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Alessandra Carta Università degli Studi di Firenze Clima Temperato e massa termica per la prefabbricazione in legno.

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Presentazione sul tema: "Alessandra Carta Università degli Studi di Firenze Clima Temperato e massa termica per la prefabbricazione in legno."— Transcript della presentazione:

1 Alessandra Carta Università degli Studi di Firenze Clima Temperato e massa termica per la prefabbricazione in legno

2 Alessandra Carta | Università degli studi di Firenze Premessa: La ricerca sviluppata nellambito della tesi dottorale si inserisce nel campo delle ricerche condotte sulla prefabbricazione in legno cercando di porre laccento sui sistemi costruttivi idonei per il raggiungimento dei livelli di COMFORT indoor ed il contenimento dei CONSUMI ENERGETICI. INNOVAZIONE DEL PROGETTO COMPLESSO Settore scientifico prevalente ICAR 12 Altri settori scientifici ING-IND/11 La trattazione si concentra unicamente su parte della fase analitica della ricerca dottorale relativa alla configurazione base per il regime estivo ed invernale.

3 Clima Temperato e massa termica per la prefabbricazione in legno Alessandra Carta | Università degli studi di Firenze Identificare limiti e potenzialità nel settore della PREFABBRICAZIONE IN LEGNO in CLIMA TEMPERATO relativamente al comportamento invernale e alluso dei sistemi passivi in regime estivo al fine di favorire unimplementazione coerente delle tecnologie leggere. PANNELLI PORTANTI IN LEGNO TELAIO MODULARE BLOCCHI PORTANTI IN LATERIZIO Fine ultimo è quello di comparare le prestazioni di sistemi costruttivi in legno con quelle dei sistemi maggiormente diffusi a livello nazionale per gli EDIFICI RESIDENZIALI, favorendo il momento decisionale in merito alla scelta tecnologica maggiormente adeguata. In particolare è approfondita la COMPARAZIONE DELLE PRESTAZIONI TERMICHE e dei relativi CONSUMI ENERGETICI di TRE DIFFERENTI SISTEMI COSTRUTTIVI: INTENTO

4 QUADRO DI RIFERIMENTO La richiesta di edifici residenziali a ridotti consumi energetici, a seguito delle Normative Europee e Nazionali, ha portato una crescente diffusione dei sistemi prefabbricati in legno, in alternativa ai sistemi a blocchi in laterizio. La problematica principale che si può riscontrare in questo switch modale è legata ai bassi valori di massa termica delle strutture leggere. La massa termica in regime estivo, può aiutare a ridurre i consumi energetici per il raffrescamento, evitando linsorgere di fenomeni di surriscaldamento. La Normativa Italiana non regola in maniera efficiente tali prestazioni: Si è scelto la zona D in quanto rappresentativa del clima temperato; per questa zona risulta infatti utile considerare linterazione dinamica dellinvolucro come contributo alle prestazioni globali in regime estivo. ZONA D SUPERFICI OPACHE VERTICALI A livello Europeo (Regno Unito) infatti vi sono interessanti studi che analizzano leffetto della massa termica per ledilizia residenziale ex novo, in prospettiva del surriscaldamento globale, provando attraverso simulazioni dinamiche che esiste una CONNESSIONE fondamentale tra massa termica dellinvolucro e surriscaldamento degli ambienti interni. Clima Temperato e massa termica per la prefabbricazione in legno Alessandra Carta | Università degli studi di Firenze

5 Parete verticale (B): stratigrafia e valori prestazionali Componenti dellinvolucroU Parete esterna (P)0.22 W/m 2 K Copertura (C)0.21 W/m2 K Solaio controterra (S)0.14 W/m 2 K Vengono presentati i risultati di simulazioni su un edificio residenziale a tre piani effettuate al fine di comparare il comportamento dei tre differenti sistemi costruttivi: -il sistema a blocchi portanti in laterizio (A) -il sistema a pannelli portanti in legno (B) -il sistema modulare a telaio (C) ai quali sono stati imposti UGUALI VALORI DI TRASMITTANZA TERMICA. Parete verticale(A): stratigrafia e valori prestazionali Parete verticale (C): stratigrafia e valori prestazionali RISULTATI REGIME STATICO Clima Temperato e massa termica per la prefabbricazione in legno Alessandra Carta | Università degli studi di Firenze METODOLOGIA

6 Il modello utilizzato per le simulazioni in regime dinamico è rappresentato da un edificio virtuale su tre piani con tipologia bilocale, (camera + soggiorno-cucina) nel rispetto delle Normative Italiane e del R.E. di Firenze. Ogni appartamento è composto da due moduli di 3,2 X 7,8 mt. Oltre alla scelta dei materiali isolanti, degli infissi e schermature esterne, sono stati impostati gli orari di occupazione, i parametri di attività e i valori di abbigliamento estivo/invernale. Clima Temperato e massa termica per la prefabbricazione in legno Alessandra Carta | Università degli studi di Firenze METODODOLOGIA Destate è prevista esclusivamente la ventilazione naturale, mentre il fabbisogno termico invernale è soddisfatto da un sistema di riscaldamento tradizionale con terminali radiatori collegati a una caldaia a gas.

7 Estate_ Temp. Operativa e PMV: soggiorno-cucina, piano primo (A) Estate_ Temp. Operativa e PMV: soggiorno-cucina, piano primo (B) Estate_ Temp. Operativa e PMV: soggiorno-cucina, piano primo (C) I grafici sopra riportati spiegano come varia la temperatura dellaria, quella radiante e quella operativa nel corso della settimana estiva più calda (7-14 Agosto) nel caso dellambiente soggiorno cucina, ed inoltre illustrano il variare dei livelli di comfort, calcolati in base alla UNI EN ISO Clima Temperato e massa termica per la prefabbricazione in legno Alessandra Carta | Università degli studi di Firenze RISULTATI REGIME DINAMICO

8 In base ai risultati delle simulazioni estive, si può osservare come la Temperatura operativa decresca al crescere della massa termica, dal sistema più leggero a telaio modulare, fino al sistema costruttivo a blocchi in laterizio. La differenza di temperatura più rilevante (1°C circa per la camera e di 2 °C circa per il soggiorno cucina) è presente tra il sistema costruttivo a blocchi e i due in legno. In Inverno invece il sistema di riscaldamento delledificio (set-point 22°C) evita il presentarsi di situazioni di discomfort in tutti e tre i casi, ma, come mostrano i risultati, lenergia richiesta per mantenere il comfort termico negli ambienti è maggiore nel caso (A) e più bassa per gli altri due sistemi costruttivi (B) e (C). Clima Temperato e massa termica per la prefabbricazione in legno Alessandra Carta | Università degli studi di Firenze DISCUSSIONI

9 Lutilizzo in edilizia di materiali ad alta densità può però aumentare l'impatto ambientale dell'industria in riferimento alla riciclabilità, rapidità e temporaneità delle opere ed energia incorporata dei materiali da costruzione, tutti gli aspetti a favore delle strutture prefabbricate in legno. Allo stesso tempo queste ultime, mentre hanno ottime performance durante l'inverno possono presentare alcuni problemi durante la stagione estiva, aumentando i consumi di energia per il raffreddamento. Clima Temperato e massa termica per la prefabbricazione in legno Alessandra Carta | Università degli studi di Firenze CONCLUSIONI Studi recenti si stanno concentrando sulla ricerca di nuovi metodi per migliorare linerzia termica delle strutture leggere (pannelli ad alta densità in cemento, argilla cruda, maggiore densità materiali isolanti). In ogni caso è opportuno che per le nuove abitazioni si ottimizzi lo studio della ventilazione naturale, essenziale per tutti i paesi con climi caldi e temperati, al fine di ridurre il più possibile lutilizzo di sistemi di raffreddamento meccanici. Per questo motivo è utile unattenta progettazione dei sistemi più idonei a favorire la ventilazione trasversale e verticale, valutando tutti i benefici derivati dalla scelta di ciascuna strategia e utilizzando, ove possibile, software di simulazione fluido dinamica (CDF).

10 Grazie per lattenzione Ph.d Candidate –XXVI Ciclo Arch. Alessandra Carta Università degli studi di Firenze DIDA – Dipartimento di Architettura


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