La chimica nell‘edilizia sostenibile
Conferenza Coordinatori Responsible Care, Roma, 22-23 giugno 2010
Virginio Sarto
QHES/Responsible Care BC Europe South
Alesssandro Gandini
Dir. Commerciale
BASF Italia Srl
BASF – The Chemical Company
L’azienda chimica leader nel mondo
Offre soluzioni per sistemi e prodotti di alto valore
per quasi tutte le industrie
Vendite 2009: €50.693 Milioni
Utile dalle attività (EBIT) 2009: €3.677 Million
Dipendenti a fine 2009: 104.779
2
BASF – Struttura dei segmenti
Chemicals
Plastics
Performance
Products
Functional
Solutions
Agricultural
Solutions
Oil & Gas
Inorganics
Performance
Polymers
Dispersions
& Pigments
Catalysts
Crop
Protection
Oil & Gas
Petrochemicals
Polyurethanes
Care
Chemicals
Construction
Chemicals
Paper
Chemicals
Coatings
Intermediates
Performance
Chemicals
Important for
Construction
Materials
3
Gli attuali sistemi di costruzione non hanno una
elevata sostenibilità…
Gli edifici consumano:
70% di tutta l’energia elettrica
37% di tutta l’energia
28% di tutta l’acqua
30% di legno + materiali vari
Gli edifici producono:
35% di rifiuti solidi in discarica
36% emissioni si CO2
45% delle emissioni di SO2
19% delle emissioni di NOx
10% delle emissioni di particolato fine
Picture: Atzlenbacher / Pixelio
4
Fattori globali che maggiormente innescano la
necessità di una svolta sostenibile nelle modalità
costruttive
Urbanizzazione e
Metropolizzazione
Aumento dei consumi di
energia
Crescita ed
invecchiamento
della popolazione
Cambiamenti
climatici e risorse
idriche globali
Globalizzazione e
concentrazione di
ricchezza e povertà
Carenza di
risorse
5
Utilizzando le attuali tecnologie, è possibile
uno sviluppo realmente sostenibile
Pensiamo ad una struttura che:
■ è fatta di materiale più efficiente e durevole ad
alta resistenza
■ è isolata con un materiale efficiente, sicuro e
riciclabile
■ è modulare per usi più flessibili, oltre che per
un assemblagio e smontaggio semplice
■ è ultra-resistente per grandi altezze
■ non impiega alcun materiale tossico
■ Ha un basso costo del ciclo di vita rispetto ad
un edificio convenzionale di riferimento
6
Materiali che con il loro utilizzo aumentano la
sostenibilità
Materiali per l’isolamento termico
ed acutico
Isolamenti per tetti piani
Between-Rafters-Insulation
Isolamento per tetti a falde
EIFS and ICF
Isolamento delle cavità dei muri
Isolamento dei pavimenti
Impatto sull’isolamento sonoro
Materiali per la gestione
della temperatura
Vernici solari riflettenti e colori
Materiali a cambiamento di fase
Materiali per tecnolog
pulite
Fluidi per trasferimento di
calore
Rivestimenti speciali
Sigillanti e membrane
per acqua-vento e
tenuta dell’aria
Membrane impermeabili
Barriere acqua-vapore
Giunti sigillanti
Materiali plastici ad alta tecnologia
Calcestruzzo e malte
Additivi verdi per calcestruzzo
Malte e stucchi durevoli
Riparazione di calcestruzzo e malte
7
La produzione di cemento è responsabile del
5% della CO2 globalmente emessa
Global CO2 Emissions
Other sectors
14%
Manufacturing
excl. Cement
17%
CO2 Emission by Cement Production*
Calcination 50%
Cement
5%
Fuel 40%
Road transport
18%
Heat & Power
35%
Energy Industry
5%
Non-road
transport
6%
30 gigatonnes
Source: Freedonia, Study: World cement, 2006
Electricity (2/3 grinding) &
Transportation 10%
~1,5 gigatonnes
* Global cement production 2006: 3 bln t
8
Superfluidificanti per calcestruzzo
Dati di base
Confronto di calcestruzzo con e senza additivi.
L’impiego di superfluidificanti per calcestruzzo riduce
significativamente l’uso di clinker ad alta intensità energetica.
76 kg di clinker può essere ridotto per kg di additivo.
Tutti i risparmi sono attribuibili completamente all’additivo nel
calcestruzzo.
Importanza dei superfluidificanti per calcestruzzo nella protezione del clima
Risparmi attraverso prodotti venduti nel 2008: 22 milioni di tonnellate CO2 equivalenti
Equivale alle emissioni di gas ad effetto serra (GHS) di Berlino.
9
Analisi di Eco-Efficienza per superfluidificanti
per calcestruzzo
Customers
benefit:
Building and use
of 100 m2 of an
intermediate
concrete ceiling
with 180 mm
thickness made
with
transportation
concrete for a
multi-story
building for a
time period
of 50 years
Polycarboxylate
B
Polycarboxylate
A
NaphtalinSulfonate
Plasticizer
Ligninesulfonate
Plasticizer
Without
Plasticizer
10
Materiali che con il loro utilizzo aumentano la
sostenibilità
Materiali per l’isolamento termico
ed acutico
Isolamenti per tetti piani
Between-Rafters-Insulation
Isolamento per tetti a falde
EIFS and ICF
Isolamento delle cavità dei muri
Isolamento dei pavimenti
Impatto sull’isolamento sonoro
Sigillanti e membrane
per acqua-vento e
tenuta dell’aria
Membrane impermeabili
Barriere acqua-vapore
Giunti sigillanti
Materiali per la gestione
della temperatura
Vernici solari riflettenti e colori
Materiali a cambiamento di fase
Materiali per
tecnologie pulite
Fluidi per trasferimento di
calore
Rivestimenti speciali
Materiali plastici ad alta tecnologia
Calcestruzzo e malte
Additivi verdi per calcestruzzo
Malte e stucchi durevoli
Riparazione di calcestruzzo e malte
11
Perchè è importante gestire il calore del sole?
Calore
urbano:
”effetto
isola”
L’esterno e un interno non condizionato rendono la vista scomoda
outdoor and unconditioned indoor life becoming uncomfortable
Aumento
dei costi
di condizionamento
increased
air-conditioning
costs
Aumento
delleair
emissioni
dovute
all’aumento
produzione
di energia
additional
pollution
due to
increaseddienergy
production
Impatto
sulon
riscaldamento
globale
impact
global warming
12
“Pigmenti freddi” per superfici irradiate:
diminuzione della temperatura
Energia irradiata
Generazione di calore per
assorbimento dell’irraggiamento
Trasporto del calore per conduzione
termica nell’aria circostante e nel
materiale
Trasferimento in aria e convezione
Effetto della gestione del calore:
Rivestimento sul
substrato metallico
Minore assorbimento
Minor formazione di calore
Temperatura inferiore
13
Effetto della gestione del calore solare su NIR-nero
trasparente in confronto con carbon black
Test: sensore di temperatura montato sul retro di un supporto rivestito
di un substrato di fibra di cemento. Spettro di lampada alogena
Colore
visualizzato
Temperatura [°C]
80
Formulazione blu con ...
70
Carbon Black
60
50
NIR-transparent black
40
30
20
-60
0
60
120
180
240
Lamp ON
300
360
420
480
Tempo [min]
14
Materiali che con il loro utilizzo aumentano la
sostenibilità
Materiali per l’isolamento termico
ed acutico
Isolamenti per tetti piani
Between-Rafters-Insulation
Isolamento per tetti a falde
EIFS and ICF
Isolamento delle cavità dei muri
Isolamento dei pavimenti
Impatto sull’isolamento sonoro
Sigillanti e membrane
per acqua-vento e
tenuta dell’aria
Membrane impermeabili
Barriere acqua-vapore
Giunti sigillanti
Materiali per la gestione
della temperatura
Vernici solari riflettenti e colori
Materiali a cambiamento di fase
Materiali per
tecnologie pulite
Fluidi per trasferimento di
calore
Rivestimenti speciali
Materiali plastici ad alta tecnologia
Calcestruzzo e malte
Additivi verdi per calcestruzzo
Malte e stucchi durevoli
Riparazione di calcestruzzo e malte
15
Estese facciate trasparenti permettono una
piccola capacità di accumulo termico
Architettura moderna
Sistema tradizionale di costruzione
Fotos: MFS
16
Principi dell’accumulo di energia:
Latente (“nascosto”) vs. accumulo di calore
sensibile
Capacità di calore latente
Ghiaccio-acqua: ∆ H = 333 kJ/kg
Capacità di calore sensibile
Acqua: cp ≈ 4.2 kJ/kg · K
Temperatura stabile a 0°C
333 kJ/kg
Aumento di T 1°C 80°C
332 kJ/kg
Fondere 1 kg di ghiaccio (a 0°C), richiede la stessa quantità di
calore che è necessario per scaldare 1 kg di acqua da 1°C a 80°C.
17
Materiali a cambiamento di fase incapsulati in
matrici a base di gesso
Polimero di
rivestimento
Cera
Fp: 23C/26C
∆ H: ≈110 J/g
5 µm
18
Costruzione con e senza Phase Change Material
(CPM)
R1
Temperatura più costante
28,3C
Temperature in C°
Stanza al primo piano
dT = 8,5C
- 3,5C Tmax
25,0C
dT = 3,8C
Hours of the day
Temperatura interna con sistema convenzionale
temperatura interna con sistema - PCM
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L’incorporazione di Micronal PCM aiuta i materiali a
proteggerli contro il riscaldamento estivo
Capacità di accumulo del
calore nella fase di transizione
in un range di temperatura:
senza
PCM
2 cm di gesso con 30% Micronal
PCM microincapsulato
con PCM
∆H
c
Calcestruzzo:
18 cm
p
Mattoni: 23 cm
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Materiali che con il loro utilizzo aumentano la
sostenibilità
Materiali per l’isolamento termico
ed acustico
Isolamenti per tetti piani
Between-Rafters-Insulation
Isolamento per tetti a falde
EIFS and ICF
Isolamento delle cavità dei muri
Isolamento dei pavimenti
Impatto sull’isolamento sonoro
Sigillanti e membrane
per acqua-vento e
tenuta dell’aria
Membrane impermeabili
Barriere acqua-vapore
Giunti sigillanti
Materiali per la gestione
della temperatura
Vernici solari riflettenti e colori
Materiali a cambiamento di fase
Materiali per
tecnologie pulite
Fluidi per trasferimento di
calore
Rivestimenti speciali
Materiali plastici ad alta tecnologia
Calcestruzzo e malte
Additivi verdi per calcestruzzo
Malte e stucchi durevoli
Riparazione di calcestruzzo e malte
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Riduzione dei gas serra attraverso l’impiego di
prodotti per la protezione del clima
Mill. t CO2e/a
287
Abitazioni
248
Automobili
Industria
Agricultura
Altri prodotti
14
13
6
Risparmio totale
dall’uso del prodotto
nel suo ciclo di vita
Insulation
materials
6
Fuel additives
Esempi:
Products for
N2O
Nitrification
Emissionen
für
Rohstoffe,
wind power
decomposition
inhibitor
Herstellung
und
Entsorgung
catalyst
and solar
aller BASF-Produkte industry
Abitazioni
Risparmio CO2 equivalente 2008
Emissione di CO2 equivalente 2008
Materiali isolanti per facciate
Poliuretani per isolamento refrigeratori e frigoriferi
Additivi per calcestruzzo che consentono di ridurre il consumo di
energia durante la sua produzione
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Studio ICCA: i 10 maggiori settori del risparmio
delle emissioni di gas serra (GHG)
Savings in 2005 [mill. t of CO2e]
Insulation
Fertilizer & crop protection*
Lighting
Packaging
2400
1600
700
220
Marine antifouling
190
Synthetic textiles
130
Automotive weight
120
Low-temp. detergents
80
Engine efficiency
70
Piping
70
Total
5580
*Accounting GHG emissions related to the use of nitrogen-containing fertilizers and GHG emissions related to avoiding land-use change is still
discussed controversially and was therefore not incorporated into our Corporate Carbon Footprint.
Source: ICCA Study 2009: “Innovations for Greenhouse Gas Reductions”
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Innovazione tecnologica:
soppressione della conducibilità termica delle
radiazioni
λ
=
λconvection
+λ
cell wall
+λ
cell interior
+
λ radiation
Le radiazioni IR passano attaverso schiume a bassa densità:
Radiazione IR
Componenti assorbenti IR / riflettono le radiazioni IR a livello molecolare:
“Assorbitore” IR
Radiazione IR
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Risparmio di risorse attraverso
l’ottimizzazione del materiale
EPS
IR-Absorber
modifica l’EPS
rispetto all’EPS
bianco:
~20% migliore
conducibilità
termica
modified EPS
Conducibilità
termica in funzione
della densità
25
Ampie applicazioni del Polistirene modificato con
IR-absorber
Telai in acciaio
Elementi di muri
Moduli di calcestruzzo
isolante (ICF)
Isolamenti a schiuma
esterni (EIFS)
Isolamento di tetto
a falde
Steel Frame
Wall Element
Pitched Roof
Insulation
Cavity Wall
Insulation
ICF
EIFS
Floor
Insulation
Isolamento interno
Isolamento di pareti cave
(Boards and Beads)
Isolamento di pavimenti
Isolamento del suono
Internal
Insulation
EIFS
Impact Sound
Insulation
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Prossime generazioni di materiali isolanti?
Conducibilità termica
[10-3W/mK]
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Mineral wool, PS foam
(EPS)
PU foam
Microporous Silica,
Aerogels
VIP's
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Selezione di prodotti BASF per edilizia
Materie prime BASF migliorano le proprietà del calcestruzzo e del
legno in tutti i settori dell’ingegneria civile e delle costruzioni
Prodotti
acResin, Acronal, Basophob, Belmadur, Collacral, Degressal, Delvo, Dispers,
Glenium Kauramin, Kaurit, Lumiten, Lumogen schwarz, Lusolvan, Lutensol,
Masterkure, Masterseal, Meyco, Meyco-Air, Oluriol, Pluronic, Polyetheramin,
Polyheed, Pozzoloth, Pozzutec, Rheobiuld, Rheocell, Rheocure, Rheoface,
Rheofinish, RheoFIT, Rheomac, Rheomix, Rheosoil, Sokalan, Styrofan, Tamol,
Triethanolamin rein
28
Selezione di prodotti BASF per incollaggio e
fissaggio
Prodotti BASF per migliorare le proprietà di adesivi e
rivestimenti per differenti materiali.
Prodotti
acResin, Acrodur, Adflex, AQAGlos, Acronal, Basophob,
Basoplast, Catiofast, Collacral, Elastocoat C, Glissopal,
Isophorondiamin, Kauramin, Kaurit, Kauropal, Laroflex MP,
Latekoll, Lumiten, Luphen, Lusolvan, Lutensol, Oppanol,
Pigmentverteieler, Plastilit, Polyetheramin, Polymin, Saduren,
Salmiak, Sokalan, Styrofan, Tamol, Ultramid, Urecoll
29
Selezione di prodotti BASF per proteggere e
preservare
Acqua, fuoco, inquinamento, corrosione, radiazioni
UV, sporco: il tempo danneggia i materiali…
Prodotti
Acronal, AQAGloss, Basonat, Belmadur, Clearceram, Coilback, Coiltec, COL9,
Dispers, Elastocoat C, Eupolen, Fluoroceram, Glenium, Glytherm, Heliogen, Hifax,
Laroflex MP, Laromer, Laropal, Latekoll, Lithol, Lucirin TPO, Lucolit, Luconyl,
Luciwax, Luhydran, Lumiten, Luran S, Lurapret, Lusovan, Luwipal, Neopolen,
Oppanol, Oppasin, Palatinol, Paliocrom, Paliogen, Paliotan, Paliotol, Palusol,
PermaSkin, Pigmentverteiler, Pigmosol, Plastceram, Plastilit, Plastopal, Polyceram,
Sico, Sicocer, Sicoflush, Sicolen, Sicomin, Sicomix, Sicopal, Sicopas, Sicoplast,
Sicotan, Sicotrans, Sicovinyl, Softcell, Styrofan, Sunceram, Topcoat, Ultraceram,
Uvinul, Xfast
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Selezione di prodotti BASF per il design
Colore per materiali plastici, piastrelle, … a bassa
emissione ed attenti all’ambiente.
Prodotti
Acronal, Belmadur, Clearceram, Coilback, Coiltec, COL9, Collacral, Dispers,
Eupolen, Fluoroceram, Glenium, Hifax, Latekoll, Lithol, Luconyl, Lufilen,
Lumiten, Luphen, Lusolvan, Oppasin, Palamoll, Palatinol, Paliocrom, Paliogen,
Paliotal, Permaskin, Pigmosol, Plasticeram, Polyceram, Polymin, Sico, Sicocer,
Sicoflush, Sicolen, Sicomin, Sicomix, Sicopal, Sicopas, Sicoplast, Sicotan,
Sicotrans, Sicovynil, Sunceram, Topcoat, Triethanolamin, Ultramid, Xfast
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Selezione di prodotti BASF per l’efficienza
energetica e l’isolamento acustico
I materiali isolanti aiutano a risparmiare energia
ed a ridurre le emissioni.
Alcuni materiali isolanti sono in rado di
assorbire il suono
Prodotti
Basopor, Basotect, Elastilit, Elastopir, Elastopor,Lupragen,
Lupranat, Lupranol, lupraphen, Micronal PCM, Neopolen,
Neopor, Peripor, Styrodur, Styropor
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La chimica mette a disposizione i prodotti, le
conoscenze, le tecnologie. Perchè non c’è la svolta
sostenibile per la costruzione/recupero di edifici?
Barriere chiave all’efficienza energetica
Mancanza di regolamentazione o mancata applicazione
Tanti “attori” coinvolti…
La mancanza dell’applicazione sistematica e rigorosa dei codici
costruttivi
Mancanza di adeguato accesso ai finanziamenti
Mancanza di incentivi al risparmio energetico
Mancanza di informazione
I cittadini non conoscono dove trovare informazioni adatte
Mancanza di know how professionale
Know how professionale, mancano supporto e leadership
per costruire edifici a basso consumo energetico
Struttura del mercato
La complessità del mercato rendono difficoltoso il cambiamento
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Integrazione di molti fattori per un’edilizia
sostenibile…
Source: World Business Council for Sustainable Development
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