Casi studio in Piemonte parte2

ENERBUILD Tool:
Casi studio di edifici valutati
in Regione Piemonte
CASI STUDIO
03
Scuola Materna
a Mazzè
La nuova Scuola Materna del Comune di Mazze’ è
stata finanziata dalla Regione Piemonte attraverso il
“Bando triennale per la concessione di contributi ai
Comuni per interventi edilizi su edifici di proprietà,
sede di scuole dell’infanzia primaria e secondaria di
I° grado statali e non statali paritarie gestite da Enti
locali”. L’edificio,
che ospita 4 sezioni in grado di
accogliere fino a 120 bambini, si sviluppa su un solo
sito
piano fuori terra ed è organizzato in 2 blocchi.
Comune di Mazzè (TO) - Via Castone
Quello Est accoglie 4 aule per le AOT (Attività
committente
Ordinate a Tavolino), gli spazi per le AOS (Attività
Comune di Mazzè (TO)
Ordinate Speciali), i dormitori, gli spogliatoi, i
destinazione d’uso
depositi e i servizi igienici. Alcune di queste aree
Scuola Materna
sono diversamente aggregabili a seconda delle
Progettisti
esigenze didattiche, mediante pesanti tende rigide e
A.T.P.: Arch. Pomatto (Valperga TO) - Ing.
Valvassori (Caluso TO) - P.I. Zenerino (Rueglio
TO), Arch. Bertoncini (Vico Canavese TO)
Il
ingresso coperto, è destinato ai “servizi” ed accoglie
2
l’atrio,
superficie totale del lotto
l’aula
insegnanti,
i
servizi
docenti,
la
bidelleria, la lavanderia, l’infermeria, la cucina e la
2
6186,26 m
mensa oltre che spazi per la biblioteca ed per un
costo totale intervento
eventuale ampliamento della mensa.
1.384.952,91 €
PUNTEGGIO
loro e con gli spazi dedicati alle libere attività.
blocco Ovest, a cui si accede attraverso un ampio
superficie lorda edificio
1072,84 m
impacchettabili, poste a suddividere i dormitori tra
ENERBUILD
647
SITO
INQUADRAMENTO
Il sito sul quale è stato realizzato il nuovo
edificio scolastico si trova nella zona Sud-Est
del Comune di Mazzè (Provincia di Torino), tra
via Castone e via Italia, una delle principali
strade del centro urbano. Il contesto limitrofo
al lotto d’intervento è costituito da piccoli
edifici residenziali, spesso unifamiliari, con
altezza massima di due piani fuori terra. Poco
distante di trova la piazza principale con il
Municipio ed il centro storico della piccola
cittadina.
RIUTILIZZO DEL TERRITORIO
Il lotto, precedentemente coltivato a verde ed
usato
come
giardino
pubblico,
è
stato
attrezzato con giochi per bambini e panchine.
PERMEABILITÀ DEL SUOLO
La superficie totale dell’area è pari a 6.186
2
m . Di questi 1.073 m
2
sono occupati dal
2
fabbricato, 930 m sono pavimentati e 4.186
2
m sono adibiti a verde privato di pertinenza.
La
superficie
permeabile
all’81% dell’intera area.
è
dunque
pari
35
ENERGIA
ORIENTAMENTO
L’edificio, di pianta rettangolare, è orientato
secondo l’asse Est-Ovest ed è animato da
alcuni
volumi
struttura.
che
Sul
sporgono
fronte
rispetto
principale
alla
Nord
si
affacciano i bagni, la zona ingresso ed alcune
aule, illuminate attraverso superfici finestrate
adeguate ma non eccessive, al fine di ridurre
al massimo la dispersione di calore nei mesi
invernali. Le pareti esposte ad Est e ad Ovest
sono completamente cieche, ad esclusione di
una piccola finestra per l’illuminazione del
blocco dei servizi igienici sul lato Ovest. Il
fronte orientato a Sud presenta una parete
vetrata continua per consentire l’ingresso dei
raggi solari nel periodo invernale, ed una zona
porticata antistante che consente il passaggio
dei bambini sull’esterno al riparo dagli agenti
atmosferici oltre ad avere una funzione di
ombreggiamento nel periodo estivo.
ISOLAMENTO DELL’INVOLUCRO
Il progetto ha prestato particolare attenzione
agli aspetti energetici ed in base alle nuove
norme regionali sulla certificazione energetica
è riuscito
a
raggiungere la
efficienza.
Tutte
le
pareti
classe A
esterne
di
sono
costituite da pannelli X-LAM montati a secco
in legno di abete multistrato pretrattato di
spessore pari a 9,5 cm, con isolamento a
cappotto in pannelli in fibra di legno di
spessore pari ad 8 cm. Il rivestimento esterno
è
costituito
realizzata
da
con
una
lastre
facciata
in
ventilata
fibrocemento
pigmentate in massa che, oltre ad aumentare
in parte l’isolamento termico di parete, riduce
sensibilmente la possibilità di creazione di
36
sben isolata per non disperdere calore, ha come
fenomeni di condensa. Sulla parte interna
invece, i pannelli multistrato sono rivestiti
da pannelli in fibra di gesso spessi 2,5 cm,
installati dopo un intercapedine di 4 cm di
aria
ferma.
Questo
tamponamento
pacchetto
garantisce
di
una
trasmittanza delle pareti perimetrali pari a
2
0,32W/m K ed una buona inerzia termica
con un coefficiente di sfasamento pari a
15 ore ed un fattore di attenuazione
dell’onda
termica
pari
a
0,10.
La
copertura è isolata attraverso uno strato
di lastre isolanti in fibra di legno a media
densità con spessore pari a 12 cm,
abbinato ad un ulteriore strato di lastre
isolanti in fibra di legno ad alta densità
con spessore pari a 4cm. L’isolamento
poggia
su
un
tavolato
in
legno
che
distribuisce i carichi sulle travi sottostanti
ed è protetto sul lato esterno da un
sistema di copertura metallica a giunti
drenanti. L’intero pacchetto di copertura
garantisce una trasmittanza pari a 0,23
2
W/m K. Il solaio di calpestio realizzato in
cemento armato, isolato con lastre in
polistirene ad alta densità (EPS) da 4 cm
raggiunge una trasmittanza pari a 0,24
2
W/m K.
I
serramenti
sono
in
legno
lamellare a taglio termico con doppio
vetro basso emissivo ed una camera
d’aria di 1,5 cm riempita con Argon. La
trasmittanza media di progetto Um degli
elementi
d’involucro
è
pari
a
0,375
2
W/m K.
37
IMPIANTI
L’impianto termico a servizio delle varie aree prevede un sistema di produzione di
acqua calda a 50°C, mediante l’installazione di un pompa di calore acqua-acqua, ad
inversione di ciclo con captazione di acqua da pozzo, completato da un sistema di
distribuzione del vettore termico a pannelli radianti annegati a pavimento. L’utilizzo
dell’impianto a pompa di calore con acqua di pozzo, consente rispetto a sistemi di
produzione
energetica
tradizionali,
un
incremento
del
rendimento
energetico
dell’impianto di climatizzazione con un COP superiore a 5 ed una riduzione dell’impatto
ambientale azzerando le emissioni di inquinanti in loco. Il sistema di condizionamento
dei vari ambienti è di tipo misto, poiché utilizza sia la serpentina radiante a pavimento,
che l’aria primaria prodotta dalla centrale di trattamento aria per la ventilazione dei
vari locali. La produzione di acqua calda sanitaria viene garantita da una batteria di
collettori solari installati sulla copertura in grado di garantire fino a 32 kWh, pari all’
80% del fabbisogno medio annuo di energia termica. Il restante 20% viene fornito
dall’impianto a pompa di calore. La
copertura inclinata verso Sud del volume che
comprende l’atrio, è stata studiata in modo da garantire la pendenza ideale per
l’installazione di un campo di pannelli fotovoltaici per la produzione di energia
elettrica. I pannelli in silicio cristallino istallati, arrivano a produrre annualmente
8.702kWh pari a circa il 42% del fabbisogno medio annuo di energia elettrica calcolato.
38
MATERIALI
La costruzione è caratterizzata da una
struttura in legno. La funzione portante è
demandata
ad
una
serie
di
portali
costituiti da travi e pilastri con sezioni
variabili tra 20x40 cm e 20x60 cm, posti
trasversalmente
alla
maggiore
dimensione dell’edificio. La funzione di
tamponamento
e
della
è
struttura
controventamento
affidata
invece
a
pannelli in legno di abete multistrato
pretrattato tipo X-LAM completamente
riciclabili. La copertura è costituita da un
sistema strutturale di travi secondarie in
legno con sezioni di 16 x 24 cm ad
interasse di circa 80 cm l’una dall’altra,
da un tavolato posto superiormente di 3
cm di spessore, da un isolamento in
pannelli in fibra di legno e da una
lamiera in alluminio con giunti drenanti.
Tutti i telai dei serramenti sono in legno
ACQUA
lamellare, certificati per consentire una
bassa trasmittanza termica. Le finiture
sono realizzate con materiali ecologici a
partire dai sistemi di isolamento in fibra
di legno per pareti e copertura fino al
linoleum naturale per i pavimenti e il
gesso fibrorinforzato in tutti i paramenti
interni.
Al fine di ridurre i consumi di acqua potabile,
l’acqua di falda prelevata dal pozzo, una
volta avvenuto lo scambio termico con il
gruppo in pompa di calore, viene smaltita
convogliandola all’interno di un serbatoio di
3
accumulo interrato da 10m . Considerando
che non ha subito alcun tipo di trattamento
né di alterazione, l’acqua raccolta viene
successivamente utilizzata per l’irrigazione
delle aree verdi e per il riempimento delle
cassette di cacciata dei servizi igienici. Per
minimizzare il prelievo dell’acqua di falda è
stata
installata
un
elettropompa
di
sollevamento dotata di inverter in grado di
adeguare la portata d’acqua prelevata dal
pozzo alle reali esigenze dell’impianto di
climatizzazione a servizio dell’edificio.
39
QUALITA’ AMBIENTALE INDOOR
40
COMFORT TERMICO
Durante il periodo invernale il comfort termico è
garantito oltre che dall’elevato livello di isolamento di
tutto l’involucro edilizio, anche dal sistema a pannelli
radianti a pavimento che garantisce una distribuzione
omogenea dell’aria calda in tutti gli ambienti. Poiché
le attività ludico-didattiche nelle scuole materne sono
spesso
svolte
dai
bimbi
direttamente
sulla
pavimentazione, il riscaldamento a pavimento risulta
particolarmente
adatto
per
offrire
un
maggior
benessere. Durante il periodo estivo il comfort
termico viene assicurato dal raffrescamento degli
ambienti attraverso il pavimento radiante, all’interno
del quale circola il fluido termovettore refrigerato
dalla pompa di calore. Inoltre, le pareti perimetrali
della costruzione, oltre a offrire una buona inerzia
termica, non presentano grandi aperture, e sui fronti
Est ed Ovest sono completamente cieche. Pertanto
i raggi solari incidono non supera
l’ingresso all’interno dell’edificio dei raggi solari
risulta estremamente limitato. Sul fronte Sud invece,
è presente una superficie vetrata continua, costituita
da porte-finestra apribili per permettere il passaggio
dalle aule alla zona esterna. Tale vetrata è protetta
dai raggi solari attraverso un porticato in legno, che
garantisce
attraverso
l’aggetto
orizzontale
(copertura) e verticale (pilastri) l’ombreggiamento
della parete nei periodi estivi.
QUALITÀ DELL’ARIA
Un adeguato livello di qualità dell’aria indoor è
garantito dall’unità di trattamento aria (UTA) che ha
la funzione di espellere incessantemente l’aria viziata
accumulata negli ambienti sostituendola con aria
esterna, adeguatamente filtrata ed eventualmente
deumidificata.
41
42
Nr.
Criterio
A
A
A
Qualità della localizzazione
1 Accessibilità del trasporto pubblico
2 Qualità ecologica del sito
B
B
B
B
B
B
B
C
C
C
C
C
Qualità del processo
1 Definizione degli obiettivi e processo decisionale
Formulazione di obiettivi energetici e ambientali
2
verificabili
3 Calcolo dell’efficienza economica
4 Impiego di prodotti a bassa emissione di inquinanti
5 Ottimizzazione energetica in fase di progetto
6 Informazioni per gli utenti
Energia
1
2
3
4
D
D
D
D
Fabbisogno di energia termica (PHPP)
Fabbisogno di energia frigorifera (PHPP)
Fabbisogno di energia primaria (PHPP)
Emissioni di CO2 (PHPP)
Comfort e salute
1 Comfort termico estivo
2 Ventilazione
3 Luce naturale
E
Materiali da costruzione
E
1 OI3TGH-lc – indice ecologico
Totale
Punteggio
Punti
massimo assegnati
max. 100
50
50
48
10
38
max. 200
25
190
25
20
20
40
60
60
25
20
40
60
25
max. 350
100
100
125
50
94
30
0
64
0
max. 250
150
50
50
135
75
30
30
max. 200
180
200
180
max. 1000
647
43
04
P.U.E.E.L.- Prefabbricato
per uffici in legno
Il PUEEL (Prefabbricato per uffici Energeticamente Efficiente
in Legno) è un edificio di 170 metri quadrati, ricavato dalla
ristrutturazione di un preesistente prefabbricato in legno
risalente agli anni 60-70, ubicato su un pianoro della collina
Torinese all’interno del Parco di Superga. E’ parte della sede
dell’IPLA (Istituto per le Piante da Legno e l’Ambiente),
società per azioni a totale capitale pubblico che ha come
azionista di maggioranza la Regione Piemonte, accanto al
sito
Comune di Torino e alla Regione Valle d’Aosta e ricopre il
Comune di Torino (TO) – Corso Casale n. 476
ruolo di struttura tecnico-scientifico di riferimento per lo
committente
sviluppo di azioni innovative e per il supporto alle politiche di
IPLA spa
Piante da Legno e l’Ambiente
Istituto per le
tutela e pianificazione nel campo forestale, ambientale, e delle
risorse energetiche. L’istituto, si occupa di svolgere ricerca e
destinazione d’uso
sperimentazione, promuovendo lo sviluppo e la valorizzazione
Uffici
del patrimonio ambientale ed il razionale utilizzo delle risorse
Progettisti
primarie. Per questo motivo la ristrutturazione del prefabbricato
TORPEGO architetti (TO)
Torretta, arch.C. Perino, arch.A.Gotta
arch.G.
esistente è stata eseguita adottando soluzioni tecnologiche
ricercate e all’avanguardia, con la finalità di eseguire prove e
superficie lorda edificio
sperimentazioni che potessero essere utilizzate anche a scopo
170 m2
dimostrativo e divulgativo.
costo totale intervento
500.000 €
PUNTEGGIO
ENERBUILD
746
SITO
INQUADRAMENTO
Il nuovo edificio per uffici è situato
all’interno della proprietà regionale
“Tenuta Millerose” di Corso Casale
n.476 a Torino, sede dell’IPLA spa
(Istituto per le Piante da Legno e per
l’Ambiente).
RIUTILIZZO DEL TERRITORIO
Sull’area oggetto d’intervento era
collocato un vecchio prefabbricato in
legno.
45
ENERGIA
ORIENTAMENTO
Trattandosi di una ristrutturazione non è stato possibile
effettuare
una
scelta
sull’
orientamento
globale
dell’edificio, inclinato di circa 30° rispetto all’asse
Nord-Sud. Sono stati però adottati accorgimenti quali
maggiori superfici finestrate e pensilina frangisole
orientate a Sud-Ovest ed aperture limitate sulle pareti
Nord e Nord-Est.
ISOLAMENTO DELL’INVOLUCRO
L’edificio, costruito sul basamento in cemento del
precedente prefabbricato, ha un solo piano fuori terra ed
è di piccole dimensioni (7x30 metri). La pianta è di
forma rettangolare e compatta. La sua semplicità ha
consentito di ottimizzare le caratteristiche termiche
dell’involucro. La costruzione è stata progettata per
raggiungere le prestazioni di un edificio “passivo”,
ovvero
un
riscaldamento
fabbisogno
non
energetico
superiore
a
utile
15
per
il
2
kWh/m a.
Considerando che il fabbisogno di energia del preesistente edificio era pari a 145 kWh/m2a, il nuovo
fabbricato ha migliorato la prestazione energetica di
circa 10 volte. Addirittura, grazie all’utilizzo di
tecnologie innovative, l’edificio è in grado di sfruttare
le fonti energetiche rinnovabili in maniera ottimale, al
punto che il bilancio energetico complessivo risulta
avere un saldo positivo. La costruzione infatti consuma
meno energia di quanto ne produce. Pertanto può essere
considerato un edificio “attivo”.
46
Per il raggiungimento degli obiettivi energetici, è
stato realizzato un involucro edilizio caratterizzato
da un elevato isolamento termico. Sul basamento
esistente è stato posato uno strato isolante di
polistirene di 12 cm di spessore mentre le pareti di
tamponamento sono state realizzate con una doppia
lastra in cartongesso sulla parte interna, rivestita da
una lastra di PCM “Energain”-Dupont di 6 mm di
spessore, una barriera per il controllo vapore “Air
Gard”-Dupont, una camera d’aria di 4 cm di
spessore ricavata attraverso l’installazione di profili
in legno, uno strato isolante di lana roccia 14 cm di
spessore, uno strato di pannelli OSB in wafer-board
strutturale (fenolico) di controventamento, uno strato
di isolante in fibra legno 12 cm di spessore, guaina
traspirante impermeabile “UVfaçade” –Dupont,
listelli ripartitori 4x6cm in larice e rivestimento
esterno in tavole di larice grezze romboidali. La
copertura è realizzata attraverso un tavolato in tavole
maschiate di larice di 4 cm di spessore collocato
trasversalmente sulle travi di capriata, uno doppio
strato
di
isolante
in
fibra
legno,
l’orditura
longitudinale di ripartizione dei listelli, l’orditura
trasversale in listelli ripartitori di 4x6cm per la
ventilazione, tavolato esterno in larice maschiato di
appoggio per il manto di copertura, copertura in
lamiera grecata in rame 6/10.
47
IMPIANTI
A livello impiantistico l’edificio utilizza tecnologie diverse,
accostando ad alcune soluzioni già affermate sul mercato come i
pavimenti radianti, i collettori solari termici ed il fotovoltaico,
altre più innovative come i materiali a cambiamento di fase ed i
recuperatori ad alta efficienza/attivi. Trattandosi di un edificio ad
uso uffici le perdite per ventilazione costituiscono una voce
importante del bilancio energetico. Per tale motivo sono stati
previsti dei recuperatori di calore attivi. L’energia termica per la
climatizzazione è prodotta da una pompa di calore aria-aria. Sul
prospetto Sud-Ovest è stato realizzata una passerella di accesso
in legno, per l’eliminazione delle barriere architettoniche, la cui
copertura è costituita da pannelli di cristallo semitrasparenti
contenenti celle fotovoltaiche che fungono anche da schermatura
solare (7 kWp). Sul tetto in lamiera grecata sono installati,
integrati nella copertura, dei collettori solari che integrano la
produzione di energia per riscaldamento e raffrescamento.
Quest’ultima attraverso un gruppo ad assorbimento e ad un
accumulo freddo. Al fine della riduzione dei consumi è stato
impiegato anche il PSD - Plancher Solaire Direct, sistema di
integrazione solare con pavimento radiante che segue il principio
di accumulare il calore all’interno del pavimento. Per
l’illuminazione è stato adoperato un sistema a LED.
48
MATERIALI
Il progetto dell’edificio ha previsto il massimo
impiego di materiali da fonte rinnovabile, in
particolare il larice di produzione locale. La
struttura di sostegno dell’intera costruzione è
realizzata in travi e pilastri in legno, come pure il
tetto, realizzato in capriate e tavole di legno. La
stratigrafia della pareti e della copertura è fatta
con una sequenza di strati di pannelli isolanti in
fibra di legno e da PCM - Phase Change
Materials, che costituiscono un avanzato settore
di ricerca applicata in edilizia. Questi ultimi in
combinazione con i materiali da fonte rinnovabile
(a bassa densità e bassa inerzia termica)
concorrono ad aumentare la capacità termica delle
pareti su cui sono applicati, smorzando le
oscillazioni termiche dell’ambiente climatizzato,
con positive ripercussioni sul comfort e le
potenze degli impianti. L’isolamento esterno in è
realizzato in alluminio multIPLAyer, una barriera
agli infrarossi realizzata con un sottile multistrato
di alluminio, posta all’esterno della struttura
isolata:
la
pellicola
protettiva
deriva
da
applicazioni aerospaziali, ma ha già impieghi in
edilizia. I serramenti sono in legno da 105 mm di
spessore.
49
QUALITA’ AMBIENTALE INDOOR
50
COMFORT TERMICO
Le diverse strategie adottate per migliorare
l’efficienza
energetica
dell’edificio,
contribuiscono anche alla realizzazione di un
sistema integrato, all’interno del quale risulta
confortevole
lavorare,
effettuare
attività
didattiche ed allo stesso tempo sperimentare
soluzioni
differenti
e
complementari,
misurando gli effetti degli interventi. Il
comfort termico è garantito dall’impianto a
pannelli radianti a pavimento, che distribuisce
in modo omogeneo il calore irradiato, e dagli
elevati spessori di coibentazione che riducono
la sensazione di discomfort in prossimità delle
pareti. Durante l’estate il comfort termico
viene
raggiunto
grazie
all’utilizzo
dei
PCMDupont Energain, pannelli posizionati
nella parete interna allo scopo di assorbire in
estate i picchi di calore interni durante la
giornata. I PCM concorrono ad aumentare la
capacità termica delle pareti su cui sono
applicati ed a smorzare le oscillazioni
termiche
dell’ambiente
climatizzato,
con
positive ripercussioni sul comfort e sulle
potenze (nonché sui consumi e sui costi di
installazione) degli impianti.
51
52
Nr.
Criterio
A
A
A
Qualità della localizzazione
1 Accessibilità del trasporto pubblico
2 Qualità ecologica del sito
B
B
B
B
B
B
B
C
C
C
C
C
Qualità del processo
1 Definizione degli obiettivi e processo decisionale
Formulazione di obiettivi energetici e ambientali
2
verificabili
3 Calcolo dell’efficienza economica
4 Impiego di prodotti a bassa emissione di inquinanti
5 Ottimizzazione energetica in fase di progetto
6 Informazioni per gli utenti
Energia
1
2
3
4
D
D
D
D
Fabbisogno di energia termica (PHPP)
Fabbisogno di energia frigorifera (PHPP)
Fabbisogno di energia primaria (PHPP)
Emissioni di CO2 (PHPP)
Comfort e salute
1 Comfort termico estivo
2 Ventilazione
3 Luce naturale
E
Materiali da costruzione
E
1 OI3TGH-lc – indice ecologico
Totale
Punteggio
Punti
massimo assegnati
max. 100
50
50
48
10
38
max. 200
25
180
15
20
20
40
60
60
25
20
40
60
25
max. 350
100
100
125
50
213
88
0
125
0
max. 250
150
50
50
125
75
25
25
max. 200
180
200
180
max. 1000
746
53
Regione Piemonte
ENERBUILD Project Partner:
Regionalentwicklung Vorarlberg http://www.leader-vlbg.at
TIS Techno Innovation South Tyrol http://www.tis.bz.it
Rhônalpénergie-Environnement http://www.raee.org
Regione Piemonte http://www.regione.piemonte.it
Fachhochschule Rosenheim http://www.fh-rosenheim.de
Posoški razvojni center http://www.prc.si
Energieagentur Obersteiermark http://www.eao.st
Standortagentur Tirol http://www.standort-tirol.at
Autonomous Province of Trento http://www.provincia.tn.it
Province of Alessandria http://www.provincia.alessandria.it
Accademia Europea Bolzano http://www.eurac.edu
NENA Network Enterprise Alps http://www.nena-network.eu
Zentralschweizer Volkswirtschaftsdirektorenkonferenz http://www.itz.ch