Green
Building
Council
Italia
L’architettura bioclimatica:
innovazione nella tradizione
LA QUALITA’ DELLA COSTRUZIONE EDILIZIA:
DALL’ARCHITETTURA BIOCLIMATICA AL GREEN BUILDING
Marco Filippi, Elisa Sirombo
9 marzo 2017
Green Building Council Italia
L’architettura bioclimatica: innovazione nella tradizione I 9 marzo 2017 MADEexpo
In collaborazione con
Marco Filippi
• Professore emerito
• Past president AICARR
• Award 2015 della REHVA “in recognition of his
outstanding achievements in science and for his
contribution to improve energy efficiency and the
indoor environment of buildings”.
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L’architettura bioclimatica: innovazione nella tradizione I 9 marzo 2017 MADEexpo
L’architettura bioclimatica
L’architettura bioclimatica si sviluppa a
partire dagli anni ’60, informata da studi
teorici, e sperimentazioni architettoniche
sullo sfruttamento passivo dell’energia
solare
Programmi di
ricerca negli Stati
Uniti
Sperimentazioni
in Europa
Approfondimenti
teorici e culturali
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L’architettura bioclimatica
Approfondimenti teorici e culturali
1963 Olgyay
Design with Climate
1979 Edward Mazria
The Passive Solar Energy Book: A
Complete Guide to Passive Solar
Home, Greenhouse and Building
Design
1969 Baruch Givoni
Man, Climate and Architecture
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L’architettura bioclimatica
Sperimentazioni in Europa e Stati Uniti
1967 Prototipo di abitazione solare con
muro Trombe Michel a Odeille
1973 Kelbaugh House
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1970
A Friburgo viene costruita la prima
casa solare da parte della parte della
Freiburger Stadtbau GmbH, la
società che gestisce l’edilizia
popolare
1974 Avvio programma Sundwellings
L’architettura bioclimatica
Strumenti
Negli anni ‘60-’80 non vi sono modalità codificate per la stima
dell’efficacia dei sistemi solari passivi che vengono proposti.
La progettazione dell’edificio come sistema termodinamico resta affidata ai
progettisti termotecnici che, abituati a ragionare sul dimensionamento
degli impianti di climatizzazione in base alle «condizioni di progetto», non
credono ai vantaggi energetici offerti dai sistemi passivi e continuano a
progettare gli impianti di climatizzazione e le centrali energetiche al loro
servizio come se detti sistemi non esistessero.
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La qualità energetica: verso lo ZEB
Nella seconda metà degli anni ’70, a seguito della crisi petrolifera del 1973, in
molti paesi europei si pone il problema del contenimento dei consumi energetici per
climatizzazione
Legge 373/76, Legge 10/1991 e successivi recepimenti
legislativi di Direttive EPBD 2002/91/EC e EPBD recast
2010/31/CE e 2009/28/CE
Nuovi metodi e strumenti di
calcolo
Esperienze progettuali: dalla
Passivhaus allo ZEB
La qualità energetica
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ZEB
La qualità energetica: verso lo ZEB
Evoluzione legislativa e normativa
Verso la fine degli anni ‘70, con la legge 373/1976 che condizionò la potenza degli
impianti di produzione del calore, si inizio a parlare di isolamento termico degli
edifici di nuova costruzione.
Solo alla fine degli anni ‘80 si cominciano a valorizzare gli apporti energetici
gratuiti negli edifici in sede di calcolo termico degli edifici.All’inizio degli anni
‘90 in Italia viene emanata la legge 10/1991 che, con il relativo regolamento di
attuazione (DPR 412/93), introduce il fabbisogno energetico normalizzato per la
climatizzazione invernale (FEN), che rappresenta il fabbisogno energetico
dell’edificio diviso per il volume riscaldato e per i gradi giorno della località.
Negli anni 2000, la Direttiva 2002/91/EC riguarda i requisiti minimi in materia di
prestazione energetica degli edifici di nuova costruzione ed esistenti ed la
certificazione energetica degli edifici.
La Direttiva europea 2009/28/CE riguarderà l’impiego delle fonti rinnovabili in edilizia,
mentre la 2010/31/CE rinnoverà la precedente del 2002 riguardante la prestazione
energetica degli edifici, introducendo il concetto di Zero Energy Building.
L’attenzione dei progettisti viene dunque sempre più focalizzata sul
tema della qualità energetica degli edifici.
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La qualità energetica: verso lo ZEB
Nuovi metodi e strumenti di calcolo
Mentre la normativa riguardante la stima del fabbisogno
energetico degli edifici evolve, cominciano ad affacciarsi
nel mondo professione i software per la simulazione
termoenergetica dinamica che consentono di calcolare la
domanda energetica di un sistema edificio-impianto con un
passo temporale orario e di informare il progettista sul
raggiungimento sia di obiettivi di contenimento dei consumi
energetici che di obiettivi di comfort ambientale.
Tali software, unitamente ad altri dedicati alla simulazione
dell’illuminazione naturale e della ventilazione naturale
dell’ambiente confinato, consentono di modellare e
sviluppare componenti di involucro innovativi, che
costituiscono una evoluzione dei sistemi solari passivi di
prima generazione, e di integrarli con gli impianti di
climatizzazione e di illuminazione.
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La qualità energetica: verso lo ZEB
La Passivhaus
1988 – 1991
Nel 1988 Wolfang Feist (fondatore e direttore del Passivhaus-Institut Darmstadt in
Germania) e Bo Adamson introducono il termine Passivhaus (letteralmente
«casa passiva») intendendo con tale termine un edificio con un fabbisogno di
energia per riscaldamento inferiore ai 15 kWh/m² all’anno.
Una così drastica riduzione del fabbisogno è ottenuta attraverso una serie di
strategie ormai ben codificate nella letteratura di area tedesca, tra le quali il
superisolamento termico, l’orientamento e la distribuzione interna della casa,
un basso rapporto di forma dell’edificio e l’uso di componenti solari passivi.
Primo edificio passivo a
Darmstadt-Kranichstein (1991)
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La qualità energetica: verso lo ZEB
La Passivhaus
Il forte isolamento termico
dell’involucro edilizio fa sì
che le dispersioni per
trasmissione siano contenute
entro valori molto ridotti
rispetto a quelli di un edificio
tradizionale e possano
essere bilanciate dagli
apporti gratuiti solari e interni
(dovuti a persone,
apparecchiature, sistemi di
illuminazione artificiale)
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La qualità energetica: verso lo ZEB
Lo Zero Energy Building
a Livello standard (consumo
di “edifici tipici”)
b Miglioramento del livello
standard (consumo di edfici
isolati termicamente)
c Ulteriore miglioramento del
livello standard per ottenere
un edificio a molto basso
consumo energetico
d Caso c + produzione in
sito da fonti energetiche
rinnovabili
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La qualità energetica: verso lo ZEB
Lo Zero Energy Building
In generale viene definito
Zero Energy Building un
edificio con un fabbisogno
energetico molto basso
interamente coperto,
nell’arco di un anno,
dall’energia prodotta in sito
da fonti energetiche
rinnovabili
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La qualità energetica: verso lo ZEB
Lo Zero Energy Building
Le Ville Plus (Gruppo Polo) a Udine, 2010
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La qualità energetica: verso lo ZEB
Dalla casa al quartiere
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La sostenibilità in architettura: verso il GREEN BUILDING
Sviluppo di rating systems volontari
per la certificazione di sostenibilità
CEN/TC 350 “Sustainability of
construction works” >> Serie norme EN
15643 e Criteri Ambientali Minimi per
l’edilizia (2016)
Innovazioni di processo: IDP
Architetture sostenibili dagli anni
‘90 ad oggi
Sostenibilità in edilizia
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GREEN BUILDING
La sostenibilità in architettura: verso il GREEN BUILDING
La sostenibilità in architettura: verso il GREEN BUILDING
L’attenzione dei progettisti viene focalizzata non soltanto sul tema della qualità
energetica degli edifici, ma sul tema della loro qualità globale, anche in
un’ottica di conservazione delle risorse dei luoghi in cui vengono costruiti.
Gli ZEB, obiettivo delle normative riguardanti il contenimento dei consumi
energetici divengono, concettualmente, parte dell’insieme
degliBUILDING
edifici
GREEN
sostenibili, i green buildings.
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La sostenibilità in architettura: verso il GREEN BUILDING
Innovazione di processo: Integrative Design Process
Integrative Process (IP) ANSI
Consensus Standard Guide 2.0 for
Design and Construction of
Sustainable Buildings and
Communities
AIA Guide - Integrated
Project Delivery: a guide
IEA Solar Heating and
cooling Programme Task 23
2002
ANSI/MTS 1.0 Whole Systems
Integrated Process Guide
(WSIP) 207 for Sustainable
Buildins and Communities
AIA, An Architect’s Guide to
integrating Energy Modeling in the
Design Process
2012
2007
Anni ‘90
2009
2016
NRCan’s C-2000 program
The Integrative Design
Guide to Green Building
IDEAS Challenge design
competition
Proposta ASHRAE
Standard 209 P
(7group e Bill Reed)
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GREEN BUILDING
La sostenibilità in architettura: verso il GREEN BUILDING
Innovazione di processo: Integrative Design Process
Habitat
Occupancy, Operation and
Performance feedback
Water
Energy
Materials
Budget
Prep.
Evaluation
Conceptual
design
Schematic
design
Design
development
Construction
documents
Bidding and
Construction
GREEN BUILDING
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La sostenibilità in architettura: verso il GREEN BUILDING
Architetture sostenibili
1994-1996 | The Environmental Building, Building Research Establishment
• Studio della forma ed orientamento dell’edificio per massimizzare lo
sfruttamento/controllo dell’energia solare e il daylight
• Ventilazione naturale per effetto camino
• Raffrescamento passivo attraverso acqua di falda / Night cooling e
raffrescamento passivo della massa termica / controllo della radiazione
solare
• BREEAM excellent
GREEN BUILDING
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Architetture sostenibili
1994-1996 | The Environmental Building, Building Research Establishment
GREEN BUILDING
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La qualità energetica: verso lo ZEB
Architetture sostenibili
2006 | Bed ZED a Londra
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La qualità energetica: verso lo ZEB
Architetture sostenibili
2006 | Bed ZED a Londra
Solar thermal hot water with
woodchip back up
Stack ventilation
with passive heat
recovery
Photovoltaic array
The dream
that became
reality
Securely ventilated
sunspace
How Britain’s
first carbonneutral house
meets the top
level of
Government’s
Code for
sustainable
Buildings
Solar shading
Airthight super insulated
envelope
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AAA rated
appliances
and low flow
water fittings
Insulation three times the
thickness of a normal house
La sostenibilità in architettura: verso il GREEN BUILDING
Architetture sostenibili
2008 | San Francisco Academy of Science
GREEN BUILDING
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La sostenibilità in architettura: verso il GREEN BUILDING
Architetture sostenibili
2008 | San Francisco Academy of Science
•
•
•
•
•
•
•
Illuminazione naturale
Ventilazione naturale per effetto camino
5% del fabbisogno energetico dell’edificio coperto da fonte rinnovabile (FV)
Copertura a verde
Risparmio di acqua potabile per usi indoor
Comunicazione della sostenibilità dell’edificio agli utenti
LEED Platinum
GREEN BUILDING
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La sostenibilità in architettura: verso il GREEN BUILDING
Architetture sostenibili
2011-2017 | Edificio per uffici Lavazza (Torino)
• Elevata prestazione energetica: involucro
edilizio ad elevate prestazioni; sistema
energetico ad elevata efficienza con pompe
di calore polivalenti ad acqua di falda;
impianto di illuminazione a LED; impianto FV
60 kWp
• Sistema di integrazione luce naturale artificiale
• Recupero dell’acqua piovana a fini irrigui
• Risparmio di acqua potabile per usi indoor
• Materiali regionali e con contenuto di
riciclato; materiali bassoemissivi di finitura
interni
• In fase di certificazione LEED (obiettivo
Platinum)
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GREEN BUILDING
Uno sguardo al futuro
ZEB
GREEN BUILDING
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Uno sguardo al futuro
Strumenti di calcolo integrati
Strumenti di analisi del ciclo di vita
2
1
Competenze professionali aggiuntive
Progettazione user-centric
ZEB
GREEN BUILDING
3
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Controllo del processo di costruzione
Soft Landing
Post Occupancy Evaluation
Uno sguardo al futuro
Strumenti di calcolo integrati
Strumenti di analisi del ciclo di vita
1
2
Competenze professionali aggiuntive
Progettazione user-centric
3
Controllo del processo di costruzione
Soft Landing
Post Occupancy Evaluation
ZEB
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Uno sguardo al futuro
Strumenti di calcolo integrati
Strumenti di analisi del ciclo di vita
1
2
Competenze professionali aggiuntive
Progettazione user-centric
3
Controllo del processo di costruzione
Soft Landing
Post-Occupancy Evaluation
ZEB
GREEN BUILDING
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Grazie dell’attenzione.
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