Diapositiva 1

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
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5
Vai all’Introduzione
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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
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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
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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
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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
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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
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4
5
Vai all'Introduzione
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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
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4
5
6
7
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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)
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Energia
rinnovabile
Controllo costi
Tratto da: Eicker U. Low energy cooling for sustainable buildings. Chichester UK: John Wiley & Sons; 2009
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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
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5
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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
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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
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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
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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
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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
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Fonte: Feilden BM. Conservation of historic buildings. Oxford UK: Architectural Press, Elsevier; 2003
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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
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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
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
Unità Didattica 1: Principi base e panoramica sul mercato
UD1
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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
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
Unità Didattica 2: Standard per edifici passivi: una panoramica
UD1
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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3
4
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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
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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
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4
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
UD1
Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici
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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
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici
UD1
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
Introduzione
UD1
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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
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
UD1
Unità Didattica 3: Conservazione di edici storici
Introduzione
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
UD1
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
Introduzione
UD1
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
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Introduzione
Ristrutturazione
edilizia
Analisi e
valutazione
PARETI
Scienza dei
materiali
Tecnologie
moderne
Energia
rinnovabile
Controllo costi
Riqualificazione degli elementi costruttivi
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
UD1
Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
UD1
Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
UD1
Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
UD2
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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
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
UD1
Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
UD1
Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici
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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.
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Controllo costi
Tratto da: Baker NV. The handbook of sustainable ristrutturazione. Non-domestic buildings. London UK: Earthscan; 2009
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici
UD2
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici
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Introduzione
Ristrutturazione
edilizia
Analisi e
valutazione
PAVIMENTI
Scienza dei
materiali
Tecnologie
moderne
Energia
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Controllo costi
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
UD1
Unità Didattica 3: Conservazione degli edifici storici
UD2
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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
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Analisi e
valutazione
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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
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Controllo costi
Tratto da: Gorse Ch, Highfield D. Refurbishment and upgrading of buildings. New York NY: Spon Press; 2009
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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
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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
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6
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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5
6
7
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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15
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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
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15
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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
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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
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3
4
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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
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4
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010
Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento
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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
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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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
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
i
Introduzione
UD1
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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
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Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010
Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento
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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
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Westergaard M. Energy efficiency and historic buildings. London UK: English Heritage; 2010
Conoscenza approfondita dell’edificio preliminare a qualsiasi intervento
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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
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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
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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
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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
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Modulo 1: Ristrutturazione edilizia
UD1
Unità Didattica 3: Conservazione di edifici storici
i
Introduzione
Scienza dei
materiali
Controllo
costi
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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
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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
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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
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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
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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
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4
5
6
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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
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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
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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
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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
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4
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6
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9
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11
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Tratto da: Dall’O G. Green energy audit of buildings. London UK: Springer-Verlag; 2013
Pianificazione di audit energetico degli edifici
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Modulo 3: Scienza dei materiali
Unità Didattica 2: Materiali per l’efficienza energetica degli edifici
UD1
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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8
9
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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
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8
9
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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
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8
9
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
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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
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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)
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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4
5
6
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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