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Prof. Ing. Arch. Marco D’Orazio
EDIFICI A ENERGIA QUAZI ZERO – VERSO IL 2020 Il futuro delle costruzioni tra decreti NZEB, edifici di riferimento, certificazione ed efficienza energetica in area mediterranea NZEB E SALUTE Prof. Ing. Arch. Marco D’Orazio L’aquila, 13 maggio 2015 Con il patrocinio di
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DIRETTIVA SAVE DECRETO 192 DIRETTIVA NZEB DECRETO 311 DIRETTIVA EPBD DECRETO 59 DIRETTIVA EPBD RECAST NUOVO DECRETO ‘15 RISPARMIO CONTENIMENTO DEI CONSUMI EFFICIENZA ENERGETICA TENUTA ISOLAMENTO
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Ma è questo l’obiettivo ?
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Tramonto a Pechino
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L’obiettivo è la salute non il risparmio
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Le malattie croniche «non trasmissibili» costeranno al sistema sanitario mondiale nel corso dei prossimi 20 anni 30 mld € (48% del PIL mondiale dell’anno appena trascorso) Le malattie respiratorie rappresentano una quota rilevante (235 milioni di persone soffrono di asma, 64 milioni di persone soffrono di bronco-pneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) (il 5% delle morti totali sono riconducibili a queste patologie), Milioni di persone soffrono le conseguenze di forme lievi di BPCO, riniti allergiche e altre patologie croniche I fattori di rischio sono noti: Fumo, Inquinamento indoor e outdoor, Allergeni, Esposizioni occupazionali
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An «unsafe» Classi A3,A4 Riduzione dei Ricambi orari Sd 1…2..15………
Forte inibizione Dei flussi termo- igrometrici
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passiamo il 90% del nostro tempo in ambienti abitati
Fasce deboli ORE SPESE FUORI DELL’ABITAZIONE passiamo il 90% del nostro tempo in ambienti abitati
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1 2 Ciò che si produce rimane all’interno Sd elevati BARRIERA
Tenuta per risparmio energetico 1 2 BARRIERA BARRIERA BARRIERA Ciò che si produce rimane all’interno
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Alcune evidenze sperimentali
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EDIFICI EFFICIENTATI EDIFICI REALIZZATI SECONDO SCHEMI NZEB EDIFICI SPERIMENTALI CON LOGICHE NZEB
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Un caso di studio Zona climatica E Utilizzo incentivi
Isolamento copertura 16 cm Isolante fibroso Finestre classe A4 Isolamento a cappotto Interno 10 cm EPS
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I PROBLEMI DI NATURA TERMICA
Ondata di calore
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Temperatura interna > T superfici
Per tutta la fase di scarico
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Fuori confort
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I PROBLEMI DI NATURA IGROMETRICA E DI IAQ
UNI (ver.2004)
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Il confronto con il riferimento
1200 Pa 1200 Pa Zona di Torino, primi anni ‘90
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Camera da letto Temperatura esterna No interventi
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UR% ambientali
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accoppiamento disaccoppiamento calore calore vapore vapore PASSATO
Innalzamento temperature superficiali in estate Diminuzione temperature superficiali in inverno Maggiore accumulo igroscopico vapore Accumulo igroscopico nei materiali del pacchetto interno PASSATO FUTURO
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Innalzamento dei valori di picco delle UR% ambientali
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Rischio formazione muffe - UNI EN 13788
Temperature interne 6 città 4 zone climatiche 4 classi di concentrazione Valori medi mensili T e UR% esterne Valori di trasmittanza edificio di riferimento
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E’ un problema
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La pericolosità Classe A: funghi e loro prodotti metabolici che hanno la caratteristica di essere altamente patogeni. Per la gravità dei loro effetti sulla salute dell’uomo, non deve essere ammessa la loro presenza all’interno degli ambienti; Classe B: Funghi e loro prodotti metabolici che diventano patogeni se l’organismo umano viene sottoposto ad una loro esposizione per lungo tempo e che possono essere causa di reazioni allergiche; Classe C: Funghi che non sono pericolosi per la salute dell’uomo, ma che possono comunque causare danni alle superfici.
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1926
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NON E’ IL FATTORE PREPONDERANTE
SONO I FATTORI PRINCIPALI
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Le condizioni limite LIM II LIM I LIM 0 Isopleth
Materiali biologicamente avversi alla crescita LIM I Materiali che permettono la crescita LIM 0 Mezzo di coltura ottimale Cresce se > di….. Condizioni Limite per la germinazione delle spore Sulla superficie
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Moisture Level Category of microoorganism High (aw> 0.9; ERH% > 90%) Tertiary colonizers (hydrophilic) Alternaria alternata; Aspergillus fumigatus; epicoccum spp.; exophiala spp. fusarium moniliforme; mucr plumbeus; phoma erbarum; phialophora spp.; rhizopus spp.; stachybotrys chartarum (s.atra); trhchoderma spp.; ulocladium consortiale; sporobolomyces spp. Actinobacteria (or Actinomycetes) Intermediate (aw ; ERH% 80-90%) Secondary colonizers Aspergillus flavus; aspergillus versicolor; cladosporium cladosporioides; cladosporium sphaerospermum; mucor circinelloides; rhizopus orzyae Low (aw< 0.8; ERH% < 80%) Primary colonizers (xerophilic) Alternaria citri; apsergillus (eurotium) amstelodami; aspergillus candidus; aspegillus (eurotium) glaucus; aspergillus niger; aspergillus penicilloides; aspergillus (eurotium) repens; aspergillus restrictus; aspergillus versicolor; paenicillium variatii; paenicillium aurantiogriseum; paenicillium brevicompactum; paenicillium chrysogenum; paenicillium commune; paenicillium expansum; paenicillium greseofulvum; wallemia sebi.
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Altre evidenze sperimentali
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Velocità di crescita Scelta di 3 ceppi (colonizzatori primari)
Aspergillus versicolor (più frequente nelle abitazioni) Penicillium chrysogenum Stachybotrys chartarum. Scelta di diverse tipologie di rasanti e finiture (3 rasanti per cappotto, 2 finiture per interno, 2 pitture) Attivazione delle muffe con bagno colturale Inoculazione su capsule petri 15 dd in camera climatica con UR >90% e T=23°C Analisi della % coperta con microscopio a fluorescenza Analisi del rapporto tra superficie coperta e sostanze organiche
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I risultati A,B rasanti per cappotto C,D,E Finiture da interno
F,G Pitture Una volta che c’è l’innesco ……
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I risultati In soli 15 giorni A,B rasanti per cappotto
Cod. Mould index % di superficie coperta Aspergillus versicolor Penicillium chrysogenum Stachybotrys chartarum A 3 2 6.9% 9.2% 1.1% B 4 1.8% 12.4% 17.9% C 0.1% 6.1% 12.1% D 5 6.3% 9.4% 23.4% E 1.5% 5.9% F 6 7 57.8% 66.1% 69.3% G 1 3.9% 0.0% 0.8% In soli 15 giorni A,B rasanti per cappotto C,D,E Finiture da interno F,G Pitture
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Maggiore contenuto di sostanze organiche
La compresenza di acqua e sostanze organiche nei materiali di finitura eleva il rischio
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….ma nelle abitazioni non si produce solo vapore…
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Analisi di 240 edifici – pre e post innalzamento livelli di isolamento
Toluene, Xylene Benzene Limiti a breve termine (1h)
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In parte legata Ai materiali inseriti, In parte legata alla maggiore tenuta I valori limite della esposizione giornaliera (per inalazione) a benzene, toluene, m/p-xylene e o-xylene sono: BENZENE 0.1 μg/kg/giorno TOLUENE 1.2 μg/kg/giorno m/p XYLENE 0.4 μg/kg/giorno O-XYLENE 0.3 μg/kg/giorno
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Considerando la prestazione energetica quale obiettivo, si rischia di dare luogo ad ambienti che aumentano i fattori di rischi della salute È possibile compensare con sistemi impiantistici (es. VMC) ma vanno valutati il costo energetico e le necessità manutentive in relazione alle fasce di popolazione interessate E’ possibile più semplicemente ricordare i nostri modi costruttivi e la capacità di buffering (tampone) che questi hanno sempre manifestato
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ESTERNO INTERNO calore vapore EMPD
Innalzamento temperature superficiali in estate Diminuzione temperature superficiali in inverno Maggiore accumulo igroscopico EMPD Accumulo igroscopico nei materiali del pacchetto interno
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L’effetto
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La valutazione sperimentale
valutazione del comportamento igroscopico di tipo dinamico di 4 materiali porosi superadsorbenti MATERIALE SUPERASSORBENTE GESSO CELLULOSA PERLITE
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Le modalità di prova Fase di stabilizzazione in camera climatica:
Temperatura T = 23°C Umidità Relativa RH = 50 % Fase di esposizione ciclica: Livelli alti di RH per 8h RH = 75 % Livelli bassi di RH per 16h RH = 33 % Misurazioni periodiche delle variazioni di peso dei provini (bilancia analitica): necessarie per ricavare il Moisture Buffering Value Per Moisture Buffering Value (MBV) accumulo/rilascio di umidità che si ha quando il materiale è soggetto a significative oscillazioni di umidità relativa tra il 75% RH durante 8 ore e il 33% RH durante le restanti 16 ore. Il valore MBV è normalizzato rispetto alla superficie esposta [m²] e alla variazione di umidità relativa [ΔRH%].
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CARATTERIZZAZIONE DINAMICA IN CAMERA CLIMATICA
PRIMI RISULTATI: Moisture Buffering Value (MBV) Il Mat. Superassorbente e la cellulosa risultano i migliori materiali dal punto di vista di adsorbimento di RH ad un'esposizione ciclica. Materiale superassorbente: MBV più elevato = ~9 g/[m²*%RH] Cellulosa: MBV elevato = ~3 g/[m²*%RH] Gesso: MBV buono = ~1 g/[m²*%RH] Perlite: MBV trascurabile = 0,085 g/[m²*%RH]
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Un problema: l’isteresi
Mat. superassorb. Cellulosa, Gesso, Perlite,Dummy acqua accumulata = ~2 g ISTERESI NO ISTERESI acqua accumulata = ~0 g
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A SAFE ventilation Low assorbance No perfectly thigtly
Mass storage and moisture buffering v
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A SAFE ventilation grazie
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