Facciate ventilate - collegio castelli

FACCIATE VENTILATA
Oltre l’involucro
tradizionale
Saronno, 16 marzo 2013
Cosa è una facciata ventilata?
La parete ventilata è una tipologia di facciata
caratterizzata dalla presenza di uno strato di
ventilazione e generalmente da elevate prestazioni
energetiche.
Le facciate ventilate sono progettate per dar luogo
nell’intercapedine ad un flusso d’aria ascendente,
azionato dal differenziale di gradiente termico tra la
temperatura dell’aria in intercapedine e quella in
ingresso.
Tale fenomeno prende il nome di «effetto camino», la portata viene regolata in
funzione delle condizioni ambientali esterne rispetto ad obiettivi che nella stagione
calda sono di riduzione del carico termico entrante mentre, nella stagione fredda,
riguardano il controllo delle perdite energetiche, dei flussi e dei tassi di vapore
d’acqua.
Cosa è una facciata ventilata?
Lo strato di rivestimento esterno, in combinazione con la ventilazione
dell’intercapedine, protegge gli strati più interni dall’azione degli agenti atmosferici.
Il sistema di parete ventilata, per la sua
metodologia di installazione, può essere
montato su edifici di nuova costruzione così
su edifici di cui si voglia
riqualificare/restaurare l’involucro esterno,
implementandone le prestazioni termiche.
La composizione tipo della facciata
ventilata può essere così schematizzata:
1. strato portante;
2. strato di isolamento;
3. strato di ventilazione (camino d’aria);
4. sottostruttura;
5. strato di rivestimento.
I principali vantaggi dell’impiego delle facciate ventilate
Valenze architettoniche:
essendo uno schermo applicato
esteriormente all’involucro edilizio, la
facciata ventilata può soddisfare tutte le più
svariate esigenze di riqualificazione
architettonica, contando su infinite
combinazioni tra colore, forma, dimensione e
geometria.
I principali vantaggi dell’impiego delle facciate ventilate
Inoltre, possano essere usati materiali fortemente innovativi, come lastre di gres
composite di grandi formati (difficilmente utilizzabili con sistemi costruttivi e di
rivestimento tradizionali) oppure materiali di tipo classico tradizionale (marmo, granito,
cotto, ecc). Offre altresì la possibilità di nascondere all’interno dell’intercapedine
eventuali impianti, sempre ispezionabili grazie alla smontabilità di ogni singola lastra.
I principali vantaggi dell’impiego delle facciate ventilate
Modalità di messa in opera:
possibilità di evitare la demolizione, rimozione, smaltimento del vecchio rivestimento;
facilità e velocità di posa che grazie al montaggio a secco è indipendente dalle condizioni
meteo; grande libertà nelle sequenze di montaggio che rendono ideale l’utilizzo di ponti
rampanti.
Tutto questo riduce
notevolmente il disagio per
chi abita nell’edificio che
evita di sentirsi
“intrappolato” per mesi dai
ponteggi, evita il fastidio
delle polveri dovute alla
demolizione, riduce i rumori
da trapano ai soli fori da
effettuare nella soletta per
agganciare i profili
verticali.
I principali vantaggi dell’impiego delle facciate ventilate
Efficienza energetica:
pieno rispetto delle normative in materia di risparmio energetico e possibilità di adeguare l’involucro
a parametri da classe A. La libertà di utilizzare rilevanti spessori di materiale isolante e la continuità
e omogeneità dell’isolante stesso permettono una consistente riduzione del fabbisogno energetico
dell’edificio, sia in regime invernale che in regime estivo. L’efficienza energetica estiva è garantita
dalla micro ventilazione naturale che si genera nell’intercapedine e dalla protezione del retrostante
paramento murario dall’irraggiamento solare diretto.
(Tali benefici non possono essere ottenuti con la realizzazione di un rivestimento a cappotto).
Efficienza acustica:
aumento dei valori di isolamento rispetto a una facciata di tipo tradizionale, grazie alla
presenza di una schermatura avanzata; possibilità di inserimento in intercapedine di un
isolamento acustico.
I principali vantaggi dell’impiego delle facciate ventilate
Sicurezza in caso di incendio:
l’intero sistema è composto da
elementi che possiedono elevata
resistenza al fuoco classe A1 – A2
per rivestimenti, sottostrutture ed
alcune tipologie di isolante.
Integrazioni con impianti:
essendo il sistema di rivestimento a parete ventilata una
schermatura avanzata, può essere integrato con sistemi
fotovoltaici, solari termici, oppure con materiali catalitici
e schermature solari per abbattere i consumi energetici
per la climatizzazione invernale ed estiva degli edifici.
I principali vantaggi dell’impiego delle facciate ventilate
Sicurezza in caso di sisma:
fissando saldamente i montanti della facciata ventilata
alle travi di bordo e controventandoli alla muratura, si
ottiene un sistema di facciata che ha un ottimo
comportamento alle sollecitazioni sismiche e che
contribuisce a mantenere i tamponamenti in muratura
correttamente fissati al telaio portante in cemento
armato (come verificato nell’ultimo drammatico
terremoto dell’Aquila).
I principali vantaggi dell’impiego delle facciate ventilate
Durabilità nel tempo:
Aderma offre una garanzia decennale sulle proprie
facciate ventilate, prorogabile successivamente di anno in
anno in presenza di un mirato programma di controllo e
manutenzione.
I dati oggi disponibili per valutare la durabilità delle
facciate ventilate Aderma coprono un arco temporale di
oltre 30 anni, pertanto è possibile affermare con certezza
che la vita utile dei rivestimenti sia pari a quella
dell’edificio stesso.
La durata dell’intervento è comunque garantita dalle
seguenti caratteristiche:
Protezione del retrostante paramento murario
dall’azione combinata di pioggia e vento:
neutralizzazione degli spruzzi, delle sferzate d’acqua dei
ruscellamenti in facciata, mantenimento all’asciutto
dell’isolante termico, drastica riduzione del rischio di
guasti o degradi precoci.
I principali vantaggi dell’impiego delle facciate ventilate
Protezione del retrostante paramento murario dall’irraggiamento solare diretto:
Instaurazione di una micro ventilazione atta a favorire l’evaporazione dell’acqua presente in
intercapedine dopo un evento meteorico, smaltire il vapore acqueo proveniente dagli ambienti
interni dell’edificio, scongiurare i pericoli di condensa superficiale o interstiziale, ridurre le
formazioni gelive, evitando l’insorgere di patologie e danni anzitempo.
Controllo degli stati tensionali del piano di facciata: realizzazione del rivestimento di facciata
tramite la messa in opera a secco, mediante fissaggi meccanici, di elemento di rivestimento di
ridotte dimensioni in grado di sfogare le dilatazioni e assecondare i movimenti imposti dall’edificio.
Manutenzione:
l’indipendenza delle singole lastre, abbinata al montaggio a
secco con elementi di fissaggio meccanico, garantisce semplici,
veloci ed economiche azioni di ispezione e manutenzione sia del
rivestimento stesso che del retrostante tamponamento o degli
eventuali impianti presenti. Inoltre, il rivestimento è composto
da elementi prodotti in serie in stabilimento, di alta qualità e
dal comportamento controllabile (assorbimento d’acqua, smog,
resistenza meccanica). I sistemi Aderma possano fregiarsi della
certificazione di qualità.
Una facciata ventilata possiede una naturale predisposizione per la manutenzione ordinaria e non,
che può essere sfruttata per programmare interventi, controlli e lavaggi a patto che mezzi e
strumenti siano definiti in fase progettazione e non improvvisati durante le operazioni.
I principali vantaggi dell’impiego delle facciate ventilate
Costo:
il costo è fortemente determinato
dalla scelta del materiale di
rivestimento; può variare da un
minimo di 130,00 €/mq
applicando lastre di fibrocemento
o ceramica estrusa a un massimo
di 200,00 €/mq con l’utilizzo di
marmi prestigiosi. E’ comunque
importante nella valutazione
tenere presente che un simile
intervento gode della detrazione
fiscale del 55%
Aderma può inoltre affiancare il
cliente nella ricerca di un idoneo
finanziamento bancario. Il costo
sostenuto sarà in parte
recuperato con i risparmi che si
otterranno sui consumi energetici
per la climatizzazione invernale
ed estiva dell’edificio.
Facciata ventilata a captazione solare ibrida
Le premesse
LA SITUAZIONE NORMATIVA
Delibera del Consiglio Europeo del 17 novembre 2009
Elevatissimi standard energetici
•per gli edifici pubblici: dal 2018
•per gli edifici residenziali e commerciali: dal 2021
Edifici a consumi “quasi zero”
La definizione numerica di “quasi zero” dipenderà:
•Dalla capacità di innovazione dell’industria del
settore
•Dalla capacità di trovare soluzioni con rapporto
prestazione energetica/costo sostenibile.
Una “rivoluzione” possibile solo con un’intensa
attività di ricerca e sviluppo.
Le motivazioni
AdermaLocatelli Group ha scelto di investire
nella ricerca per essere forza trainante
dell’innovazione nel settore.
•L’innovazione nell’involucro edilizio è la
chiave per soddisfare i nuovi criteri di
efficienza.
•L’energia solare è la candidata ideale
soddisfare il fabbisogno energetico degli
edifici.
Da queste riflessioni nasce il progetto
di ricerca sulla
FACCIATA IBRIDA A CAPTAZIONE SOLARE.
L’obiettivo
L’evoluzione della facciata ventilata: da elemento passivo a sistema attivo captante.
Attraverso l’integrazione delle migliori tecnologie già esistenti.
I Partner Universitari
Partner Universitari
Il dipartimento BEST del Politecnico di
Milano con il prof. Ezio Arlati responsabile
della procedura progettuale basata sulla
modellazione digitale per mezzo di software
CAAD tridimensionale, orientato ad oggetti
parametrico, interoperabile sulla base
Standard IAI –IFC Industry Foundation Classes.
il Lawrence Berkeley National Laboratory
di California con il prof. Badgianak
responsabili dello sviluppo degli algoritmi
necessari alla simulazione fluidodinamica del
funzionamento
dell’involucro
oggetto
dell’esperimento - Energy Plus.
La presentazione del progetto
La La finalità scientifica essenziale che ispira
tutto il lavoro fin qui condotto è quella di
mettere a punto un metodo scientifico e la
sua
applicazione
sperimentale,
che
consenta di progettare famiglie di involucri
innovativi, costituite da soluzioni alternative
di composizione degli strati e dei materiali
impiegati
ottimizzabili
in
fase
di
modellazione architettonica digitale per
mezzo della simulazione software con
appositi algoritmi.
La realizzazione del laboratorio prototipo
La La costruzione di un prototipo e il
monitoraggio prolungato per più stagioni
successive del comportamento termoenergetico reale fornisce i dati per le
analisi quantitativa e qualitativa del
risparmio energetico e per la validazione
della simulazione software.
La palazzina sud della sede AdermaLocatelli
Group di Turate è stata scelta per la
realizzazione del prototipo, la facciata Sud
– sviluppo 25 metri di larghezza per 12 di
altezza - e la Est - 12 per 12 – sono state
utilizzate per il il loro orientamento ideale
e per l’assenza di significativi
ombreggiamenti. La possibilità di far
coincidere l’ubicazione del prototipo con la
sede abituale di lavoro dei nostri ingegneri
ci ha sicuramente permesso di seguire con
maggiore attenzione la realizzazione e la
gestione del laboratorio-prototipo
L’ancoraggio
L’ancoraggio scelto è un sistema a telaio,
costituito da montanti in acciaio zincato
sendzimir
(prodotti
nello
stesso
stabilimento) fissati ai pannelli prefabbricati
tramite staffe ad omega (portante) e tiranti
filettati (controventatura) sempre in acciaio
zincato. Sulla metà delle staffe ad omega è
stata applicato un separatore i nylon
(spessore 4 mm per taglio termico);
completa il sistema un corrente sagomato ad
a “L” in alluminio estruso con ganci in
acciaio inox armonico (brevetto Aderma).
Le lastre
Le lastre superiori alla quota 2 metri sono
fissare con un sistema misto chimicomeccanico studiato in collaborazione con
Sika (brevetto Aderma).
Le lastre
Le lastre dello zoccolo sono realizzate da
conglomerato cementizio lapideo della ditta
Mariotti – modulo 50 x 50 e spessore 4 in cm.
Scelte per la resistenza ai piccoli urti, il colore
bianco potrebbe incrementare la luce diffusa
incidente sui pannelli fotovoltaici. Le lastre
gialli sopra lo zoccolo sono invece costituite da
un doppio strato di gres 3 + 3 mm con
interposta una rete in nylon (Laminam).
I pannelli
I pannelli fotovoltaici sono divisi in cinque categorie: due
pannelli di ceramica – uno arancione e uno grigio scuro - in gres
spessore 3 mm e vetro da 4 mm con celle monocristalline (100
cm x 150 cm - 205 wp – Systemfhotonics); due in vetro
stratificato – 5 + 4 mm - con celle monocritalline (standard e
Sun Power - Energyglass); l’ultima in vetro stratificati con
silicio amorfo.
La copertura
Al fine di omogeneizzare il
comportamento energetico
di tutto l’involucro è stata
rifatta anche la copertura
applicando un ulteriore
strato isolante da 12 cm.
Sulla nuova copertura sono
stati istallati anche 400
pannelli fotovoltaici
da
100 * 200 cm, per una
potenza complessiva di 111
kWp.
I
due
impianti
fotovoltaici – facciata e
tetto – coprono il 100% del
fabbisogno elettrico degli
uffici
e
il
90%
del
fabbisogno dell’officina di
produzione.
La rete di monitoraggio
E’ concepita per rilevare le prestazioni dell’involucro in “strisce” verticali nel prospetto sud
e 5 nel prospetto est. Ogni striscia è dotata di tre stazione di monitoraggio wireless zona
inferiore, zona mediana, zona superiore allo scopo di rilevare: temperatura interna;
temperatura tra pannello prefabbricato e strato isolante; temperatura lato esterno isolante;
temperatura, umidità e velocità dell’aria nell’intercapedine; temperatura lato interno
lastra di rivestimento.
La rete di monitoraggio
Le centraline che compongano la rete di
monitoraggio sono alimentate a 12 volt ad
eccezione dei rilevatori della velocità
dell’aria alimentati a 3, 3 volt, la trasmissione
dei dati avviene tramite un sistema wireless
che comunica con 6 pc. Le schede
elettroniche e il software
sono stati
progettati e realizzati appositamente per
questa ricerca.
La rete di monitoraggio
Oltre ai 6 pc che gestiscono i dati dei sensori delle facciate ventilate sud ed est, ci sono altri 7 pc
che raccolgano i dati relativi alle schermatura solari, alla stazione metereologica ai radiometri e
agli inverter del fotovoltaico. Un server centrale raccoglie i dati da tutti i pc, gli archivia, effettua
gli opportuni salvataggi ed elabora una serie di grafici – tipicamente su base settimanale - che
facilitano la lettura dei dati.
I grafici
Cominciamo dall’osservazione di un grafico elementare, che mostra la differenza di
temperatura dell’aria nell’intercapedine tra il dato rilevato dal sensore nella zona bassa e il
dato del sensore della zona alta, si vede come tale differenza di temperatura cresce con
l’aumentare dell’intensità dell’irraggiamento.
I grafici
Nel grafico B1 si evidenzia come il crescere dell’irraggiamento solare stimola e accelera il
flusso dell’aria verso l’alto; alla cui velocità di picco è posto il limite provvisorio del fondo
scala dell’anemometro, che prossimamente sarà aggiornato con una nuova scala 0-3 m/s.
In caso di forte depressione o di tempo atmosferico piovoso rileviamo che il flusso si inverte
appositi sensori che misurano il flusso d’aria discendente.
I grafici
Produzione energia della facciata fotovoltaica in una giornata tipo mediamente soleggiata.
Grazie per la vostra attenzione