Intervento di ristrutturazione – Bilancio energetico 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione Misurazione della tenuta all’aria Ristrutturazion e edilizia La misurazione più acccettata della tenuta d’aria è il ‘ricambio di aria per ora’ alla pressione indotta artificialmente di 50 Pa Analisi e valutazione Misurazione della tenuta all’aria Scienza dei materiali Energia rinnovabile 2 UD3 Una Barriera d’aria può essere definita come la massima permanenza dell’aria di 0.05m3/h/m2 a 50 Pa. La barriera ermetica deve formare un involucro continuo intorno alla struttura nell’isolamento. Questo è più facile da ottenere se si sta ristrutturando Vuoti di varia l’intero edificio. misura vengono fatti nella barriera di vapore per infulenzare Membrane intelligenti l’ermeticità Il tasso di perdita d’aria concerne tutta la la permeabilità dell’edificio, o il volume di fuoriuscita di aria all’ora per metro quadrato (m3/h/m2) di superificie totale (superficie soffitto + superficie parete+ superficie pavimento) a 50 Pa Tecnologie moderne 1 UD2 Tenuta all’aria (Ermeticità) Introduzione Controllo costi UD1 Membrane ermetiche con resistenza variabile al vapore. variabile Sono in grado di resistere ai movimenti di vapore all’interno di elementi strutturali. Le membrane possono essere utilizzate insieme ai sistemi di ventilazione Gli installatori devono impegnarsi per l’eliminazione totale di buchi Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Intervento di ristrutturazione – Tenuta dell’aria 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione d Introduzione UD2 UD3 Isolamento delle intercapedini Procedura di isolamento Ristrutturazion e edilizia 1 Gli installatori devono esaminare le intercapedini, e procedere solo se la parete è conforme agli standard Effettuare fori di iniezione attraverso i raccordi di cemento ad intervalli di 1 metro Installare le barriere per prevenire il riempimento intercapedini adiacenti Chiudere o sigillare le ventilazioni d’aria che attraversano l’intercapedine 2 Analisi e valutazione 3 Scienza dei materiali 4 Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 5 Iniettare l’isolante 6 Eseguire controlli di qualità 7 Riempire i fori con strati di cemento dal colore conforme Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Intervento di ristrutturazione – isolamento delle intercapedini 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD2 UD3 Isolamento delle intercapedini Introduzione Criticità Ristrutturazion e edilizia Condensa interna causata da inerruzioni nell’isolamento Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Controllo costi 1 2 Corrosione crescente delle giunzioni delle pareti Pareti cave, non adatte per l’isolamento possono essere trattate come pareti piene Energia rinnovabile Umidità nelle aree geografiche in cui la parete è esposta a pioggia battente Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Intervento di ristrutturazione – Isolamentio delle intercapedini 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD1 UD2 UD3 Isolamento della parete esterna L’isolamento della parete esterna comporta l’applicazione di un strato isolante e di un rivestimento decorativo anti-intemperie alla parete esterna dell’edificio. L’obiettivo è raggiungere valori inferiori a 0.30W/m2K (la metà di questo per standard Passivhaus) Introduzione Sistemi disponibili Ristrutturazion e edilizia Sistemi a rinzaffo umido Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile 1 2 Sistemi su misura Strati di cemento tradizionali o con L’isolante può essere fissato in modo polimeri modificati possono essere indipendente al substrato con un Ideati per singoli progetti sono di usate sia in palazzi alti che in edifici fissaggio meccanico o adesivo, o bassi. Il polimero rende il materiale più parzialmente conservato nell’armatura semplice applicazione, anche per non addetti ai lavori. lavorabile sul posto e fornisce (legno trattato, acciaio o alluminio) Uno schema tipico può essere protezione per le intemperie costituito da una barriera per la Il sistema comprende : isolante, fissato pioggia fissata su un substrato Il sistema comprende: isolante; malta al substrato in modo simile ai sistemi a come un singolo blocco in adesiva, fissaggi meccanici; profili e strati bagnati; un’ armatura di supporto incorniciature in legno. Perno in bordature utilizzati negli angoli, uno o sistema di fissaggio; intercapedine legno e materiale guaina creano strato di base, uno strato di superficie, ventilata, materiale di rivestimento e un intercapedine di 250mm con o senza finitura fissaggi riempito con isolamento di La maggior parte dei sistemi incorporano cellulosa sfusa. una cavità di ventilazione fra il Sono più economici dei rivestimenti a Analisi e valutazione Controllo costi Rivestimenti a secco rivestimento e l'isolamento in modo che tutta l'umidità penetrante venga trasportata secco ATTENZIONE: la qualità è variabile Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Intervento di ristrutturazione – Isolamento della parete esterna 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD1 UD2 UD3 Isolamento interno Introduzione Tecniche utilizzate per l’isolamento interno Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Cartongesso isolante Pannelli termici incollati direttamente sulle pareti interne. E’ importante non lasciare spazi tra le tavole e prevedere una piccola intercapedine tra la superficie della parete interna e l’isolamento. Alcuni addirittura consigliano di applicare un adesivo su tutta la superficie per eliminare ogni rischio di passaggio d’aria. Perni (borchie) Sono impiegati sulle pareti che hanno precedentemente sofferto l’umidità. Attraverso gli ancoraggi si crea una intercapedine tra la superifice interna della parete e l’isolamento. Sono consigliati in caso di parete irregolare e spazio scarso Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Tratto da Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Intervento di ristrutturazione – Isolamento interno 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD1 UD2 UD3 Isolamento del tetto Introduzione Ristrutturazion e edilizia Isolamento loft insulation soffitta Analisi e valutazione Comprende Scienza dei materiali Isolamento tetto a terrazza Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 internal Isolamento roof tetto insulation interno Isolamento tetto esterno NOTE: In tutti i casi, prima di iniziare i lavori, ispezionare le travi per verificare danni e riparare dove necessario Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Intervento di ristrutturazione – Isolamento del tetto 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD2 UD3 Isolamento del pavimento Introduzione Ristrutturazion e edilizia La perdita di calore attraverso i pavimenti può essere ridotta fino al 60%, ma molto dipende dalla loro forma e dimensione, il tipo di pavimento e la conduttività del terreno sottostante. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne La perdita di calore è maggiore intorno ai bordi Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Intervento di ristrutturazione – Isolamento del pavimento 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD1 UD2 UD3 Isolamento del pavimento Introduzione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 12 13 L’obiettivo è un valore R di 2,5m 2K/W; questo assicura un valore di U compreso tra 0.20 e 0,25 W/m2K. Un pavimento di cemento senza isolamento e membrana impermeabile sottostante dovrebbe essere divelto per iniziare il lavoro da zero. Pavimenti in cemento massiccio Dove questo non è possibile, l’unica opzione è installare l’isolamento e un nuovo piano sopra, ma questo potrà causare problemi a scale e soglie delle porte. C’è bisogno di un livello minimo di 60 mm di fenolico o schiuma di poliuretano isolante; 200 mm sarebbe perfetto Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Intervento di ristrutturazione – Isolamento del pavimento Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 1: Confronto dei metodi di valutazione UD1 UD2 UD3 Isolamento del pavimento Introduzione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 12 13 L’obiettivo è un valore R di 3.5m2K/W; questo è possibile con un valore di U tra 0.20 and 0.25W/m2K. Si consiglia di utilizzare lana di roccia o pannelli isolanti rigidi per riempire sia lo spazio tra i travetti che la profondità del travetto. Se c’è una cantina o un seminterrato, l’isolamento sotto al piano terra potrebbe essere installato dal basso. Montare l’isolamento stretto fino alla parte inferiore del piano evitando di comprimerlo troppo! Pavimenti in legno sopraelevati ATTENZIONE : Non installare uno strato barriera al vapore – può intrappolare l’acqua versata. Assicurarsi che il vuoto sotto il pavimento sia ben ventilato. Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Intervento di ristrutturazione – Isolamento del pavimento Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 2: Valutazione della performance energetica nel Life-Cycle Introduzione UD2 UD3 Definizione i Una tecnica finalizzata alla valutazione dei rischi per l’ambiente Ristrutturazion e edilizia connessi alla realizzazione di prodotti e servizi, sia per la quantificazione dell’energia e dei materiali consumati, rifiuti prodotti, che della valutazione degli effetti di materiali, energia e rifiuti sull’ambiente Analisi e valutazione Scienza dei materiali i Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi UD1 La valutazione riguarda l’intero ciclo di vita del prodotto o del servizio, a partire dall’estrazione e la lavorazione di materie prime minerali, il processo di produzione dei beni, la distribuzione, il consumo, l’utilizzo secondario, la dismissione definitiva e i trasporti Tratto da: Ziębik A, Hoinka K. Energy systems of complex buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Principi di life-cycle assessment nel settore edilizio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 2: Valutazione della performance energetica nel Life-Cycle Introduzione UD1 UD2 UD3 Rischi relativi all’ambiente Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Effetti sulla qualità dell’ecosistema (contaminazione, Smaltimento dei rifiuti) Scienza dei materiali Effetti sulla salute umana (malattie professionali, sicurezza sul lavoro) Tecnologie moderne Esaurimento delle risorse naturali (degrado dei siti) Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Ziębik A, Hoinka K. Energy systems of complex buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Principi di life-cycle assessment nel settore edilizio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 2: Valutazione della performance energetica nel Life-Cycle Introduzione UD1 UD2 UD3 Ciclo di vita di un prodotto/servizio Ristrutturazion e edilizia Reperimento di materie prime Analisi e valutazione Utilizzo Trasformazione delle materie prime Scienza dei materiali Produzione Recupero Tecnologie moderne Smaltimento Energia rinnovabile Controllo costi Riciclaggiorecupero Tratto da : Ziębik A, Hoinka K. Energy systems of complex buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Principi di life-cycle assessment nel settore edilizio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 2: Valutazione della performance energetica nel Life-Cycle Introduzione UD1 UD2 UD3 Le fasi del LCA Ristrutturazion e edilizia Definizione dell’obiettivo Analisi documentazio ne Valutazione di impatto Interpretazione 2 3 4 1 Analisi e valutazione Scienza dei materiali I dati seguenti sono raccolti per ogni processo unitario: • Dati sulla quantità di energia e di materiali utilizzati , • informazioni relative alla quantità di rifiuti prodotta, • quantità di emissioni inquinanti nocive Determinare nel dettaglio il perimetro ed il livello di analisi, inclusi i relativi processi. Il singolo processo è una piccola parte del sistema per cui vengono raccolti i dati di INPUT. Tecnologie moderne Energia rinnovabile Le quantità di Input e Output devono riferirsi all’unità funzionale 2 1 Controllo costi Tratto da Ziębik A, Hoinka K. Energy systems of complex buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Principi di life-cycle assessment nel settore edilizio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 2: Valutazione della performance energetica nel Life-Cycle Introduzione UD1 UD2 UD3 Le fasi del conteggio LCA Ristrutturazion e edilizia Definizione dell’obiettivo Analisi della documentazio ne) Valutazione impatto Interpretazione 2 3 4 1 Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Valutazione degli effetti dei flussi di input e output. Si calcola l’indice di una determinata categoria di impatto ambientale ◊ Individuazione dei principali fattori che influenzano una determinata categoria di effetti; ◊ Valutazione della credibilità dei risultati ottenuti; ◊Verifica completezza delle informazioni, la sensibilità e l’incertezza; ◊ Valutazione del report LCA da parte di esperti indipendenti 3 4 Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Ziębik A, Hoinka K. Energy systems of complex buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Principi di life-cycle assessment nel settore edilizio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 2: Valutazione della performance energetica nel Life-Cycle Introduzione UD1 UD2 UD3 Input e Output dei flussi di materiali, energia e sostanze inquinanti con l’approccio del Ciclo di Vita Ristrutturazion e edilizia input Analisi e valutazione Estrazione di materie prime Produzione Materiali Scienza dei materiali Emissioni Distribuzione/trasporto Energia Rifiuti Utilizzo e manutenzione Tecnologie moderne Smaltimento e riciclo output Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Torgal-Pacheco F, et al. Eco-efficient construction and building materials. Cambridge UK: Woodhead Publishing Ltd.; 2014 Principi di life-cycle assessment nel settore edilizio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 2: Valutazione della performance energetica nel Life-Cycle UD1 UD2 UD3 Introduzione Ristrutturazion e edilizia La metodologia semplificata può facilitare la L’energia incorporata nei prodotti è data da tutta l’energia impiegata per la valutazione della performance del ciclo di vita realizzazione: dall’estrazione delle energetico, attraverso la combinazione dei dati dell’energia incorporate per iprodotti con materie prime alla produzione, fino a strumenti di valutazione energetica quando il prodotto non esce dal cancello già applicati nel settore delle costruzioni della fabbrica Analisi e valutazione Scienza dei materiali La valutazione della performance dell’intero ciclo di vita energetico include anche il trasporto al cantiere, processi di costruzione, e la fine della vita del ciclo, quindi la demolizione e il riciclo potenziale o smaltimento in discarica Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Metodo semplificato per un progetto di ristrutturazione 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 2: Valutazione della performance energetica nel Life-Cycle Introduzione I metodi per calcolare l’uso di energia si sono evoluti dal calcolo della dipsersione di calore in regime stazionario e della domanda di energia mensile in complessi strumenti di simulazione energetica dinamica che possono modellare l’uso annuale di energia su intervalli molto brevi (ore, minuti anche una frazione di secondo) Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione UD2 UD3 Regole per la determinazione del risparmio energetico annuo Standard internazionali come EN ISO—Calcolo del fabbisogno di energia per riscaldamento e raffreddamento’, che utilizzano metodologie di calcolo mensili, sono considerate di accuratezza sufficiente per essere applicate nella certificazione energetica. Fattori quali carichi di collegamento e attrezzature sono generalmente esclusi in alcuni metodi di calcolo, in particolare nella classe energetica e nei metodi di certificazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Nei progetti di ristrutturazione, soprattutto se la tipologia e il modo di utilizzo dell’edificio restano inalterati dopo la ristrutturazione, è generalmente buona pratica (ai fini di analizzare il consumodi energia di un edificio storico) stimare con estrema precisione il potenziale di risparmio energetico Energia rinnovabile Controllo costi UD1 Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Risparmio energetico su base annua 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 2: Valutazione della performance energetica nel Life-Cycle UD1 UD2 UD3 Introduzione Fase 1 Studio progetto di ristrutturazione Ristrutturazion e edilizia OCCUPAZIONE POSIZIONE Analisi e valutazione Prodotti e sistemi della ristrutturazione (materiali, sistemi energetici, etc) Dati sull’energia immagazzinata Dati o stime sul periodo di vita Tecnologie moderne Fase 3 Energia immagazzinata annualizzata Fase 2 Energia rinnovabile Controllo costi Risparmio energetico annuo Performance del Ciclo di Vita Energetico Scenario dell’esistente e in seguito alla ristrutturazione Scienza dei materiali Valutazione performance energetica Diagramma di flusso della metodologia proposta per la valutazione del Ciclo di vita energetico nei progetti di ristrutturazione Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Calcolo della performance energetica nel Life-Cycle 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 2: Valutazione della performance energetica nel Life-Cycle UD1 UD2 UD3 Introduzione Con l’approccio del Ciclo di Vita energetico, il risparmio energetico annuale in seguito a ristrutturazione, deve essere preso in considerazione solo dopo aver sottratto l’energia iconrporata da componenti aggiunti all’edificio. Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali L’energia incorporata aggiuntiva (AEE) in un Quando ristrutturiamo un edificio con progetto di ristrutturazione, è sempre sopra lo l’obiettivo di renderlo a consumo zero o zero se dobbiamo aggiungere nuovi prodotti e comunque edifici “a energia positive”, è sistemi, ma generalmente dovrebbe essere più richiesta l’installazione di sistemi di produzione bassa possibile per assicurare l’ottenimento di di energia rinnovabile risparmio energetico nel più ampio ciclo di vita. Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Nei progetti di ristrutturazione l’impatto dei materiali da costruzione può essere scontato per i risparmi energetici attesi dal progetto di ristrutturazione. Il ciclo di vita energetico del progetto di ristrutturazione considererà sia il risparmio energetico che l’energia immagazzinata. Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Calcolo della performance energetica nel Life-Cycle 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 2: Valutazione della performance energetica nel Life-Cycle UD1 UD2 UD3 Per supportare gli operatori disposti a seguire l’approccio Life-cycle, in progetti di ristrutturazione , utilizzandolo come input per la progettazione, può essere utile introdurre il concetto di 'NER‘ Introduzione Ristrutturazion e edilizia L’indicatore NER, spesso usato NER può essere definito nelle nel campo delle energie ristrutturazioni come l’indice di diminuzione del consumo rinnovabili, a volte chiamato energetico annuale (risparmio anche Ritorno Energetico sugli energetico annuale) alla crescita Investimenti, o Indice di Resa dell’Energia Incorporata Energetica, può essere Annualizzata (AEE). Questo indice rappresentato per la può essere usato per confrontare ristrutturazione di un edificio opzioni di ristrutturazione per esistente attraverso la migliorare il rendimento seguente formula: energetico dell’edificio: maggiore Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne è il NER di un progetto di ristrutturazione, più efficace sarà il risultato in termini di un risparmio energetico del ciclo di vita Energia rinnovabile Controllo costi Tutte le opzioni dove il NER è > 1 contribuiranno ad un miglioramento del rendimento energetico del ciclo di vita, e quindi a un risparmio energetico. Più alto è il NER di un progetto di Ristrutturazione, maggiore è il risparmio energetico Applied from: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Ottimizzazione energetica del Life-Cycle 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 2: Valutazione della performance energetica nel Life-Cycle Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi UD2 UD3 Esempio Introduzione Ristrutturazion e edilizia UD1 Il primo strato di isolamento di una tipica casa esistente dovrebbe normalmente produrre un NER molto alto, in quanto consente un notevole risparmio energetico con l’utilizzo di una piccolo quantità di materiale. Gli strati di isolamento susseguenti, aggiunti all’energia totale immagazzinata, non ci consentiranno un equivalente risparmio energetico, e quindi la ristrutturazione dell’involucro dell’edificio ci presenterebbe un NER in diminuzione all’aumentare dello spessore di isolamento Tecnologie come solare termico o sistemi per il riscaldamento portanol ad una diminuzione del NER commisurata alla dimensione dell’impianto, come il tasso di irraggiamento solare per metro quadro di impianto decresce a domanda costante di riscaldamento, una volta che abbiamo superato il carico estivo di base con l’ingresso della stagione estiva. Questo si verifica spesso con grandi impianti solari, che in pratica sono sovradimensionati per l’estate, che progressivamente aumentano l’energia immagazzinata ma non proporzionalmente aumentano l’input di energia solare. Tecnologie come PV, tuttavia, avranno un NER praticamente costante indipendentemente dalle loro dimensioni così come la produzione di energia elettrica sarà proporzionale alla quantità di materiali utilizzati nella loro produzione e installazione Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Ottimizzazione energetica del Life-Cycle 12 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici Introduzione UD2 UD3 Definizione di Audit Energetico Ristrutturazion e edilizia La definizione fornita dallo Standard EN 16247-1:20122, definisce l’audit energetico come ‘‘una procedura sistematica per ottenere un’adeguata conoscenza del profilo di consumo energetico di un edificio esistente o di un gruppo di edifici, un complesso industriale o di servizi privato o pubblico, al fine di identificare e quantificare in termini di costi le opportunità di risparmio energetico e la relazione con quanto rilevato’’ Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Principi di audit energetico– Tipologie 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici UD2 UD3 Audit sul posto Introduzione L’audit sul posto permette la raccolta delle Lo scopo principale di un audit è quello di informazioni base sulla struttura dell’edificio fornire raccomandazioni per migliorare (finestre, pareti, porte), gli apparecchi di l’efficienza energetica dell’immobile illuminazione, elettrodomestici, e dei sistemi di riscaldamento e raffreddamento. L’auditor dovrà attraverso l’individuazione di azioni di gestione e manutenzione (O&Ms) e misure parlare con il proprietario e gli occupanti dell’edificio per individuare tutte le zone problematiche di efficientamento energetico (EEMS) con dell’edificio connesse con le problematiche termiche tempi di ammortamento brevi e le performance energetiche Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali L’audit consiste in una breve visita alla struttura per individuare le aree nelle quali azioni semplici a basso costo possono garantire un risparmio energetico o una riduzione dei costi operativi Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Ziębik A, Hoinka K. Energy systems of complex buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Principi di audit energetico– Tipologie 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici UD2 UD3 Audit energetico standard (SEA) Introduzione L’audit energetico standard consiste in una Vengono utilizzati strumenti per sviluppare analisi globale dei sistemi energetici della baseline e modelli energetici e per stimare il struttura. risparmio ottenibile da azioni di efficientamento. Esso comprende lo sviluppo di una baseline per L’audit energetico standard include una visita in il consumo energetico della struttura, la loco, un’analisi dei dati, una dettagliata analisi di valutazione del risparmio energetico del modellazione, ed un’analisi economica che rapporto costo-efficacia delle misure di indica misure di efficienza energetica risparmio opportunamente individuate convenienti. Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali L’audit standard può incluedere alcune “misure spot” di parametri quali potenza del motore, temperature ambiente e umidità relativa, flussi d’aria , dove necessario. È un esercizio utile da effettuare prima uno studio dettagliato in modo che le risorse disponibili per lo studio dettagliato possano essere meglio utilizzate. Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Ziębik A, Hoinka K. Energy systems of complex buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Principi di audit energetico– Tipologie 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici UD2 UD3 Audit energetico dettagliato (DEA) Introduzione Nell’audit energetico dettagliato, sono effettuate L’audit energetico dettagliato riguarda si solito valutazioni economiche più rigorose su misure e progetti ad alta intensità di capitale individuati e azioni di efficientamento energetico. In particolare, preselezionati durante l’audit standard; esso il costo-beneficio delle misure può essere prevede una dettagliata raccolta di dati sul campo e determinato sulla base dell’analisi del costo del Ciclo analisi di ingegneria. Esso fornisce costi del progetto di vita i piuttosto che sul semplice ammortamento. dettagliati e le informazioni di risparmio con un L’analisi del costo del Ciclo di vita tiene in elevato livello di accuratezza, sufficiente per le considerazioni un numero di parametri economici principali scelte di investimento di capitale. A volte è come interessi, inflazione e e aliquote fiscali. chiamato audit investment grade (IGA) Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali L’audit energetico dettagliato include le seguenti fasi: Tecnologie moderne 1. Meeting di inizio lavori con il team di lavoro 2. Interviste con le persone individuate come rilevanti finalizzate a raccogliere informazioni più accurate 3. Raccolta e archivio dei dati- è la parte più importante dello studio. Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da Ziębik A, Hoinka K. Energy systems of complex buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Principi di audit energetico– Tipologie 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici UD2 UD3 Audit energetico e certificazione energetica, un approccio integrato Introduzione Audit sul posto Ristrutturazion e edilizia Condizioni esistenti YES Analisi e valutazione Verifica NO Edificio complesso Scienza dei materiali YES Verifica Tecnologie moderne NO Audit standard Simulazione audit Implementazione misure di efficienza Energia rinnovabile Certificazione energetica Controllo costi Tratto da: Ziębik A, Hoinka K. Energy systems of complex buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Principi di audit energetico– Tipologie 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici UD2 UD3 L’auditor stabilisce quali sono le misure da proporre, valuta i costi e stima i benefici Introduzione Ristrutturazion e edilizia Un Green Energy Audit Report dovrà contenere le seguenti informazioni: Analisi e valutazione Analisi della situazione corrente Definizione della baseline energetica Scienza dei materiali Descrizione delle misure di intervento proposte Valutazione economica delle misure proposte Tecnologie moderne Valutazione ambientale delle misure proposte Definizione del piano di gestione e di manutenzione Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Pianificazione di audit energetico degli edifici 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici UD2 UD3 Il report dell’Audit sul posto Introduzione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione 1 1 2 1 Disegni leggibili e completi che mostrano la planimetria e almeno due vedute di prospetto 2 Breve desrizione delle cartatterische architettoniche e dei sistemi energetici dell’edificio Eseguire test e misurazioni di base per valutare le prestazioni di base dei vari sistemi energetici di test e misurazione 3 Descrizione delle procedure utilizzate 4 Discussione sui risultati dell’Audit sul posto 3 Identificare alcune potenziali misure operative e di manutenzione (O & M), misure di efficientamento energetico (ECM), nonché misure necessarie per migliorare i problemi di abitabilità 5 Descrizione dettagliata dei calculi utilizzati per stimare il consumo energetico ed i potenziali risparmi 6 Riepilogo dei risultati dell’analisi energetica ed economica 7 Alcune foto per evidenziare alcune delle caratteristiche e delle problematiche dell’edificio Tecnologie moderne Controllo costi Descrivere i sistemi energetici di base dell'edificio, compreso struttura edilizia, sistemi meccanici e impianti elettrici 2 Scienza dei materiali Energia rinnovabile Sezioni del report finale : Compiti da eseguire : 4 Valutare i risparmi energetici (o i requisiti se sono necessarie alcune misure per migliorare il comfort abitativo) usando metodi di analisi semplificati Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London L’audit sul posto può essere un compito a sè stante oppure una parte dell’audit energetico UK: Springer-Verlag;standard 2013 Consigli pratici – il report dell’Audit sul posto 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici UD2 UD3 Il report dell’audit energetico standard Introduzione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Sezioni del report finale: Compiti da eseguire: 1 Effettuare un'indagine dettagliata di impianto di illuminazione ed elettrico 1 Disegni leggibili e completi che mostrano la planimetria e almeno due vedute di prospetto 2 Identificare i sistemi HVAC e i loro programmi operativi 2 Una descrizione sintetica delle caratteristiche dell’edificio e dei suoi impianti e sistemi 3 Eseguire tutte le misurazioni del caso, come ad esempio i livelli di illuminazione, le immagini termiche, i tassi di flusso d'aria, e così via 4 Modellare l'edificio esistente utilizzando uno strumento di simulazione energetica dettagliata 4 Le assunzioni alla base della modellazione dell’edificio eseguita utilizzando strumenti per la simulazione 5 Eseguire calcoli di ingegneria per stimare il risparmio energetico da parte di potenziali misure di efficientamento energetico 5 Una descrizione del processo di calibrazione risultati e delle indicazioni emerse 3 Una sintesi dei dall’audit sul posto economica per tutte le misure 6 Eseguire un’analisi 6 di efficientamento 7 Selezionare le misure di efficientamento da raccomandare per l’implementazione Un riepilogo delle analisi economiche da implementare basata sulle 7 Una lista di priorità analisi economiche L’audit energetico standard include anche i Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 sul posto compiti dell’audit Consigli pratici – Il report dell’audit energetico standard 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici UD2 UD3 Zona termica Introduzione L’edificio (complesso o no) è diviso in zone termiche – parti indipendenti dell’edificio, caratterizzate dall’utilizzo diverso, HVAC o impianti elettrici, con differenti criteri di utilizzo, o una gestione e dei sistemi indipendenti di controllo ambientale interno Ristrutturazion e edilizia Caratteristiche strutturali, impianti e dotazioni dell’edificio complesso Analisi e valutazione Nr. Zona termica Volume lordo (m3) Descrizione Superficie netta (m2) Impianti Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Consigli pratici – Il report dell’audit energetico standard 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici Checklist documentazione tecnica per le caratteristiche strutturali dell’edificio Ristrutturazion e edilizia Documenti Analisi e valutazione Quadro territoriale Scienza dei materiali Energia rinnovabile Controllo costi 1 2 UD3 Documentazione tecnica e operativa Introduzione Tecnologie moderne UD2 Disegni di progettazione Checklist documentazione tecnica per le caratteristiche degli impianti Documenti Descrizione Una planimetria con il quadro territoriale dell’edificio consente di definire le linee guida e il contesto circostante (ombra, vegetazione etc…) Diagrammi funzionali Progetto sul piano HVAC System Supporto tecnico Report sicurezza Planimetria (scala…) Altro Sezioni (scala…) Diagrammi funzionali Veduta di prospetto (scala) Involucro dell’edificio Desrizione Caratteristiche dell’involucro opaco Caratteristiche dell’involucro trasparente Altro (Specificare) Electrical systems Progetto sul piano Supporto tecnico Report sicurezza Altri impianti e dotazioni Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Consigli pratici – Il report dell’audit energetico standard 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici Introduzione 1. Contribuire ad un generale miglioramento nella sostenibilità dell’edificio. 2. Risparmio di energia diventa risparmio di risorse. 3. L’Auditor ha due obiettivi: massimizzare le prestazioni energetiche e massimizzare la qualità ambientale. 4. Favorire l’uso di energie rinnovabili. 5. Valutare tutte le soluzioni naturali per l’edificio, come tetti green, facciate green, sistemi di ombreggiatura naturale, impianti solari e di illuminazione passive. 6. Valutare gli standard di sostenibilità (LEED, BREEAMS, e altri indici). Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile 1 2 UD3 Obiettivi del Green Energy Audit Ristrutturazion e edilizia Controllo costi UD2 Tratto da : Jayamaha L. Energy efficient building systems. New York NY: McGraw Hill; 2006 Dall’audit energetico al green audit 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici UD1 UD2 UD3 Introduzione Esperienza dell’Auditor Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 12 13 • progettazione sostenibile/green degli edifici; • progettazione di impianti e sistemi (meccanici e elettrici); • energy management; • contabilità energetica; • protocolli ambientali internazionali (LEED, BREEAMS e altri) Competenze dell’Auditor • capacità di operare nel settore; • conoscenza delle problematiche relative alla sicurezza; • capacità di usare indagini/rilevamenti di dati e monitorare gli strumenti; • capacità di comunicare e interagire non solo con il cliente ma anche con il proprio staff; • capacità di redigere report in modo chiaro ed efficiente; • assicurare un continuo aggiornamento professionale che copra tutti gli aggiornamenti in normative e regolamenti che potranno intervenire; • la disponibilità ad occuparsi di un continuo aggiornamento sugli elementi tecnici e legislativi; • riservatezza nella gestione delle informazioni Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Dall’audit energetico al green audit – L’Auditor Indietro Avanti Modulo 2: Analisi e valutazione UD1 Unità Didattica 3: Audit energetico degli edifici Introduzione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi 12 13 Proprietario/Cliente Proprietario/Cliente Responsabile della struttura Responsabile manutenzione Definizione contratto Edificio e strutture Acquisizione documenti Gestione della struttura Piano Attività Definizione indicatori di consumo Proprietario/Cliente Responsabile della struttura Responsabile manutenzione Proprietario/Cliente UD2 Benchmark Conidizioni ambientali Ricerca sul campo Misure Monitoraggio Definizione Baseline Scelta delle misure di intervento Valutazione tecnica Valutazione economica Proprietario/Cliente Valutazione sostenibilità delle misure Audit report UD3 Diag ram ma di fluss o di un proc esso di gree n audi t Protocollo LEED Progetto Green Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Dall’audit energetico al green audit – L’Auditor Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Obiettivi formativi: 1. conoscenza base dell’efficienza energetica e comfort termico degli edifici; 2. conoscenza delle categorie dei materiali da costruzione, loro caratteristiche e uso; 3. conoscenza delle tecnologie moderne usate in edifici ad efficienza energetica. Controllo costi Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 1: Principi base della fisica delle costruzioni Il calore sendibile si trasferisce per: Ristrutturazione edilizia Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi UD3 Il calore esiste in forma sensibile, dipendente dalla temperatura, o in forma latente, dipendente a un cambiamento di stato. Introduzione Analisi e valutazione UD2 Conduzione Convezione Radiazione la radiazione si riferisce al il calore è trasferito si verifica in modo trasferimento di tra corpi solidi a significativo al calore causato contatto tra loro per contatto tra liquidi e dall’emissione e differenza di gas da una parte, e dall’assorbimento temperatura o tra solidi dall’altra. Si di onde punti a diverse elettromagnetiche. distingue in temperature, convezione forzata, Il trasferimento di all’interno dello naturale e mista. calore della stesso solido radiazione non richiede un mezzo. Il calore latente è trasmesso da un vettore, indipendentemente dalla temperatura. Ogni volta che il vettore è sottoposto a cambiamento di stato, il relativo calore latente è convertito in calore sensibile o viceversa Esempio: quando l’acqua evapora, assorbe calore sensibile in quantità uguale al calore latente della sua evaporazione. Tratto da: Hens H. Building physics – heat, air and moisture. Berlin GE: Ernst & Sohn Verlag; 2007 Trasporto di calore e massa - definizione 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali Unità Didattica 1: Principi base della fisica delle costruzioni UD1 LUD2 UD3 Introduzione Ristrutturazione edilizia Aria e umidità sono di estrema importanza per Il termine “trasferimento di massa” l’integrità fisica degli edifici. Quando i pori aperti indica il trasferimento di aria, vapore, di un elemento di materiale non sono pieni di acqua, residui solidi (solidi disciolti), acqua allora contengono area umida. L’acqua può gas e liquidi nei materiali e entrare in un poro solo se l’aria umida ne viene costruzioni di edifici. spinta fuori. Analisi e valutazione Scienza dei materiali Ad esempio: il flusso d’aria in una L’umidità è la cosa più dannosa per un edificio. stanza, il trasporto di vapore acqueo attraverso un tetto, il movimento di Una corretta resistenza all’umidità è l’obiettivo di acqua e sale nei mattoni, l’azione di ogni architetto e costruttore. La parola “umidità” indica che l’acqua nei pori è presente in due o tre rigonfiamento di materiali di fasi, con sostanze diverse disciolte nella fase isolamento. liquida. Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Hens H. Building physics – heat, air and moisture. Berlin GE: Ernst & Sohn Verlag; 2007 Trasporto di Calore e di massa - definizioni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 1: Principi base della fisica delle costruzioni UD2 UD3 Introduzione persone cose Ristrutturazione edilizia illuminazione risc ald am ent o Analisi e valutazione raff erd da me nto apporto solare atti vo atti vo conduzione ventilazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne target variabile Immagazzinamento della struttura Energia rinnovabile A seconda del livello di ristrutturazione, ci sono varie opportunità di intervenire su tutti gli elementi di equilibrio per preparare l’edificio alla sua successiva fase di vita: dal miglioramento dell’efficienza del suo sistema meccanico al cambiamento della quantità e distribuzione del calore delle persone, delle cose e della luce, e anche al cambiamento delle caratteristiche dell’involucro dell’edificio attraverso cambiamenti alle facciate o della sua esposizione prima inaccessibile da masse termiche. Bilancio di apporto e dispersione di calore di un edificio in un clima freddo Controllo costi Applied from: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Trasporto di calore e di massa - definizioni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 1: Principi base della fisica delle costruzioni Introduzione UD3 La velocità con cui una superficie muraria Igroscopicità e capillarità misurano la può assorbire umidità è importante per capacità di un materiale di assorbire e evitare condensa in superficiale. Materiali cedere (desorbire) acqua sotto forma di con una combinazione di permeabilità al gas (vapore acqueo) e di liquido vapore e alto assorbimento possono rispettivamente da o all’aria, o di velocemente contenere variazioni di condensa, al variare della relativa umidità immagazzinando o rilasciando umidità dell’aria. significanti quantità d’acqua. Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali La capacità igroscopica di un materiale è legata alla sua stabilità del contenuto di umidità ed è a volte misurata come l’aumento percentuale di content d’acqua in un materiale se la relativa umidità aumenta dal 50% al 85% a temperatura costante di 21°C Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi UD2 Tratto daHens H. Building physics – heat, air and moisture. Berlin GE: Ernst & Sohn Verlag; 2007 Comportamento igrotermico degli edifici - proprietà igroscopiche capillari 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 1: principi base della fisica delle costruzioni UD2 UD3 Differenza di pressione atmosferica Introduzione Irraggiamento solare (diretto e diffuso) Scambio termico con l’ambiente esterno Esterno Analisi e valutazione Scambio termico con l’ambiente interno Pioggia a vento Scienza dei materiali Scambio di vapore con l’aria interna Interno Ristrutturazione edilizia Scambio di vapore con l’aria esterna Tecnologie moderne Energia rinnovabile La primaria funzione di un edificio è la protezione di uno spazio interno dall’ambiente naturale esterno. acqua dal terreno Carichi igrotermici e sue alternanze diurne o stagionali che incidono sull’involucro dell’edificio secondo ASHRAE Controllo costi Tratto da: Hens H. Building physics – heat, air and moisture. Berlin GE: Ernst & Sohn Verlag; 2007 Comportamento igrotermico degli edifici – Carichi igrotermici 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 1: Principi base della fisica delle costruzioni UD2 UD3 Tipologia di sistemi di ventilazione Introduzione Ventilazione meccanica Ristrutturazione edilizia La ventilateone è procurata da una rete di condotte alimentate da uno o più ventilatori. Ventilazione naturale Sistemi meccanici basilari: Analisi e valutazione Immissione & la ventilazione sviluppata da Solo estrazione Solo immissione estrazione flussi attraverso aperture una rete di nell’involucro, generate da condotte separate forze naturali prodotte dal l’aria è estratta da condotte, con adempie alle vento a dalla flottazione l’aria è fornita da aperture funzioni di (gravità) . condotte e nell’involucro che immissione e aperture che provvedono alla estrazione. Se le provvedono alla via per masse del flusso via di scarico. l’approvvigioname sono uguali nto dell’aria. rappresenta un sistema bilanciato. Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Hall MR. Materials for energy efficiency and thermal comfort in buildings. Cambridge UK: Woodhead Publishing Ltd; 2010 Ventilatzione e qualità dell’aria – sistemi di ventilazione 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 1: Principi base di fisica delle costruzioni UD2 UD3 Introduzione Ristrutturazione edilizia può aumentare l’efficienza energetica attraverso la conservazione di energia, che altrimenti verrebbe perduta senza poter essere utilizzata successivamente. Inoltre può essere minimizzata l’oscillazione delle temperature che compromette l’efficienza di un sistema termico Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Il compito di un accumulo di energia termica può massimizzare la produzione da una fonte di energia rinnovabile intermittente, come quella per radiazione solare, aumentando la sua integrazione con sistemi di raffreddamento o riscaldamento. Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Hall MR. Materials for energy efficiency and thermal comfort in buildings. Cambridge UK: Woodhead Publishing Ltd; 2010 Immagazzinamento di energia termica e refrigeramento 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 1: Principi base della fisica delle costruzioni Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi UD2 UD3 I materiali usati per l’accumulo possono essere sia solidi che liquidi. I materiali solidi hanno valori di densità termica superiori a quelli liquidi. La densità termica del cemento è 466 volte maggiore di quella dell’acqua a 20 ºC Blocchi solidi e grandi non metallici non sono adatti per applicazioni che richiedono Materiali per grandi accumuli con frequenti cicli di carica/ scarica. Materiali solidi metallici l’accumulo di hanno una resa molto superiore sotto calore sensibile questo aspetto, ma i grandi costi dei metalli li rendono non economici. Il termine ‘phase change material’ (PCM) (materiali a cambio di fase) indica materiali che immagazzinano energia termica durante il cambiamento di fase da solido a liquido. I PCM possono essere suddivisi in due categorie: idrati di sale e materiali organici Materiali per l’accumulo di calore latente PCM Le piccole particelle PCM riducono le distanze di trasferimento del calore e provvedono ad un maggior rapporto specifico tra superficie e volume; questa è una soluzione efficace per aumentare l’intero trasferimento di calore del sistema di accumulo di calore latente Materiali per l’accumulo di calore chimico L’accumulo di calore termico chimico è molto adatto per iintegrare certi sistemi di refrigerazione a pompa di calore, come l’assorbimento e la cessione di vapore, per il raffreddamento agli edifici. Il lavoro usato in questi sistemi può essere utilizzato direttamente come accumulo termico. I materiali per l’accumulo di calore chimico, lavorano in coppia nei sistemi di accumulo termico. L’assorbente è un componente della coppia di lavoro; esso non è responsabile dell’immagazzinamento di energia termica e quindi la sua massa termica è di scarsa importanza Tratto da: Hall MR. Materials for energy efficiency and thermal comfort in buildings. Cambridge UK: Woodhead Publishing Ltd; 2010 Immagazzinamento di energia termica e refrigeramento 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 1: Principi base di fisica dei materiali UD2 UD3 Introduzione Ristrutturazione edilizia Tipo Analisi e valutazione Tipo I Scienza dei materiali ISO descrizione Certificazioni ambientali rilasciate a terze parti BS EN ISO 14024:2001 Autodichiarazioni Tipo II ambientali BS EN ISO 14021:2001 Tecnologie moderne Certificazione: procedure di una terza parte che accorda l’uso di un marchio su prodotti in base alla valutazione del ciclo vita. (es. ECOLABELS) Autodichiarazione: utilizzo di logo/simbolo relativo a caratteristiche ambientali di un prodotto (il prodotto è riciclabile, per esempio) Dichiarazioni Dichiarazione: set di dati azmbientali ambientali verificate da quantificati in base ai parametri LAC, Tipo III terze parti (EPD) BS conformi alla certificazione ISO 14040 EN ISO 14025:2006 Energia rinnovabile Certificazione e dichiarazione ambientali secondo la normativa BS EN ISO 14020 Controllo costi Classificazione ambientale dei materiali edilizi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali Unità Didattica 2: Materiali per l’efficienza energetica degli edifici UD1 UD2 UD3 Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Conduttività termica(k) La conduttività termica, k (nota anche come psi), esprime quanto un materiale conduce calore Grado di isolamento termico Il grado di isolamento termico è la misura di quanto un materiale resiste al trasferimento di calore attraverso se stesso. E’ il rapporto della differenza di temperatura attraverso un isolante e il flusso di calore per unità di area attraverso di esso. Più alto è il valore maggiore è l’isolamento. Trasmittanza termica Il grado di isolamento termico è reciproco alla trasmittanza termica (e viceversa). Un valore basso di trasmittanza termica indicate un valore superiore d’isolamento. E’ abitualmente usato in Europa per descrivere il grado di trasferimento termico di un elemento di un edificio su una data area, a condizioni standard. Facilità di installazione Fogli e tabelloni sono perfecti per aree grandi, con distanze tra i travetti standard o aree di supericie rettangolare. Cellulosa sfusa può essere facilmente aggiunta in spazi orizzontali ristretti o aree inusuali. Scienza dei materiali Tecnologie moderne Costo Energia rinnovabile Controllo costi L’isolamento termmico degli edifici è uno dei modi più efficaci per risparmiare risorse energetiche per il riscaldamento e il raffreddamento Tratto da : Thorpe D. Sustainable home ristrutturazione. London UK: Earthscan; 2010 Materiali isolanti altamente performanti – descrizione dell’isolamento 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali Unità Didattica 2: Materiali per migliorare l’efficienza energetica Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Pannelli e rotoli a base di cotone Grado di isolamento termico: 0.038– 0.043W/mK (CIBSE, 2006). Una risorsa riciclabile e rinnovabile a bassa energia incorporata sicuro da installare. Può assorbire umidità mantenendo la sua efficienza, ma se troppo umido assume la trasmittanza termica dell’acqua - alta. Resiste naturalmente alla decomposizione e ai funghi. Costoso Grado di isolamento termico: 0.038– 0.043W/mK. Igroscopico fino al 20%. Facile e sicuro da installare, fibre non irritanti. Buona stabilità dimensionale. Riciclabile, rinnovabile, non pericoloso. Buono per elementi strutturali. Energia incorporata: 20MJ/kg o 2800MJ/m3 at 140kg/m3 Grado di isolamento termico: 0.038– 0.043W/mK. Riciclabile, fibra naturale non pericolosa sicura da installare. Cascami di cotone o cotone riciclato sono mischiati con una fibra di riempimento come canapa o un legante termpoplastica come il poliestere. Lino in pannelli, lastre e rotoli pannelli di canapa Grado di isolamento termico: approssimativamente 0.042W/mK. Prodotto da piante le cui fibre sono legate con amido di patate e trattate con borace per renderle resistenti agli insetti e al fuoco. Riciclabile, rinnovabile, fibra naturale e non pericolosa, sicura da installare. Grado di isolamento termico: 0.043W/mK. Riciclabile, rinnovabile, naturale, non pericoloso. Come i pannelli di lana e di cotone contiene il 15% di poliestere per mantenere resistenza e stabilità, e borace. Biodegradabile. Abbastanza costoso. Energia rinnovabile Controllo costi UD3 Pannelli in fibra di legno Grado di isolamento termico: 0.038– 0.040W/mK. Riciclabile, rinnovabile, fatto con sminuzzi di giornale, sicura da installare. Viene posata sfusa asciutta, es in soffitta, o bagnata in spazi verticali Tecnologie moderne UD2 Pannelli e rotoli in lana di pecora Cellulosa (sfusa, pannelli, tavole) Scienza dei materiali UD1 Tratto da Thorpe D. Sustainable home ristrutturazione. London UK: Earthscan; 2010 Materiali organici Materiali isolanti altamente performanti – propriettà termiche dei materiali 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali Unità Didattica 2: Materiali per migliorare l’efficienza energetica Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione UD2 U3 Pannelli di fibra di cocco Pannelli di sughero Tavole in fibra di legno Grado di isolamento termico: 0.045W/mK. Fatto con la parte esterna della noce di cocco con borace e poco lavorato. Realizzato a pannelli o usato nelle guide o pavimenti di legno e soffitti. Sostenibile e rinnovabile, con energia incorporata variabile; riciclabile biodegradabile Grado di isolamento termico: 0.042– 0.050W/mK. Risorsa rinnovabile da foreste gestite in modo sostenibile (con la raccolta della corteccia esterna della pianta), può contenere sughero ricicclato. Usato abitualmente come sottostato di pavimenti in legno duro e ceramica Grado di isolamento termico: 0.080W/mK. Il rigido isolamento ha una alta (peggiore) trasmittanza termica rispetto ad un pannello. Lavora con camere d’aria sigillite nella struttura. Resistente al fuoco e senza collanti (assemblato per forte pressione). Riciclabile, rinnovabile, biodegradabile in discarica, non pericoloso Tavola di paglia Hemcrete® (mattoni di canapa) Grado di isolamento termico: 0.101W/mK. Riciclato, riciclabile, residuo agricolo rinnovabile, 100% paglia. Autoproduce una sua resina legante. Biodegradabile Grado di isolamento termico: 0.12– 0.13W/mK. Canapa compressa con legante a base di lime. Alta elasticità e permeabilità al vapore. Durevole, flessibile, bassa energia incorporata. Facile da installare Scienza dei materiali Tecnologie moderne UD1 Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Thorpe D. Sustainable home ristrutturazione. London UK: Earthscan; 2010 Materiali organici Materiali isolanti altamente performanti – Proprietà termiche dei materiali 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali Unità Didattica 2: Materiali per migliorare l’efficienza energetica Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi UD1 UD2 UD3 Pannelli e rotoli di lana minerale Lastra di schiuma di vetro Perlite Grado di isolamento termico: 0.033– 0.040W/mK. Fatto con scorie di acciaio (oltre 75 %) e roccia di basalto (25 % o meno). Usato per isolare soffitte e cavità di pareti – iniettato con un tubo flessibile. Ignifugo, riciclabile, durevole, non marcisce. Non rinnovabile, non biodegradabile, molto dipendente da combustibili fossili. Grado di isolamento termico: 0.042W/mK. Contiene minuscole celle sigillate formate dalla reazione dell’ossidazione di polvere di vetro (fino al 60 % riciclato) con carbone ad alta temperatura. Alta e durevole resistenza alla compressione, impermeabile, alta massa termica, intrinsecamente resistente al fuoco e al movimento d’aria. Riutilizzabile Grado di isolamento termico: 0.045– 0.05W/mK. Roccia vulcanica effusiva che si espande molto e diventa porosa se scaldata sufficientemente. Sfusa, granulare, leggera. Per riempire blocchi, o mescolata con il cemento per creare un calcestruzzo leggero e poco conduttivo. Non rinnovabile, di cava Pannelli e rotoli di lana di vetro minerale Aerogel Grado di isolamento termico: 0.033–0.040W/mK. Da vetro fuso, a volte con 20 - 30 % di contenuto riciclato. L’isolante residenziale più comune. Usualmente usato a pannelli, pressati tra colonne. Non rinnovabile, durevole e non marcisc, infiammabile, eccetto che in superficie, non biodegradabile, bonificabile, non riciclabile. Rischio cancro e problemi respiratori all’esposizione di fibre di vetro. Grado di isolamento termico: 0.013W/mK. L’Aerogel è ha dato origine a nuovi prodotti molto costosi come fogli flessibili e laminati, un tipo di vetro e materiali compositi compreso il carton gesso e pannelli multistrato di PVC. Non economico ma utile dove l’altezza è limitata perchè la resa è molto buona. Realizzato estraendo acqua dal gel di silice, sostituendolo in pori nanodimensionati con un gas come anidride carbonica per contenere il 99% del volume. Stabile e rigido, durevole e non marcisce, impermeabile al vapore acqueo, non combustibile, recuperabile. non rinnovabile e non biodegradabile Tratto da: Thorpe D. Sustainable home ristrutturazione. London UK: Earthscan; 2010 Minerali naturali Materiali isolanti altamente performanti – Proprietà termiche dei materiali 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali Unità Didattica 2: Materiali per migliorare l’efficienza energetica Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali UD2 UD3 Pannelli in schiuma fenolica Pannelli in polistirene espanso Pannelli in polistirene estruso Grado di isolamento termico (valore K): 0.020–0.25W/mK. La schiuma fenolica a celle chiuse è indicata per le coperture , intercapedini, pareti esterne, sistema di isolamento a cartongesso, isolamento dei pavimenti e come schede sarking. (EPS) Grado di isolamento termico: 0.032–0.040W/mK . Termoplastici, si sciolgono se riscaldati (per stampi o estrusioni). Attraverso il calore si trasforma in schiuma. Sono usati principalmente in cavità di muratura. Può essere riutilizzato. Non sono indicati per vecchie costruzioni traspiranti. (XPS) grado di isolamento termico: 0.028–0.036W/mK. Struttura a celle chiuse uniforme, superficie liscia continua. Alcuni prodotti utilizzano polistirene riciclato. Resistenza alla compressione molto alta. Eco-lana Pammelli strutturali isolati Valore K: 0.039–0.042W/mK. Riciclato alternativo a lana di vetro. Si presenta in rotoli o in lastre di spessore variabile. Facile da installare, riciclabile, stabile, durevole, non tossico, impermeabile e resistente al vapore, non biodegradabile Tecnologie moderne UD1 Energia rinnovabile K-value: variabile approssimativamente intorno a 0.040W/mK. Un metodo costruttivo che utilizza EPS pre tagliati o XPS applicabile velocemente per eliminare ponti termici. Nei lavori di ristrutturazione, possono essere utilizzati per estensione di ediifici, nuove pareti o come isolanti esterni. Grande varietà di applicazioni Tavole o schiuma di poliuretano K-value: 0.02–0.033W/mK. Schiuma o tavole rigide. La schiuma è spruzzata ad alte temperature. Stabile, di lunga durata, ideale per tappare buchi o interruzioni. Possono avere qualsiasi spessore. Idrofobici Tratto da: Thorpe D. Sustainable home ristrutturazione. London UK: Earthscan; 2010 Carbon fossile Controllo costi Materiali isolanti altamente performanti - proprietà termiche dei materiali 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali Unità Didattica 2: Materiali per migliorare l’efficienza energetica UD1 UD2 UD3 Introduzione I PCM possono essere organici, a base di paraffina o non a base di paraffina, inorganici come il sale idrato o metallici, o inorganici eutettici quando i PCM sono composti da 2 o più componenti che congelano e si fondono in maniera congruente Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali I PCM possono immagazzinare un Durante la notte, l’energia termica è grande quantitativo di energia termica rilasciata e il materiale può ritornare al il giorno mentre fondono, così da suo stato solido; questo processo può ridurre le oscillazioni di temperatura di essere esaltato tramite la ventilazione aria all’interno prodotti da guadagni dell’edificio con aria fresca dall'esterno solari e interni Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Materiali a cambio di fase - PCM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali Unità Didattica 2: Materiali per migliorare l’efficienza energetica Introduzione Caratteristiche Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi UD2 UD3 Materiali sintetici Energia usata per la produzione Bassa, energia da materiali solidi usata nel processo Usualmente alta Aggiunte chimiche Aggiunta di colle con basso impatto Alcuni prodotti contengono colle tossiche o altri agenti chimici (es formaldeide) Robustezza Alcuni isolanti sono altamente robusti Alcuni prodotti sono molto robusti Efficacia contro l’umidità Alcuni isolanti sono capaci di trattare l’umidità molto bene La maggior parte degli isolanti non sono capaci di assorbire l’umidità Tamponamento umidità Molti isolanti possono aiutare a regolare l’umidità La maggior parte dei materiali non regolano l’umidità Traspirabilità La maggior parte dei materiali sono traspiranti e permeabili all’umidità La maggior parte dei materiali non sono traspiranti Qualità dell’aria interna (IAQ) La maggior parte degli isolanti aiuta una buona qualità dell’aria IAQ neutra o negativa Reciclabilità Alcuni includono materiali riciclati e di recupero Alcuni materiali sono su base di risorse riciclate Smaltimento ciclo fine vita e inquinamento I materiali naturali possono rientrare in ciclo Possono essere considerati rifiuti pericolosi Sfruttamento ozono Alcuno o basso effetto negativo Molti prodotti usano agenti chimici volatili Massa termica Gran parte dei materiali contiene livelli variabili di massa termica che aumentano prestazioni termiche La maggior parte dei materiali non contribuisce alla massa termica Materiali rinnovabili vs. non rinnovabili Ristrutturazione edilizia rinnovabili naturali UD1 La maggior parte deiusing materiali è LaOxford maggior dei materiali Durabilità Applied from: Woolley T. Low impact building. Housing renewable materials. UK:parte John Wiley & Sons; non 2013è durevole durevole Materiali per l’efficientamento energetico degli edifici 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali Unità Didattica 2: Materiali per il migliorare l’efficienza energetica Introduzione PCM passivi UD1 UD2 UD3 PCM attivi Uso passivo di PCM - diminuire l’energia operativa nell’edificio Sistemi attivi usando i PCM - ridurre riducendone la domanda per il l’energia operativa nell’edificio riscaldamento e il raffreddamento riducendo l’uso di combustibili dell’ambiente, fondamentalmente fossili per il riscaldamento, livellando la temperatura interna raffreddamento e la produzione di aumentando l’inerzia dell’involucro acqua calda sanitaria dell’edificio Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne I rivestimento a parete con PCM sono usati per aumentare il comfort termico di edifici leggeri, che sono molto adatti a incorporare i PCM Energia rinnovabile Controllo costi Nei sistemi di riscalsamento termosolari l’uso di PCM piò essere un vantaggio in quanto la cisterna di accumulo d’acqua può essere di volume ridotto Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Materiali a cambio di fase – ristrutturazione di edifici 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali Unità Didattica 2: Materiali per migliorare l’efficienza energetica UD1 UD2 UD3 Introduzione Criteri per la selezione dei materiali Ristrutturazione edilizia Come il materiale influenza la salute e l’ecosistema, e come influenza l’uso delle risorse Analisi e valutazione Qual è il danno ambientale? Per la salute health, sono determinanti le emissioni e gli agenti chimici. Riguardo l’uso delle risorse possono essere presi in esame profili ambientali prodotti usando analisi del ciclo-vita Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Bokalders V, Block M. The whole building handbook. How to design healthy, efficient and sustainable buildings. London UK: Earthscan; 2010 Qualità dei materiali per la ristrutturazione edilizia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 3: Sistemi e Strumentazione Introduzione UD2 UD3 La ristrutturazione delle superfici opache di edifici esistenti con l’utilizzo di materiali isolanti Ristrutturazione edilizia Livelli di miglioramento, per aumentare il risparmio energetico Principali soluzioni di isolamento termico Analisi e valutazione Scienza dei materiali Isolamento esterno Livello 1 Condizione di isolamento/livello esistente Isolamento interno Livello 2 Misure standard di ristrutturazione Isolamento a camera d’aria Livello 3 Misure avanzate di ristrutturazione Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Magrini A. Ristrutturazione edilizia for energy performance. A global approach. Dordrecht CH: Springer International Publishing; 2014 Involucro edilizio opaco 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 3: Sistemi e strumentazione UD2 UD3 Parametri principali per la caratterizzazione termica delle pareti Introduzione Valutazione di U [W/(m2 K)] Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Calcolo EN ISO 6946:2008 Scienza dei materiali Misure in loco Definizione delle pareti Tecnologie moderne Informazione dal progetto Analisi trasmittanza termica (ISO 9869) Confronto con le pareti Ispezione Energia rinnovabile Determinazione della trasmittanza termicaa delle pareti Controllo costi Tratto da: Magrini A. Ristrutturazione edilizia for energy performance. A global approach. Dordrecht CH: Springer International Publishing; 2014 Involucro edilizio opaco – trasmittanza termica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 3: Sistemi e strumentazione Introduzione I problemi di umidità degli edifici hanno varie cause: Condensa interstiziale causa il degradamento dell’edificio e l’insalubrity dell’ambiente nelle seguenti forme: salita capillare dell’acqua nelle pareti condensa all’interno di componenti dell’edificio Migrazione di sali of salts, efflorescenze problemi di ermetici all’acqua Variazioni dimensionali e danneggiamento del manufatto Migrazione sali nei materiali Scienza dei materiali Riduzione dell’isolamento termico problemi igrometrici delle superfici Degradamento dell’intonaco condensa di vapore acqueo nelle strutture Decomposizione delle strutture lignee Tecnologie moderne La presenza di acqua condensata sulla superficie e all’interno dei muri Crescita di colonie di funghi sotto la superficie dell’involucro dell’edificio Energia rinnovabile Controllo costi UD3 Problemi di trasmissione di vapore acqueo Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione UD2 Applied from: Magrini A. Ristrutturazione edilizia for energy performance. A global approach. Dordrecht CH: Springer International Publishing; 2014 Involucro edilizio opaco – problemi di trasmissione del vapore 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 3: Sistemi e strumentazione UD2 UD3 Condizioni di trasmittanza termica e azioni migliorative Introduzione Radiazione Ristrutturazione edilizia Rivestomento basso emissivo Conduzione Analisi e valutazione Gas speciale all’interno Convezione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Distanziali a bassa conduttanza Telai migliori Energia rinnovabile Conduzione Controllo costi Le finestre sono gli elementi a maggior trasmissione di energia dell’intero involucro con una trasmittanza termica minimo cinque volte maggiore di una tipica superficie isolata opaca Le finestre trasmettono circa 400W/m2, 40 volte di più di un muro tra 20° di differenza di temperatura e trasmittanza termica 0.5W/m2 La trasmittanza termica di una finestra (UW) è determinata da 3 fattori: il vetro, il telaio (fisso o apribile), e lo spazio tra i vetri (finestre multistrato) Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Involucro edilizio opaco – trasmittanza termica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 3: Sistemi e strumentazione UD2 UD3 Introduzione L’utilizzo di un film di rivestimento sul vetro con conseguente riduzione emissiva with a consequent emissivity reduction (vetri a bassa emissione) Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali l’applicazione di uno strato di gas con una conduzione termica più bassa di quella dell’aria (es. argon e krypton) Soluzioni usate per la riduzione di trasferimento termico per conduzione e convezione l’aggiunta di sistemi multiglazing con intercamere l’adozione di cornici distanziali in materiali a bassa conduttività Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009 Involucro edilizio trasparente – soluzioni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 3: Sistemi e strumentazione Introduzione UD2 UD3 L’efficacia della protezione solare delle superfici vetrate depende da i seguenti fattori: Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione caratteristiche del materiale schermante e trattamento (riflettanza) soluzione di protezione solare (fissa o mobile) applicazione della schermatura in relazione al telaio (esterna, interna, intermedia) disposizione della schermatura, secondo l’esposizione della facciata (parallela, ortogonale, orizzontale, verticale, etc.) Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Magrini A. Ristrutturazione edilizia for energy performance. A global approach. Dordrecht CH: Springer International Publishing; 2014 Schermature solari 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 3: Sistemi e strumentazione Introduzione Dispositovi d’ombra fissi UD2 UD3 Dispositovi d’ombra mobili Ristrutturazione edilizia tende a rullo Analisi e valutazione aggetto fisso Scienza dei materiali Tecnologie moderne veneziana Energia rinnovabile Controllo costi alette fisse Tratto da: Magrini A. Ristrutturazione edilizia for energy performance. A global approach. Dordrecht CH: Springer International Publishing; 2014 Schermature solari– classificazione di prodotti ombreggianti 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 3: Systems & devices Introduzione esempi di tende a rullo UD2 UD3 esempi di tende a sipario Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione tenda a caduta tenda estensibile Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi tenda a caduta e sporgente cappottina Tratto da: Magrini A. Ristrutturazione edilizia for energy performance. A global approach. Dordrecht CH: Springer International Publishing; 2014 Schermature solari– classificazione di prodotti schermanti 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 3: Sistemi e strumentazione UD2 UD3 Come scegliere un sistema di protezione solare Introduzione Ristrutturazione edilizia riduzione del guadagno solare in estate miglioramento del comfort termico estivo attraverso il controllo del fenomeno dello scambio termico per irradiamento Analisi e valutazione Scienza dei materiali Energia rinnovabile Controllo costi benefici funzionali suggeriti da valutare comfort visuale con il controllo dei bagliori Tecnologie moderne miglioramento della resistenza termica in combinazione telaio/schermo guadagno solare invernale In caso di edifici storici è cruciale valutare aspetti estetici della facciata prima di scegliere il sistema di schermatura appropriato (esterno, interno, intermedio) Tratto da: Magrini A. Ristrutturazione edilizia for energy performance. A global approach. Dordrecht CH: Springer International Publishing; 2014 Schermature solari - classificazione di prodotti schermanti 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 3: Sistemi e strumentazione UD3 L’aerogel di silice è un materiale leggero nanostrutturato altamente poroso, con una conduttività termica molto bassa (fino a 0.010 W/m K). Per l’isolamento delle finestre sono stati sviluppati aerogels di silice granulari traslucidi e trasparenti monolitici. Introduzione Ristrutturazione edilizia Tipi di aerogels Analisi e valutazione 1 2 Aerogels opachi, possono essere usati per ridurre ponti termici nell’involucro dell’edificio, o additivi per rivestimenti con alte prestazioni termiche. La conduttività termica è circa 0.013 W/m K Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi UD2 3 Aerogels trasparenti, come quelli monolitici sono usati per finestre super isolanti Edifici antecedenti al 1970 usualmente non hanno finestre molto grandi, ma le loro prestazioni in termini di isolamento termico sono gerelamnete molto poveri Aerogels di silice granulari traslucidi (spesso detti nanogel), sono usati per realizzare finestre e luvernari ad alta efficienza energetica. Il valore di trsamittanza termica può essere inferiore a 0.3 W/m2 K Tratto da:Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Finestre: nanogel & efficienza energetica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 3: Scienza dei materiali UD1 Unità Didattica 3: Sistemi e strumentazione UD3 Sistemi per vetrature disponibili in commercio Introduzione 2 1 Ristrutturazione edilizia sistemi in policarbonato per lucernari e facciate tensostrutture e tettoie Analisi e valutazione 3 vetri isolanti Scienza dei materiali 5 4 Tecnologie moderne pannelli strutturali compositi per lucernari e facciate Energia rinnovabile Controllo costi UD2 Vetri U-channel glass (sistemi vetrati auto portanti con cornice perimetrale in metallo estruso) Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Finestre: nanogel & efficienza energetica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 4:Tecnologie moderne Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Obiettivi formativi: 1. Conoscenza base delle tecnologie moderne usate negli edifici ad efficienza energetica; 2. Conoscenza delle tecnologie di conservazione di energia termica; 3. Informazioni sui sistemi di raffreddamento a bassa energia; 4. Conoscenza dei sistemi HVAC in edifici ad efficienza energetica; 5. Informazioni sulla illuminazione ad efficienza energetica; 6. Conoscenza della tecnologia di messa in opera di vetri commutabili. Controllo costi Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Introduzione Si ottiene usando delle parti della massa L’energia termica può dell’edificio (muri a blocchi, tramezzi a essere accumulata Accumulo termico passivo blocchi, pavimenti in calcestruzzo e tetti come parte delle in calcestruzzo) per accumulare calore strutture del fabbricato o capacità di raffreddamento. così come in uno spazio separato, dipende soltanto dal metodo di Avviene quando un materiale è raffreddamento/riscalda specificatamente raffreddato o mento adottato nell’involucro edilizio Accumulo termico attivo riscaldato allo scopo di usare l’effetto di raffreddamento o di riscaldamento in un esistente. momento successivo. Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Tecnologie di accumulo di energia termica (TES) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Accumulo passivo di energia solare Accumulo attivo di energia solare Il riscaldamento passivo attraverso l’energia solare è un tipo di tecnica di accumulo termico altamente adatto ad edifici in fase di ristrutturazione. L’accumulo attivo di energia solare utilizza un collettore solare apposito, serbatoi, scambiatori di calore, pompe meccaniche associate e interfacce di controllo. La radiazione solare viene intrappolata dal collettore solare e viene convertita in energia termica. I sistemi passivi di accumulo di riscaldamento solare possono potenziare l’efficienza energetica di un edificio del 30-35% E’ previsto un aumento di temperatura del fluido termovettore fino a 130140°C Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Tecnologie di accumulo di energia termica (TES) – Accumulo di energia solare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Introduzione Estate Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Il sistema di accumulo di energia termica con l’acquifero (ATES) si basa in pratica sul principio di estrazione della entalpia dell’energia termica dall’acqua sotterranea a bassa temperatura per soddisfare la domanda di carico di raffreddamento o riscaldamento negli edifici. Scambiatore di calore della stanza Scienza dei materiali Scambiatore di calore Tecnologie moderne 50-200 Energia rinnovabile Controllo costi Falda acquifera Terreno Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Tecnologie di accumulo di energia termica (TES) – Accumulo di energia termica con l’acquifero (ATES) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Introduzione Inverno Ristrutturazione edilizia Ci sono tre tipi di sistemi ATEF capaci di accumulare calore o freddo a seconda della domanda di carico termico negli edifici. Analisi e valutazione Scambiatore di calore della stanza Scienza dei materiali Scambiatore di calore Tecnologie moderne 50-200 Energia rinnovabile Controllo costi 1. fonte singola (mono), 2. fonte doppia (doublet) 3. ricircolazione (year-round) Falda acquifera Terreno Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Tecnologie di accumulo di energia termica (TES) – Accumulo di energia termica con l’acquifero (ATES) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Introduzione Estate Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione I sistemi di accumulo di energia termica con pozzi nella roccia (BTES) sono simili ai sistemi ATES per quanto riguarda le caratteristiche operative. Scambiatore di calore della stanza Scienza dei materiali Scambiatore di calore Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Terreno Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Tecnologie di accumulo di energia termica (TES) –– Accumulo di energia termica con pozzi nella roccia (BTES) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Introduzione Inverno Ristrutturazione edilizia Il sistema BTES utilizza la fonte a bassa temperatura dal sottosuolo per soddisfare in maniera efficace la richiesta di raffreddamento e riscaldamento negli edifici Analisi e valutazione Scambiatore di calore della stanza Scienza dei materiali Scambiatore di calore Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Terreno Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Tecnologie di accumulo di energia termica (TES) –– Accumulo di energia termica con pozzi nella roccia (BTES) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Introduzione I sistemi di raffreddamento radiante utilizzano tubi di acqua fredda per distribuire energia di raffreddamento in vari spazi condizionati. Ristrutturazione edilizia Tipi di sistemi di raffreddamento radiante Analisi e valutazione system I pannelli in Panel alluminio che sostengono tubazioni possono essere montati in superficie oppure inseriti in pavimenti, muri o soffitti. La massa termica di un pavimento riscaldato agisce come strumento di accumulo di calore. Il calore è condotto dalle fonti di calore fino alla superficie del pannello. Tramite radiazione le superfici scaldano direttamente gli oggetti senza supporti di trasmissione del calore (come l’aria) Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Capillary tube system I sistemi di tubi capillari vengono usati per fornire acqua refrigerata attraverso tappeti di piccoli tubi ravvicinati incorporati in plastica, gesso o intonaco su muri e soffitti. Strati di calcestruzzo con tubi incorporati possono fornire il trasporto e la capacità di accumulo termico per sistemi di raffreddamento. Tratto da: Krarti M. Weatherization and energy efficiency improvement for existing homes. An engineering approach. Boca Raton FL: CRC Press; 2012 Sistemi di raffreddamento a bassa energia - Sistemi di raffreddamento radiante 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Introduzione Raccomandazioni di progettazione ASHRAE Ristrutturazione edilizia Raccomandazioni ASHRAE Analisi e valutazione 1 Temperatura della stanza 18 - 22⁰C 2 Temperatura dell’acqua calda fornita 35 - 60⁰C Scienza dei materiali 3 Temperatura della superficie del pavimento 24 - 30⁰C 4 Abbassamento di temperatura dell’acqua 8 - 11⁰C 5 Lunghezza massima dell’impianto 60m (3/8 in.), 90m (1/2 in.) 6 Dimensione dei tubi 3/8 in. 7 Distanza dei tubi 10 – 23 cm Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Krarti M. Weatherization and energy efficiency improvement for existing homes. An engineering approach. Boca Raton FL: CRC Press; 2012 Sistemi di raffreddamento a bassa energia - Sistemi di raffreddamento radiante 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Classificazione dei sistemi di riscaldamento e di raffreddamento Introduzione Ristrutturazione edilizia Solo riscaldamento Funzione Solo raffreddamento Riscaldamento & raffreddamento Sistemi ad aria forzata Riscaldamento ad aria calda canalizzata o non non canalizzata Scienza dei materiali Sistemi idronici Boiler e radiatori a Soffitto radiante battiscopa; pavimenti radianti Pareti radianti Tecnologie moderne Sistemi passivi/rinnovabili Sistemi di guadagno Ventilazione diretto; Muri di controllata e Trombe naturale Pompa di calore geotermica Energia rinnovabile Altri Riscaldamento elettrico; stufe a legna Analisi e valutazione Controllo costi DX aria Pompa di calore condizionata evaporative cooling Raffreddamento ad Fondazioni assorbimento termoattive Riscaldamento, ventilazione e condizionamento d’aria (HVAC) Tratto da: Haines RW, Myers ME. HVAC systems design handbook. New York NY: McGraw Hill; 2004 Sistemi HVAC in edifici ad efficienza energetica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Introduzione Criteri per la selezione dei sistemi e degli impianti Ristrutturazione edilizia Criteri per la selezione di sistemi HVAC e degli impianti 1 domanda di comfort o di processo Analisi e valutazione 2 Conservazione dell’energia, requisiti normativi 3 Costi iniziali contro costi ciclo vita Scienza dei materiali 4 Desideri del proprietario, archititetto o ufficio design Tecnologie moderne 5 Limitazioni di spazio Energia rinnovabile 7 Sistema centrale o distribuito Controllo costi 6 Manutenibilità e affidabilità 8 Semplicità e controllabilità Tratto da: Haines RW, Myers ME. HVAC systems design handbook. New York NY: McGraw Hill; 2004 Sistemi HVAC in edifici ad efficienza energetica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Introduzione 1 Ristrutturazione edilizia 3 L’edificio non ha un sistema di riscaldamento o raffreddamento. L’energia è usata solo per sistemi come l’illuminazione, elettrodomestici e ACS. Questo caso è da ritenere di riferimento per un disagio termico nell’edificio se non è installato alcun sistema di riscaldamento e raffreddamento Analisi e valutazione Scienza dei materiali 2 Energia rinnovabile Pareti radianti Le pareti radianti sono usate per scaldare e raffreddare unità abitative. Sono utilizzati tre termostati per unità thermostats per evitare eccessive stratificazioni di temperature. Per gestire il sistema si usano controlli di temperatura operativi Ventilazione naturale 4 L’edificio è raffreddato usando ventilazione naturale. Non ci sono sistemi meccanici per il riscaldamento o raffreddamento. La ventilazione naturale avviene aprendo le finestre solo quando fuori la temperatura è inferiore a 23° e la differenza di temperatura tra interno ed esterno è di 1° superiore a quella interna Tecnologie moderne Controllo costi Sistemi non HVAC Tubo sotterraneo Questa opzione utilizza l’energia scaldante/raffreddante immagazzinata nel terreno. In questo edificio si usa un tubo sotterraneo per condizionare l’aria fornita a ciascuna unità abitativa nell’edificio. Tratto da: Krarti M. Weatherization and energy efficiency improvement for existing homes. An engineering approach. Boca Raton FL: CRC Press; 2012 Analisi comparativa di sistemi di riscaldamento & raffreddamento – tipi di sistemi HVAC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Introduzione 5 Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Pareti radianti con torre di raffreddamento Questo sistema è una variante del sistema 4 con una torre di raffreddamento (condensatore) a circuito aperto, direttamente collegato con il sistema a parete radiante per ridurre il consumo di energia di raffreddamento 6 Pareti radianti con refrigeratore ad evaporazione Anche questo sistema è una variante del sistema 4, con un refrigeratore ad evaporazione usato per raffreddare l’acqua di alimentazione delle pareti radianti. 7 Pavimenti radianti I pavimenti radianti vengono usati al posto delle pareti radianti per fornire sia riscaldamento che raffreddamento in ogni unità abitativa dell’edificio. Per ogni unità viene considerato un pavimento radiante per piano. 8 Riscaldamento con pavimenti radianti e raffreddamento con pareti radianti Questo sistema usa due circuiti d’acqua separati: un circuito d’acqua calda per fornire riscaldamento attraverso i pavimenti radianti, come nel sistema 8, e un circuito d’acqua refrigerata per fornire raffreddamento attraverso le pareti radianti, come nel sistema 3. Tratto da: Krarti M. Weatherization and energy efficiency improvement for existing homes. An engineering approach. Boca Raton FL: CRC Press; 2012 Analisi comparativa di sistemi di riscaldamento & raffreddamento – tipi di sistemi HVAC 12 13 Indietro Avanti Modulo 4: Tecnologie moderne Unità Didattica : Tecnologie moderne sistemi e strumentazioni Introduzione Ristrutturazione edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Sistemi di illuminazione ad efficienza energetica Lampade fluorescenti ad alta efficienza energetica Lampade fluorescenti compatte Lampade alogene compatte Illuminazione a LED Diodi organici ad emissione di luce Gli interruttori dimmer possono risparmiare fino al 50% del consumo di energia elettrica. Lo spegnimento automatico delle luci in spazi non occupati con rilevatore di movimento per spazi fino a 60 m2 può risparmiare fino al 60% del consumo di energia. Sensori di presenza e assenza. Fotosensori. Timer e rilevatori di movimento possono risparmiare il 20% del consumo di energia associata all’illuminazione per esterni. Energia rinnovabile Controllo costi Controlli per l’illuminazione Tratto da: Thorpe D. Sustainable home ristrutturazione. London UK: Earthscan; 2010 Illuminazione ad efficienza energetica 12 13 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile (RES) Introduzione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Obiettivi formativi: 1. Conoscenza base su sistemi a energia rinnovabile su piccola scala e tecnologie utilizzate nell’edilizia; 2. Conoscenze base su sistemi e dispositivi solari fotovoltaici , solari termici , a energia eolica per abitazioni, pompe di calore, micro CHP per generazione di energia, principi di progettazione per installazioni RES. Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Introduzione Tecnologie per energia rinnovabile Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Applicazioni Commenti Solare termica (A tubo) Rinnovo dell’impianto domestico per l’acqua calda L`installazione puó essere integrata con la ristrutturazione del tetto Solare termica (A pannelli) Applicazioni a basse temperature Anche il pannellopiano non vetrato puó essere efficace per l`applicazione a bassa temperatura Fotovoltaico Pannelli di rivestimento e tegole Fotovoltaico/termico Pannelli ventilati Fotovoltaica Pannelli opachi utilizzati come dispositivi Ombreggiatura ottimale di schermatura Fotovoltaica PV(fotovoltaico) semi trasparenti utilizzati per pannelli di vetro a trasmissione ridotta in ampi spazi (atri) Produzione di energia attraverso ventilazione solare a preriscaldamento. I pannelli ventilati lavorano ad alta efficienza. Ombreggiatura non ottimale poichè PV(fotovoltaico) assorbe e re-irradia circa l`85% dell’energia interna. Tratto da: Ziębik A, Hoinka K. Energy systems of complex buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Energia rinnovabile: le diverse opzioni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Introduzione Tenergie a energia rinnovabile Ristrutturazion e edilizia Applicazioni Commenti Riscaldamento a biomassa Necessario conoscere la normativa locale sulle emissioni Analisi e valutazione Il sistema richiede spazio consegna e stoccaggio del combustile accumulo/smaltimento (ceneri) materiali di scarto Riscaldamento geotermico Utilizza pompa di calore Opera a bassa temperatura e richiede un sistema adeguato di distribuzione, riscaldamento sotto pavimento Scienza dei materiali Raffredamento a pavimento Usa pompa di calore Aumento dell’efficienza di refrigerazione. Viene spesso usato insieme al riscaldamento Solare termica (collettore di rivestimento) Installato insieme a isolamento esterno Aria riscaldata si forma tra raccolta tra assorbitore leggero e isolamento esterno Solare termica (tubo) Contribuendo al riscaldamento degli spazi in Installazione puó essre integrate con costruzioni con bassa domanda di calore e ristrutturazione del tetto sistema di immagazinamento integrato Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Applied from: Ziębik A, Hoinka K. Energy systems of complex buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Energia rinnovabile: le diverse opzioni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Introduzione Ristrutturazion e edilizia Idoneità delle fonti di energia rinnovabili Analisi e valutazione Applicazione Solare termico Biomassa solida Biogas Biomasse da rifiuti Geotermia a bassa entalpia Geotermia ad alta entalpia Abitazioni Scienza dei materiali Teleriscalda mento Tecnologie moderne Commercio & servizio Agricoltura Energia rinnovabile Controllo costi Industria Tratto da: Ziębik A, Hoinka K. Energy systems of complex buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013 Energia rinnovabile: le diverse opzioni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Introduzione Tipico sistema fotovoltaico collegato alla rete per un’abitazione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Pannello fotovoltaico La maggior parte dei sistemi fotovoltaici installati per costruzioni residenziali sono utilizzati per generare elettricità che può essere usata direttamente in casa (sistemi autonomi) oppure venduta alla rete (sistemi collegati alla rete) Inverter Prese della corrente Scienza dei materiali Quadro elettrico Bagno Camera Tecnologie moderne Rete elettrica Energia rinnovabile Controllo costi Recentemente, c’é interesse ad utilizzare sistemi fotovoltaici ibridi per generare elettricità e calore attraverso collettori fotovoltaici/termici (PVT) Contatore Tratto da: Krarti M. Weatherization and energy efficiency improvement for existing homes. An engineering approach. Boca Raton FL: CRC Press; 2012 Apparecchiature e sistemi fotovoltaici 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Introduzione Sistema solare termico completamente riempito Ristrutturazion e edilizia Tetto Analisi e valutazione Collettore solare Deposito d’acqua calda Scienza dei materiali Tecnologie moderne Vaso di espansione Valvola di controllo Pompa Energia rinnovabile Controllo costi I collettori solari piani, che sono i più utilizzati ed economici, sono formati da una piastra assorbente, da una o più lastre in vetro di copertura, in modo da ridurre perdite termiche esternamente, e da un sistema di canali connessi alla piastra attraverso cui il fluido termovettore trasporta energia Tratto da: Thorpe D. Sustainable home ristrutturazione. London UK: Earthscan; 2010 Apparecchiature e sistemi fotovoltaici 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Introduzione Sistema solare termico a svuotamento (Drain-Back) Ristrutturazion e edilizia Il rendimento energetico di un sistema è principalmente influenzato da: Tetto Analisi e valutazione - Vaso di drenaggio Scienza dei materiali Collettore solare - serbatoio d’acqua calda Pompa Tecnologie moderne - la quantità di radiazioni solari che colpiscono il collettore; il tipo di collettore (pannelli o tubi sottovuoto); la loro efficienza; l’orientamento (azimut); l’inclinazione; la temperatura finale dell’acqua e il volume richiesto Energia rinnovabile Controllo costi Tratto dam: Thorpe D. Sustainable home ristrutturazione. London UK: Earthscan; 2010 Apparecchiature e sistemi fotovoltaici 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Sistema solare per la produzione di acqua calda sanitaria (SDHW) Introduzione Acqua calda Serbatoio di drenaggio Ristrutturazion e edilizia T Serbatoio preriscaldame nto solare Collettore solare Analisi e valutazione Scambiatore di calore centralina di controllo Serbatoio ausiliario T Scienza dei materiali Pompa Pompa Acqua fredda Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Laughton Ch. Solar domestic water heating. London UK: Earthscan; 2010 Apparecchiature e sistemi fotovoltaici 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Sistema solare per la produzione di acqua calda sanitaria (SDHW) Introduzione Ristrutturazion e edilizia I sistemi SDHW sono divisi in due categorie principali: diretta ed indiretta. Nei sistemi diretti o a circuito aperto, l’acqua é riscaldata direttamente attraverso i collettori solari Analisi e valutazione Scienza dei materiali I sistemi a svuotamento (Drain-Back) sono esempi di SDHW attivi ed indiretti. La caratteristica principale di un sistema a svuotamento é l’assetto sicuro usato per assicurarsi che il sistema del circuito del collettore, che include il collettore ed i tubi, non geli, rimuovendo acqua dal circuito quando il sistema non raccoglie calore solare Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi I sistemi SDHW possono usare strategie passive (es. convezione naturale) o attive (es. pompa) per far circolare acqua dal collettore al serbatoio Tratto da: Laughton Ch. Solar domestic water heating. London UK: Earthscan; 2010 Apparecchiature e sistemi fotovoltaici 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Sistemi solari integrati nelle coperture degli edifici Introduzione Pannelli fotovoltaici Ristrutturazion e edilizia Raccolta di calore/ pannelli di vetro Per un maggiore accumulo nella stagione fredda, l’angolo di inclinazione dovrebbe essere dato dall’altitudine + 15° (più verticale), mentre nella stagione calda dall’altitudine – 15°. Questi angoli di inclinazione sono indicativi per un primo sviluppo del progetto e dovrebbero essere rivisti con un’analisi più approfondita per determinare l’angolo di inclinazione ottimale Canale del tetto Raccolta di calore/ coperture in lamiera Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Canale del flusso d’aria del tetto Presa d’aria Tratto da: Hall MR. Materials for energy efficiency and thermal comfort in buildings. Cambridge UK: Woodhead Publishing Ltd; 2010 Apparecchiature e sistemi fotovoltaici 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Sistema solare per il riscaldamento dell’acqua – sequenza di gruppi funzionali Introduzione Ristrutturazion e edilizia Radiazione solare Collettore solare esterno Analisi e valutazione Alimentazione acqua fredda Scienza dei materiali Tubi Serbatoio d’acqua di calore solare Elettricitá per pompe e controlli Tecnologie moderne Controllo costi Sistema di distribuzione d’acqua calda sanitaria Riscaldamento ausiliario Energia rinnovabile Controlli per la sicurezza, l’efficienza e le informazioni Tratto da: Laughton Ch. Solar domestic water heating. London UK: Earthscan; 2010 Apparecchiature e sistemi fotovoltaici 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Introduzione Ristrutturazion e edilizia Con ‘piccole’ si indicano turbine eoliche che vanno da pochi watt a 20 kW. Turbine tra 1 e 5 kW possono essere usate per fornire corrente diretta o alternativa Analisi e valutazione Rotore Darrieus Scienza dei materiali Rotore-S Le versioni verticali operano con velocità del vento inferiori e sono meccanicamente meno stressate dalle turbolenze. Possono essere installate su tetti o su muri Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Rotore a spirale Flugel Tratto da: Smith PF. Eco-refurbishment. A guide to saving and producing energy in the home. Oxford UK: Architectural Press; 2004 Energia eolica per abitazioni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Introduzione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Turbina Lange Rotore Darrieus H Scienza dei materiali I sistemi sotto i 2 kW hanno solitamente una capacità di 24-28 V e sono destinati più a ricariche di batteria o a circuiti DC piuttosto che ad avere compatibilità con la rete A causa dell’alta turbolenza causata dalle costruzioni, le turbine ad asse verticale sono migliori di quelle ad asse orizzontale. Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tetto “eolico” ideato da Altechnica. La turbina eolica in foto è la turbina “Altechnica Wheel Darrieus" a flusso tangenziale. Tratto da: Smith PF. Eco-refurbishment. A guide to saving and producing energy in the home. Oxford UK: Architectural Press; 2004 Energia eolica per abitazioni 12 13 14 15 16 17 18 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Sistemi geotermici Introduzione Circuito di scambio termico Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Verticale Scienza dei materiali Circuito di scambio termico Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Un tipico sistema geotermico a sonde verticali (GSHP) usa solo elettricità per azionare una pompa e, sotto il profilo energetico, è da 300 a 400% più efficiente di una caldaia ad alta efficienza energetica. Orizzontale Tratto da: Langnish O, Seyboth K. Paris FE: International Energy Agency; 2007 Pompe di calore 12 13 14 15 16 17 18 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Sistemi geotermici Introduzione Ristrutturazion e edilizia Acqua di falda Analisi e valutazione Scienza dei materiali Due pozzi Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Le fondamenta termoattive offrono un evidente vantaggio rispetto al convenzionale sistema di trivellazione Dato che il calcestruzzo ha una maggiore conduttività termica rispetto al terreno, i sistemi di fondamenta termoattive sono in genere più efficienti dal punto di vista energetico delle convenzionali pompe di calore geotermiche Tratto da: Langnish O, Seyboth K. Paris FE: International Energy Agency; 2007 Pompe di calore 12 13 14 15 16 17 18 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Diagramma di un sistema di micro cogenerazione (Combined Heat and Power CHP) Introduzione Calore di scarto Ristrutturazion e edilizia Calore di scarto Primo motore Refrigeratore ad assorbimento Analisi e valutazione Scambiatore di calore Dispositivo essiccante Scambiatore di calore Controllo umidità dell’edificio Acqua calda Generatore Scienza dei materiali Energia elettrica Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Raffreddamento dell’edificio Riscaldamento dell’edificio La produzione di calore combinata ad energia, o cogenerazione, é un concetto ormai stabilito dal 1880 quando il vapore era una fonte primaria di energia nell’industria e l’elettricità stava iniziando ad essere usata sia per l’energia che per l’illuminazione Tratto da: Chamra LM, Mago PJ. Micro-CHP power generation for residential and small commercial buildings. New York NY: Nova Science Pub; 2009 Generazione di energia con sistema Micro CHP 12 13 14 15 16 17 18 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi a Energia Rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Tecnologie CHP di base Introduzione Tecnologie CHP di base Ristrutturazion e edilizia Tecnologia di produzione di energia elettrica CHP Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Range di efficienza energetica (%) Efficienza CHP (picco) (%) CCGT (turbine a gas e vapore a ciclo combinato) 20MW – 600 MW 30 - 55 85 Turbina a gas 2 MW – 500 MW 20 - 45 80 Turbina a vapore 500 kW – 100 MW 15 – 40 75 Motore alternativo 5 kW – 10 MW 25 - 40 95 30 kW – 250 kW 25 - 30 75 Cella a combustibile 5 kW – 1 MW 30 - 40 75 Motore Stirling 1 kW – 50 kW 10 - 25 80 Micro turbina Energia rinnovabile Controllo costi Range di energia (applicato a CHP) Applied from: Beith R. Small and micro combined heat and power (CHP) systems. Cambridge UK: Woodhead Publishing Ltd.; 2011 Generazione di energia con sistema Micro CHP 12 13 14 15 16 17 18 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi ad energia rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Introduzione Opzioni di produzione di energia rinnovabile Ristrutturazion e edilizia INPUT Analisi e valutazione OUTPUT Sistema di conversione di energia Fonte di energia rinnovabile Calore utile diretto Generazione di energia o altro vettore energetico Scienza dei materiali Calore utile da CHP Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Applied from: Langnish O, Seyboth K. Paris FE: International Energy Agency; 2007 Principi di progettazione di impianti RES 12 13 14 15 16 17 18 Indietro Avanti Modulo 5: Sistemi ad energia rinnovabile Unità Didattica: Applicazione di RES nella ristrutturazione edilizia Introduzione i Per utilizzare calore rinnovabile nel modo più efficiente da un punto di vista della qualità, é possibile impostare un ordine di merito di preferenza, anche se questo spesso può differire se si considera invece il lato economico Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione 1. Efficienza energetica e opzioni di conservazione nei settori industriale ed edilizio. 2. Progetti di costruzione di riscaldamento solare passivo. 3. Solare termico o geotermico, dove esistono sufficienti risorse 4. Pompe di calore geotermico dove possibile, azionate da energia elettrica rinnovabile. 5. Biomassa in sistemi di bioenergia integrati per cogenerazione di elettricità e calore 6. Combustione di biomassa, incenerimento e digestione anaerobica con biogas usati per la sola produzione di calore Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Riscaldamento i Raffreddamento Sulla base di considerazioni simili si ottiene il seguente ordine di merito relativo alle tecnologie preferite di raffreddamento 1. Efficienza energetica e opzioni di conservazione negli edifici 2. Opzioni di raffreddamento passivo, ventilazione notturna estiva senza bisogno di energia ausiliaria 3. Opzioni di raffreddamento passivo con l’utilizzo di energia ausiliaria, es. torri di raffreddamento, raffreddamento essiccante, acquiferi. 4. Sistemi di raffreddamento solare-assistito, CSP o geotermico superficiale, tutti i sistemi di raffreddamento attivi. 5. Sistemi di biomassa integrata per raffreddamento 6. Refrigerazione e raffreddamento a compressione attivo alimentati da elettricità rinnovabile Tratto da: Langnish O, Seyboth K. Paris FE: International Energy Agency; 2007 Principi di progettazione di impianti RES 12 13 14 15 16 17 18 Indietro Avanti Modulo 6: Controllo costi Introduzione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Obiettivi formativi: 1. Conoscenza sulla pianificazione dei costi e la gestione dei rischi per progetti di ristrutturazione edile 2. Conoscenza sull’incertezza in materia di investimenti di ristrutturazione, costi e benefici finanziari della bio edilizia, ottimizzazione dei costi. Energia rinnovabile Controllo costi Indietro Avanti Modulo 6: Controllo costi Unità Didattica: Fattori di incertezza nell’investimento, costi per la bio-edilizia, ottimizzazione dei costi Introduzione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne La riduzione dei costi di energia dipende da due fattori molto incerti, quali i costi fluttuanti dell’energia e la previsione della prestazione degli edifici Le incertezze vengono classificate in due categorie Gli edifici ad energia vicino allo zero (NZER) sono esposti ad incertezze su costi e benefici per tutto il loro ciclo di vita. Per questo è opportuno avere una prospettiva di ciclo di vita per identificare e classificare le incertezze che caratterizzano gli edifici NZER durante le fasi di progettazione, costruzione, gestione e mantenimento dell’edificio. Le incertezze interne sono all’interno del Le incertezze esterne progetto degli edifici sono al di fuori del NZER e sono sotto il controllo delle parti interessate. controllo /decisione delle parti interessate. Interne Esterne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building retrofitting. London UK: Springer-Verlag; 2013 Incertezze e gestione dei rischi 1 2 3 4 5 6 7 Indietro Avanti Modulo 6: Controllo costi Unità Didattica: Fattori di incertezza nell’investimento, costi per la bio-edilizia, ottimizzazione dei costi Incertezze del ciclo di vita: Introduzione Incertezze sulla fase di costruzione: Ristrutturazion e edilizia Incertezze sulla fase di progettazione: Analisi e valutazione - Previsione delle condizioni meteorologiche Previsione dei risparmi energetici Previsione dei costi e dell’efficacia delle attrezzature Prezzi di produzione esterna di energia rinnovabile Previsione delle caratteristiche dell’utilizzo energetico dell’utenza Costi fluttuanti dell’energia Spazio disponibile - Scienza dei materiali - Tecnologie moderne - Energia rinnovabile Controllo costi - programmazione delle incertezze decisioni in materia di bilancio e finanziamento condizioni preesistenti caratteristiche materiali e funzionali integrazione di sistemi edilizi nuovi e vecchi Incertezze sulla fase di costruzione e manutenzione - benefici effettivi della ristrutturazione risparmi o benefici dei costi non energetici prestazione dell’intero edificio ricavi dal processo di costruzione costi di costruzione e manutenzione prestazione dei sistemi di energia rinnovabile domanda futura e fornitura di energia Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building retrofitting. London UK: Springer-Verlag; 2013 Incertezze e gestione dei rischi 1 2 3 4 5 6 7 Indietro Avanti Modulo 6: Controllo costi Unità Didattica: Fattori di incertezza nell’investimento, costi per la bio-edilizia, ottimizzazione dei costi Introduzione Ristrutturazion e edilizia Analisi e valutazione Scienza dei materiali Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Elementi di gestione dei rischi alla base del piano aziendale di investimento per la ristrutturazione sostenibile di edifici commerciali: • riduzione di potenziali rischi per futuri flussi di reddito, ammortamenti e liquidità; • riduzione dei rischi per futuri fondi e finanziamenti; • riduzione dei rischi relativi al cambiamento del comportamento dell’occupante; • riduzione dei rischi derivanti da un futuro contesto legislativo Processo di gestione dei rischi per NZER Identificare e classificare le incertezze e i rischi Valutare i rischi e le incertezze Utilizzare strumenti di gestione appropriati Avviare il processo di gestione dei rischi Accettare o gestire i rischi Gestire Revisionare i rischi Accettare Processo di gestione dei rischi per NZER Controllare i rischi Tratto da: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Incertezze e gestione dei rischi 1 2 3 4 5 6 7 Indietro Avanti Modulo 6: Controllo costi Unità Didattica: Fattori di incertezza nell’investimento, costi per la bio-edilizia, ottimizzazione dei costi Costi Introduzione I costi di un’azione correttiva in un tempo t (mesi o anni) comprendono i costi di investimento iniziali e i costi annuali, inclusi i costi di esercizio e i costi periodici o di sostituzione per la riparazione o il cambio di componenti e sistemi: Ristrutturazion e edilizia I costi di esercizio comprendono costi di manutenzione, costi operativi, costi energetici e costi aggiuntivi Analisi e valutazione I costi di manutenzione sono costi annuali per la conservazione e/o il recupero della qualità di installazione desiderata Scienza dei materiali I costi energetici sono costi annuali per l’energia e includono tutte le spese elencate nel conto energia Tecnologie moderne Il riutilizzo della maggior parte del tessuto edilizio esistente e un miglioramento dei servizi e della prestazione dell’edificio può portare alla riduzione dell’impatto ambientale globale, se paragonato ad una nuova costruzione Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Costi per la bio-edilizia 1 2 3 4 5 6 7 Indietro Avanti Modulo 6: Controllo costi Unità Didattica: Fattori di incertezza nell’investimento, costi per la bio-edilizia, ottimizzazione dei costi Decisioni basate sui valori Introduzione reuse di of un an bene existing asset IlThe riutilizzo esistente Ristrutturazion e edilizia A better balance of risk eand return Un miglior bilancio di rischio di rendimento Rapida riconsegna al mercato (o rinnovo mentre in uso). A seconda del livello di ristrutturazione, é circa il 15–70% più veloce di una nuova costruzione Analisi e valutazione Scienza dei materiali La ristrutturazione permette al costruttore di ottenere quanto segue: Massimizzazione del valore del bene esistente. Con la ristrutturazione, il costruttore é nella posizione di poter conservare lo stile e il carattere unici di un vecchio edificio. Risparmio operativo mentre si dona nuovo vigore al bene Creazione di un’opportunità per supportare nuovi metodi di lavoro Tecnologie moderne Potenziale riduzione di impatto ambientale di un edificio esistente La ristrutturazione può evitare la ricostruzione della maggior parte degli elementi strutturali e conservare il beneficio della creazione e della disponibilità di nuovo spazio. A seconda del livello di ristrutturazione, il suo costo é di circa il 10–75 % inferiore rispetto ad nuova costruzione Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Burton S. Sustainable retrofitting of commercial buildings. Cool climates. Oxon UK: Routlege; 2015 Costi per la bio-edilizia 1 2 3 4 5 6 7 Indietro Avanti Modulo 6: Controllo costi Unità Didattica: Fattori di incertezza nell’investimento, costi per la bio-edilizia, ottimizzazione dei costi Valore strategico per NZER (Nearly Zero Energy Refurbishment Ristrutturazione ad Energia Vicino allo Zero) Introduzione Definizioni Ristrutturazion e edilizia Il progetto di ristrutturazione è diviso in livelli. Al completamento di ogni livello, vengono valutati i costi/benefici per determinare se i livelli successivi possono essere perseguiti o no Opzione di livello Analisi e valutazione Opzione di abbandono Scienza dei materiali provisioncreation new and office spacecreation and provision new officebenefici space provision of new office space ofi potenziali laofristrutturazione senza mettere in pericolo Opzione dicreation rinvio andPosporre Opzione di crescita Tecnologie moderne Opzione di riduzione Energia rinnovabile Controllo costi Terminare la ristrutturazione prima del completamento e dedicare le risorse ad altri progetti Opzione di cambio Fornire una linea di base iniziale che permetta all’interessato di perseguire successive opportunità Ridurre l’entità della ristrutturazione e risparmiare sui costi Il bene sviluppato può essere commutato o riorganizzato per altra destinazione d’uso Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Ottimizzazione dei costi 1 2 3 4 5 6 7 Indietro Avanti Modulo 6: Controllo costi Unità Didattica: Fattori di incertezza nell’investimento, costi per la bio-edilizia, ottimizzazione dei costi Valore strategico per NZER (Nearly Zero Energy Refurbishment Ristrutturazione ad Energia Vicino allo Zero) Introduzione Investimenti per NZER Ristrutturazion e edilizia La ristrutturazione é divisa in livelli a seconda del budget disponibile. Il primo livello potrebbe coinvolgere l’installazione di sistemi fotovoltaici per ottenere un bilancio energetico. Il secondo livello può invece riguardare ristrutturazioni importanti del sistema di riscaldamento Opzione di livello Un esaustivo studio di fattibilità delle condizioni dell’edificio esistente potrebbe suggerire che i costi incrementali per NZER sono troppo elevati. Il progetto potrebbe quindi essere abbandonato Opzione di abbandono Analisi e valutazione Scienza dei materiali Opzione di rinvio La decisione di investire in NZER può essere rinviata fino a quando il finanziamento diventa disponibile a tassi vantaggiosi per il proprietario, o finché gli inquilini abbiano possibilità di affittare uno spazio alternativo per la durata del progetto di ristrutturazione Opzione di crescita Il proprietario può decidere di investire in NZER come progetto pilota e di espandere il lavoro di ristrutturazione alla restante parte del suo edificio esistente una volta che i benefici percepiti dal progetto superano le spese sostenute Opzione di riduzione Ridurre la portata del NZER quando i costi di ristrutturazione superano il budget assegnato. Altre sostituzioni a basso consumo energetico in programma o aggiornamenti per l’edificio dovranno essere tutti posticipati o annullati. Opzione di cambio Gli interessati di un edificio commerciale potrebbero decidere di cambiare lo spazio di occupazione degli inquilini di alcuni piani, da tre a quattro per piano a solo uno, per poter soddisfare le richieste di mercato. Tecnologie moderne Energia rinnovabile Controllo costi Tratto da: Torgal FP, at al. Near zero energy building ristrutturazione. London UK: Springer-Verlag; 2013 Ottimizzazione dei costi 1 2 3 4 5 6 7 Indietro Avanti Congratulazioni! Hai completato il corso di Efficientamento energetico di Edifici Storici e Antichi CHIUDI
