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 www.edifici2020.it Con il patrocinio di

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

Ma è questo l’obiettivo ?

Tramonto a Pechino

L’obiettivo è la salute non il risparmio

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

An «unsafe» Classi A3,A4 Riduzione dei Ricambi orari Sd 1…2..15……… Forte inibizione Dei flussi termo- igrometrici

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

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

Alcune evidenze sperimentali

EDIFICI EFFICIENTATI EDIFICI REALIZZATI SECONDO SCHEMI NZEB EDIFICI SPERIMENTALI CON LOGICHE NZEB

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

I PROBLEMI DI NATURA TERMICA Ondata di calore

Temperatura interna > T superfici Per tutta la fase di scarico

Fuori confort

I PROBLEMI DI NATURA IGROMETRICA E DI IAQ UNI 13788 (ver.2004)

Il confronto con il riferimento 1200 Pa 1200 Pa Zona di Torino, primi anni ‘90

Camera da letto Temperatura esterna No interventi

UR% ambientali

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

Innalzamento dei valori di picco delle UR% ambientali

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

E’ un problema

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.

1926

NON E’ IL FATTORE PREPONDERANTE SONO I FATTORI PRINCIPALI

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

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 0.8-0.9; 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.

Altre evidenze sperimentali

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

I risultati A,B rasanti per cappotto C,D,E Finiture da interno F,G Pitture Una volta che c’è l’innesco ……

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

Maggiore contenuto di sostanze organiche La compresenza di acqua e sostanze organiche nei materiali di finitura eleva il rischio

….ma nelle abitazioni non si produce solo vapore…

Analisi di 240 edifici – pre e post innalzamento livelli di isolamento Toluene, Xylene Benzene Limiti a breve termine (1h)

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

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

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

L’effetto

La valutazione sperimentale valutazione del comportamento igroscopico di tipo dinamico di 4 materiali porosi superadsorbenti MATERIALE SUPERASSORBENTE GESSO CELLULOSA PERLITE

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%].

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]

Un problema: l’isteresi Mat. superassorb. Cellulosa, Gesso, Perlite,Dummy acqua accumulata = ~2 g ISTERESI NO ISTERESI acqua accumulata = ~0 g

A SAFE ventilation Low assorbance No perfectly thigtly Mass storage and moisture buffering v

A SAFE ventilation grazie