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RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DI UN RUSTICO SITO A VORNO (LU) SECONDO LO STANDARD PASSIVHAUS Prof. Fabio FANTOZZI Ing. Francesco LECCESE Ing. Claudia MANNOCCI.

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1 RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DI UN RUSTICO SITO A VORNO (LU) SECONDO LO STANDARD PASSIVHAUS Prof. Fabio FANTOZZI Ing. Francesco LECCESE Ing. Claudia MANNOCCI

2 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI Consumi di energia per settori di uso finale in Mtep. Trend ENEA: analisi dati europei [2006] La percentuale di nuove costruzioni è irrisoria rispetto al patrimonio edilizio esistente. E importante riqualificare energeticamente almeno tutti gli edifici soggetti a ristrutturazione. Consumi finali energia nel settore residenziale per funzione duso (ktep) ENEA: analisi dati italiani [2005]

3 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI La certificazione energetica è stata per la prima volta introdotta in Europa con la Direttiva 93/76/CEE, intesa a limitare le emissioni di CO 2 migliorando lefficienza energetica. In Italia risale addirittura alla Legge 10/ /91/CE Definizione di un quadro di riferimento normativo che coordina gli interventi nel settore edilizio PRINCIPALI CONTENUTI - Definizione di una metodologia comune finalizzata allo sviluppo di standard minimi di prestazione energetica (artt. 3,4,5,6) - Disposizione di un Attestato di Certificazione energetica al momento della costruzione, compravendita o locazione delledifiucio (art.7) - Ispezioni periodiche a caldaie e ad impianti di condizionamento (art.8) - UNI EN ISO 13790:2008 Metodo di calcolo unificato - D.Lgs.192/2005 Attuazione della direttiva 2002/91/CE PRINCIPALI CONTENUTI - Modifica le modalità di calcolo delle dispersioni energetiche - Obbliga la redazione della certificazione energetica - Rilascio da parte del costruttore di un Attestato di Qualificazione Energetica - Uni TS 11300:2008 Istruzioni per lapplicazione a livello nazionale di: -norma europea -linee guida -dati nazionali EUROPAITALIA - Norme EN, in particolare:

4 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI INCENTIVI STATALI I primi incentivi sulle ristrutturazioni, volti al recupero edilizio, si hanno con la Legge dello Stato n. 449 del Dal 2007 i primi incentivi fiscali per edifici che rispettano determinati limiti ( imposti dal D.M. 11/03/2008), in particolare: -Prestazione energetica (EP) -Trasmittanza termica dei componenti linvolucro edilizio -Tipologia di impianto Purtroppo dai dati ENEA riscontriamo che nel 2007 solo lo 0.22% degli italiani ha usufruito di tali incentivi.

5 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI Nei paesi del sud Europa sono rilevanti sia i consumi per il riscaldamento che quelli per il raffrescamento. E necessario adattare il concetto di Passivhaus al nostro clima e costruire case a basso consumo con lobiettivo di : -soddisfare lutente per estetica, comfort e risparmi annuali; -rispettare lambiente; -vivere in maniera sostenibile DARMSTADT ISTITUTE PASSIVHAUS NORMATIVA ITALIANA Fabbisogno di energia per riscaldamento <15 kWh/( m 2 anno) <=EPlim kWh/m 2 anno D.Lgs 311/2006 Tenuta all'aria n 50 n 50 <=0,6h -1 n 50 <=0,6h -1 n 50 =0,5h -1 UNI EN 13829:2002 UNI EN ISO 13790:2008 UNI EN ISO 13465:2008 Consumo totale di energia primaria, compresi elettrodomestici e usi terziario <=120 kWh/(m 2 anno)VV Trasmittanza strutture opache U k <=0,15 W/m 2 K <=0,4W/m 2 K vert. <=0,35W/ m 2 K oriz. D.Lgs 311/2006 Trasmittanza strutture vetrate U w <=0,8 W/ m 2 K<=2,8 W/m 2 KD.Lgs 311/2006 Superfici trasparenti esposte ad Est o Ovest + quelle con inclinazione <75° rispetto all'orizzontale <=25% S u o fatt.protez.=75% obbligo di sistemi schermanti D.Lgs 311/2006 Superficie finestre a SudS w <=25% Su Sw>=1/8 Su per ogni locale Regolamento Edilizio di Lucca Temperatura dell'aria nelle stanze >= 17°C 20°C + o - 2°C D.P.R. 412/1993 Efficace ed uniforme circolazione d'aria nelle stanze XX Regolamento Edilizio di Lucca Rispetto norme di igiene dell'aria XX Regolamento Edilizio di Lucca Almeno un'apertura vs esterno per ogni ambiente X Sw>=1/8 Su per ogni locale Regolamento Edilizio di Lucca

6 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI Negli ultimi decenni ci siamo trovati di fronte ad una degradazione progressiva della qualità dei prodotti edilizi in nome della velocità e del profitto. Il problema non è solo la crisi del mercato italiano, ma anche la qualità che viene a mancare, la nocività e la tossicità dei prodotti che costituiscono linvolucro in cui andiamo ad abitare. Nella scelta dei materiali conviene sempre affidarsi a chi li certifica come IBO-ANAB e Natureplus. BIOEDILIZIA Verranno utilizzati materiali tradizionali della zona, riciclando quelli ancora funzionali; quelli di nuova introduzione saranno certificati bioedili e compresi nella lista dei prodotti delle Linee guida dalla Regione Toscana per ledilizia sostenibile

7 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI Rustico situato nelle colline di Vorno (LU) con destinazione duso abitazione e spazio agricolo Il sistema costruttivo è del tipo tradizionale - muratura mista portante con spessori maggiori di 36 cm - copertura in travi e travicelli, mezzane e manto in laterizio PROSPETTI SUD E OVEST EDIFICIO ISOLATO PIANTA PIANO TERRA PIANTA PIANO PRIMO

8 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI Esempio di studio illuminazione naturale vano scala con lausilio della carta solare Particolare prospetto sud, finestre piano primo La spalletta Est è stata smussata in modo da far entrare nelle camere i primi raggi solari, migliorando la qualità batteriologica dellaria e permettendo un risveglio ideale grazie ai colori arancio-oro che invadono la stanza. Lo stesso è stato fatto per la zona giorno La carta solare è stata utilizzata anche per capire in quali momenti della giornata si può avere illuminazione naturale nelle zone normalmente più buie OBBIETTIVO: Ottimizzare le condizioni di comfort visivo riducendo i consumi elettrici Gli ambienti sono stati distribuiti in modo da sfruttare al massimo la luce naturale, diretta e riflessa ORIENTAMENTO EDIFICIO INVERNOESTATE

9 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI Il fattore che ha influenzato maggiormente la scelta del tipo di intervento, è stata lincidenza dellelemento sulle dispersioni totali attraverso linvolucro. Ciò è stato possibile eseguendo la modellazione dello stato attuale, in funzione del valore di S/V e dei Gradi Giorno della zona; è possibile in questo modo ottimizzare costi ed interventi in funzione del guadagno in energia DISPERSIONI ATTRAVERSO LE PARETI VERTICALI DISPERSIONI ATTRAVERSO LA COPERTURA DISPERSIONI PER INFILTRAZIONE E VENTILAZIONE DISPERSIONI ATTRAVERSO IL SOLAIO CONTROTERRA DISPERSIONI ATTRAVERSO GLI INFISSI DISPERSIONI ATTRAVERSO PONTI TERMICI DISPERSIONI ATTRAVERSO LOCALI NON RISCALDATI OBIETTIVO: TROVARE UN NUOVO APPROCCIO SISTEMATICO ADATTABILE A QUALSIASI EDIFICIO SOGGETTO A RISTRUTTURAZIONE E RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA

10 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI APPLICAZIONE DI 20cm DI ISOLANTE TERMICO IN SUGHERO Vantaggi del sughero bruno espanso: - intonacabile facilmente con lausilio di rete in fibra di vetro - resistente agli urti - materiale naturale - lespansione in fabbrica riduce notevolmente la capacità di assorbimento dellacqua - impermeabile allacqua ma permeabile al vapore - consente traspirabilità e salubrità Lintervento inoltre… - rientra nei bonus volumetrici del D.Lgs.115/ rientra nei valori limite del D.M. 11/03/2008 TRASMITTANZA TERMICA[W/m 2 K] EDIFICIO DI PROGETTO D.Lgs311/06 Limiti 2009 STANDARD PASSIVHAUS 0,180,400,15 Vantaggi del cappotto esterno: - Elimina i ponti termici - Riduce gli effetti indotti dalle repentine variazioni di temperatura esterna sulle strutture

11 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI DISPERSIONI ATTRAVERSO LE PARETI VERTICALI DISPERSIONI ATTRAVERSO LA COPERTURA DISPERSIONI PER INFILTRAZIONE E VENTILAZIONE DISPERSIONI ATTRAVERSO IL SOLAIO CONTROTERRA DISPERSIONI ATTRAVERSO GLI INFISSI DISPERSIONI ATTRAVERSO PONTI TERMICI DISPERSIONI ATTRAVERSO LOCALI NON RISCALDATI

12 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI 15 cm di isolante termico in sughero bruno espanso -(vantaggi gia visti in precedenza) Posa di guaina traspirante - permeabile vapore acqueo - impermeabile allacqua Ventilazione - consente di raffreddare in estate il manto di copertura - elimina il pericolo condensa - crea un clima per gli ambienti sottostanti sono e piacevole COPERTURA ISOLATA E VENTILATA TRASMITTANZA TERMICA[W/m 2 K] EDIFICIO DI PROGETTO D.Lgs311/06 Limiti 2009 STANDARD PASSIVHAUS 0,240,350,15

13 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI DISPERSIONI ATTRAVERSO LE PARETI VERTICALI DISPERSIONI ATTRAVERSO LA COPERTURA DISPERSIONI PER INFILTRAZIONE E VENTILAZIONE (obiettivo: ridurre al massimo tale dispersione garantendo un ricambio minimo orario per igiene e salubrità) DISPERSIONI ATTRAVERSO IL SOLAIO CONTROTERRA DISPERSIONI ATTRAVERSO GLI INFISSI DISPERSIONI ATTRAVERSO PONTI TERMICI DISPERSIONI ATTRAVERSO LOCALI NON RISCALDATI

14 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI DISPERSIONI ATTRAVERSO LE PARETI VERTICALI DISPERSIONI ATTRAVERSO LA COPERTURA DISPERSIONI PER INFILTRAZIONE E VENTILAZIONE DISPERSIONI ATTRAVERSO IL SOLAIO CONTROTERRA DISPERSIONI ATTRAVERSO GLI INFISSI DISPERSIONI ATTRAVERSO PONTI TERMICI DISPERSIONI ATTRAVERSO LOCALI NON RISCALDATI

15 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI Vespaio areato di 10 cm realizzato con paretine in laterizio - garantisce la ventilazione - riduce lumidità Guaina resiliente 8 cm di isolante in sughero Massetto porta impianti con adeguato valore di conducibilità - Il risvolto è importante perché il pavimento galleggiante elimina i rumori per trasmissione attraverso il pavimento SOLAIO CONTROTERRA Il particolare evidenzia anche come si è pensato di correggere il ponte termico TRASMITTANZA TERMICA[W/m 2 K] EDIFICIO DI PROGETTO D.Lgs311/06 Limiti 2009 STANDARD PASSIVHAUS 0,340,410,15

16 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI DISPERSIONI ATTRAVERSO LE PARETI VERTICALI DISPERSIONI ATTRAVERSO LA COPERTURA DISPERSIONI PER INFILTRAZIONE E VENTILAZIONE DISPERSIONI ATTRAVERSO IL SOLAIO CONTROTERRA DISPERSIONI ATTRAVERSO GLI INFISSI DISPERSIONI ATTRAVERSO PONTI TERMICI DISPERSIONI ATTRAVERSO LOCALI NON RISCALDATI

17 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI Unampia superficie vetrata da un lato fornisce maggior illuminazione naturale agli ambienti; dallaltro contribuisce ad aumentare i carichi interni, apporto sgradevole nel caso in cui la temperatura interna sia già distribuita uniformemente, sia come soddisfazione termica dellutente sia dal punto di vista del rendimento dellimpianto. Trovandoci di fronte ad un edificio vincolato non è stato possibile intervenire sui prospetti con opportune schermature. Pertanto sono stati scelti vetri selettivi con fattore solare g<= 0,4. TRASMITTANZA TERMICA[W/m 2 K] EDIFICIO DI PROGETTO D.Lgs311/06 Limiti 2009 STANDARD PASSIVHAUS 1,37 ÷1,75 2,80,8 CARATTERISTICHE FINESTRE DI PROGETTO -Vetro doppio con Argon tipologia 6/12/6 -Telaio in legno tenero, spessore 9 cm -Posizionamento sul filo esterno della muratura -Controtelaio coperto dal cappotto esterno SOSTITUZIONE INFISSI FUNZIONI : - illuminazione naturale - dispersioni limitate - protezione dagli agenti atmosferici - buone caratteristiche fonoisolanti

18 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI DISPERSIONI ATTRAVERSO LE PARETI VERTICALI DISPERSIONI ATTRAVERSO LA COPERTURA DISPERSIONI PER INFILTRAZIONE E VENTILAZIONE DISPERSIONI ATTRAVERSO IL SOLAIO CONTROTERRA DISPERSIONI ATTRAVERSO GLI INFISSI DISPERSIONI ATTRAVERSO PONTI TERMICI (correzioni visualizzate nei particolari già visti in precedenza. Nella soglia sarà predisposta, sotto il telaio, una fessura che sarà poi riempita da grani di sughero) DISPERSIONI ATTRAVERSO LOCALI NON RISCALDATI (alle pareti divisorie confinanti con locali NR saranno applicati 5cm di sughero, oppure lana di roccia nel caso si voglia isolare anche acusticamente)

19 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI SISTEMI SOLARI PASSIVI: MURO DI TROMBE-MITCHEL Nello spessore del cappotto esterno saranno realizzate delle pareti vetrate che insieme alla muratura massiccia costituiranno il muro di Trombe. Questo consente laccumulo di una notevole quantità di calore che viene distribuito successivamente allinterno degli spazi abitati, secondo due modalità: -attraverso fessure aperte nella zona superiore ed inferiore del muro, generando una circolazione naturale determinata dai moti convettivi dellaria (effetto camino) - per convezione e irraggiamento dalla superficie interna del muro grazie alla sua inerzia termica.

20 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI In estate lapertura delle alette trasforma la parete in ventilata, aumentando così la dispersione e riducendo la quantità di calore degli ambienti. Ciò è favorito, nelle giornate afose, dalla presenza di zampilli dacqua posizionati di fronte al vetro, che lutente azionerà secondo la sua esigenza di raffreddamento degli ambienti (lacqua in circolazione proviene dal serbatoio di prima raccolta). ACCUMULATORE DI CALORE IN INVERNO PARETE VENTILATA IN ESTATE

21 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI VI SONO IN NATURA DIVERSE SORGENTI DI ENERGIA GRATUITA INUTILIZZATE OBIETTIVO DEL PROGETTO: SFRUTTARLE AL MASSIMO Alla base della progettazione il concetto di BENESSERE TERMICO dellutente finale, definito dalla UNI EN ISO 7730 come la condizione mentale di soddisfazione termica nei confronti dellambiente esterno Perché ciò si verifichi occorre che vi sia neutralità termica ossia che esista un pareggio tra il calore prodotto dallorganismo per effetto dei metabolismi ed il calore scambiato allesterno, senza dover impegnare eccessivamente il sistema di termoregolazione corporea.

22 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI IMPIANTO DI RISCALDAMENTO PRODUZIONE DI ACQUA CALDA SANITARIA PRINCIPALI SISTEMI IMPIANTISTICI Serbatoio di prima raccolta acqua piovana

23 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI POMPA DI CALORE GEOTERMICA (PCG) Pompa di calore geotermica con funzione di riscaldamento e raffreddamento, COP 4,2 Carico di picco per riscaldamento = 4,2 KW Verranno realizzate delle trincee a 4 tubi in PEX, per una lunghezza totale di 180m, calcolate in funzione della resa ipotizzata per il terreno Nessun vincolo per lutilizzo del terreno sovrastante, tranne ledificazione (la pompa è stata poi sovradimensionata per coprire il fabbisogno di energia per la produzione di acqua calda sanitaria)

24 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI IMPIANTO DI RISCALDAMENTO PRODUZIONE DI ACQUA CALDA SANITARIA PRINCIPALI SISTEMI IMPIANTISTICI Serbatoio di prima raccolta acqua piovana

25 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI PANNELLI RADIANTI A PAVIMENTO Sistema che soddisfa pienamente lobiettivo prefissato di comfort termico Aumenta la temperatura media radiante del locale, riducendo di conseguenza lo scambio per radiazione del corpo umano, mantenendo il fluido di circolazione a temperature più basse rispetto ad un sistema tradizionale e privilegiando per questo i diversi rendimenti dimpianto. Il dimensionamento è stato eseguito con lausilio di un software DISTRIBUZIONE DELLA TUBAZIONE IPOTIZZATA In estate il solo pannello radiante non è in grado di abbattere il carico latente degli ambienti. Predisponendo un sistema controllato di apertura degli infissi è possibile ovviare a questo limite. PIANTA PIANO TERRAPIANTA PIANO PRIMO

26 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI IMPIANTO DI RISCALDAMENTO PRODUZIONE DI ACQUA CALDA SANITARIA PRINCIPALI SISTEMI IMPIANTISTICI Serbatoio di prima raccolta acqua piovana

27 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI PANNELLI FOTOVOLTAICI LIMPIANTO FOTOVOLTAICO E STATO DIMENSIONATO PER COPRIRE LINTERO FABBISOGNO DI ENERGIA ANNUALE Fabbisogno annuo di energia FABBISOGNO PER RISCALDAMENTO 924 kWhe FABBISOGNO DI ACQUA CALDA SANITARIA 528 kWhe ILLUMINAZIONE1440 kWhe ELETTRODOMESTICI (CLASSE A)2707 kWhe USI OCCASIONALI1000 kWhe Superficie fotovoltaica complessiva = 32 m 2 Potenza di picco = 4 kW Quantità di CO 2 annuale non immessa in atmosfera = 3360 Kg

28 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI IMPIANTO DI RISCALDAMENTO PRODUZIONE DI ACQUA CALDA SANITARIA PRINCIPALI SISTEMI IMPIANTISTICI Serbatoio di prima raccolta acqua piovana

29 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI Serbatoio di prima raccolta acqua piovana Le riserve di acqua potabile sono indispensabili per la nostra sopravvivenza e devono essere salvaguardate SCHEMA FUNZIONAMENTO IMPIANTO Analisi KESSEL BERE/CUCINARE LAVAGGIO STOVIGLIE IGIENE PERSONALE GIARDINO BUCATO BAGNO/DOCCIA RISCIACQUO WC Più di un terzo del fabbisogno annuale di acqua potabile può essere coperto con linstallazione di un serbatoio interrato da 5000 litri

30 INTRODUZIONEASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI ISOLAMENTI TERMICI SISTEMI IMPIANTISTICI Di seguito il confronto fra lindice di prestazione energetica del caso di studio ottenuto con la modellazione, il valore limite imposto dal D.Lgs 192/2005 e successive modifiche (riferito ai limiti 2008/2009), il valore limite per ottenere la detrazione fiscale del 55% per gli interventi di riqualificazione energetica ed il valore limite secondo il Darmstadt Istitute Passivhaus. EP DI PROGETTO EPlim (secondo il D.Lgs.192/2005) EPlim (secondo il D.M.11/03/2008) EPlim (secondo lo Standard Passivhaus) 22 [kWh/m 2 anno] 77,05 [kWh/m 2 anno] 67,7 [kWh/m 2 anno] 15 [kWh/m 2 anno] Non è da escludere linstallazione di un recuperatore di calore, nel caso i vincoli architettonici degli ambienti interni lo permettano, che ridurrebbe il valore di EP a 15,6 kWh/m 2 anno (il calcolo è stato effettuato grazie al solito modello preparato per il caso di studio, con laggiunta di un impianto di recupero del calore con efficienza 75%).

31 GRAZIE PER LATTENZIONE Per informazioni…


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