RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DI UN RUSTICO SITO A VORNO (LU)

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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

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

SISTEMI IMPIANTISTICI
INTRODUZIONE ASPETTI 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 CO2 migliorando l’efficienza energetica. In Italia risale addirittura alla Legge 10/1991. EUROPA ITALIA - 2002/91/CE Definizione di un quadro di riferimento normativo che coordina gli interventi nel settore edilizio - D.Lgs.192/2005 Attuazione della direttiva 2002/91/CE 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 dell’edifiucio (art.7) - Ispezioni periodiche a caldaie e ad impianti di condizionamento (art.8) 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 - Norme EN, in particolare: - Uni TS 11300:2008 Istruzioni per l’applicazione a livello nazionale di: -norma europea -linee guida -dati nazionali - UNI EN ISO 13790: Metodo di calcolo unificato

INTRODUZIONE ASPETTI 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 1997. 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 l’involucro edilizio -Tipologia di impianto Purtroppo dai dati ENEA riscontriamo che nel 2007 solo lo 0.22% degli italiani ha usufruito di tali incentivi.

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI DARMSTADT ISTITUTE PASSIVHAUS NORMATIVA ITALIANA Fabbisogno di energia per riscaldamento <15 kWh/( m2anno) <=EPlim kWh/m2anno D.Lgs 311/2006 Tenuta all'aria n50 n50<=0,6h-1 n50<=0,6h n50=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/(m2anno) V Trasmittanza strutture opache Uk <=0,15 W/m2K <=0,4W/m2K vert. <=0,35W/ m2K oriz. Trasmittanza strutture vetrate Uw <=0,8 W/ m2K <=2,8 W/m2K Superfici trasparenti esposte ad Est o Ovest + quelle con inclinazione <75° rispetto all'orizzontale <=25% Su o fatt.protez.=75% obbligo di sistemi schermanti Superficie finestre a Sud Sw<=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 X Rispetto norme di igiene dell'aria Almeno un'apertura vs esterno per ogni ambiente 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 l’obiettivo di : -soddisfare l’utente per estetica, comfort e risparmi annuali; -rispettare l’ambiente; -vivere in maniera sostenibile

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI BIOEDILIZIA 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 l’involucro in cui andiamo ad abitare. Nella scelta dei materiali conviene sempre affidarsi a chi li certifica come IBO-ANAB e Natureplus. 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 l’edilizia sostenibile”

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI Rustico situato nelle colline di Vorno (LU) con destinazione d’uso 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 EDIFICIO ISOLATO PIANTA PIANO TERRA PROSPETTI SUD E OVEST PIANTA PIANO PRIMO

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI ORIENTAMENTO EDIFICIO OBBIETTIVO: Ottimizzare le condizioni di comfort visivo riducendo i consumi elettrici ESTATE INVERNO Gli ambienti sono stati distribuiti in modo da sfruttare al massimo la luce naturale, diretta e riflessa Particolare prospetto sud, finestre piano primo Esempio di studio illuminazione naturale vano scala con l’ausilio della carta solare La spalletta Est è stata smussata in modo da far entrare nelle camere i primi raggi solari, migliorando la qualità batteriologica dell’aria 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

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI OBIETTIVO: TROVARE UN NUOVO APPROCCIO SISTEMATICO ADATTABILE A QUALSIASI EDIFICIO SOGGETTO A RISTRUTTURAZIONE E RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA Il fattore che ha influenzato maggiormente la scelta del tipo di intervento, è stata l’incidenza dell’elemento sulle dispersioni totali attraverso l’involucro. 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

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI APPLICAZIONE DI 20cm DI ISOLANTE TERMICO IN SUGHERO Vantaggi del cappotto esterno: - Elimina i ponti termici Riduce gli effetti indotti dalle repentine variazioni di temperatura esterna sulle strutture Vantaggi del sughero bruno espanso: intonacabile facilmente con l’ausilio di rete in fibra di vetro resistente agli urti materiale naturale l’espansione in fabbrica riduce notevolmente la capacità di assorbimento dell’acqua impermeabile all’acqua ma permeabile al vapore consente traspirabilità e salubrità L’intervento inoltre… rientra nei bonus volumetrici del D.Lgs.115/2008 - rientra nei valori limite del D.M. 11/03/2008 TRASMITTANZA TERMICA[W/m2K] EDIFICIO DI PROGETTO D.Lgs311/06 Limiti 2009 STANDARD PASSIVHAUS 0,18 0,40 0,15

INTRODUZIONE ASPETTI 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

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI COPERTURA ISOLATA E VENTILATA Ventilazione - consente di raffreddare in estate il manto di copertura elimina il pericolo condensa crea un clima per gli ambienti sottostanti sono e piacevole 15 cm di isolante termico in sughero bruno espanso -(vantaggi gia visti in precedenza) Posa di guaina traspirante permeabile vapore acqueo impermeabile all’acqua TRASMITTANZA TERMICA[W/m2K] EDIFICIO DI PROGETTO D.Lgs311/06 Limiti 2009 STANDARD PASSIVHAUS 0,24 0,35 0,15

INTRODUZIONE ASPETTI 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

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI SOLAIO CONTROTERRA Massetto porta impianti con adeguato valore di conducibilità 8 cm di isolante in sughero Il particolare evidenzia anche come si è pensato di correggere il ponte termico Vespaio areato di 10 cm realizzato con paretine in laterizio - garantisce la ventilazione - riduce l’umidità TRASMITTANZA TERMICA[W/m2K] EDIFICIO DI PROGETTO D.Lgs311/06 Limiti 2009 STANDARD PASSIVHAUS 0,34 0,41 0,15 Guaina resiliente - Il risvolto è importante perché il pavimento “galleggiante” elimina i rumori per trasmissione attraverso il pavimento

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI SOSTITUZIONE INFISSI FUNZIONI : - illuminazione naturale - dispersioni limitate - protezione dagli agenti atmosferici - buone caratteristiche fonoisolanti 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 Un’ampia superficie vetrata da un lato fornisce maggior illuminazione naturale agli ambienti; dall’altro contribuisce ad aumentare i carichi interni, apporto sgradevole nel caso in cui la temperatura interna sia già distribuita uniformemente, sia come soddisfazione termica dell’utente sia dal punto di vista del rendimento dell’impianto. 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/m2K] EDIFICIO DI PROGETTO D.Lgs311/06 Limiti 2009 STANDARD PASSIVHAUS 1,37÷1,75 2,8 0,8

INTRODUZIONE ASPETTI 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)

INTRODUZIONE ASPETTI 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 l’accumulo di una notevole quantità di calore che viene distribuito successivamente all’interno degli spazi abitati, secondo due modalità: attraverso fessure aperte nella zona superiore ed inferiore del muro, generando una circolazione naturale determinata dai moti convettivi dell’aria (effetto camino) - per convezione e irraggiamento dalla superficie interna del muro grazie alla sua inerzia termica.

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI ACCUMULATORE DI CALORE IN INVERNO PARETE VENTILATA IN ESTATE In estate l’apertura 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 d’acqua posizionati di fronte al vetro, che l’utente azionerà secondo la sua esigenza di raffreddamento degli ambienti (l’acqua in circolazione proviene dal serbatoio di prima raccolta).

VI SONO IN NATURA DIVERSE SORGENTI DI ENERGIA GRATUITA INUTILIZZATE
INTRODUZIONE ASPETTI 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 dell’utente finale, definito dalla UNI EN ISO 7730 come “la condizione mentale di soddisfazione termica nei confronti dell’ambiente esterno” Perché ciò si verifichi occorre che vi sia neutralità termica ossia che esista un pareggio tra il calore prodotto dall’organismo per effetto dei metabolismi ed il calore scambiato all’esterno, senza dover impegnare eccessivamente il sistema di termoregolazione corporea.

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

INTRODUZIONE ASPETTI 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 (la pompa è stata poi sovradimensionata per coprire il fabbisogno di energia per la produzione di acqua calda sanitaria) 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 l’utilizzo del terreno sovrastante, tranne l’edificazione

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI PANNELLI RADIANTI A PAVIMENTO Sistema che soddisfa pienamente l’obiettivo 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 d’impianto. Il dimensionamento è stato eseguito con l’ausilio di un software DISTRIBUZIONE DELLA TUBAZIONE IPOTIZZATA PIANTA PIANO TERRA PIANTA PIANO PRIMO 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.

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI SISTEMI EDILIZI SISTEMI IMPIANTISTICI PANNELLI FOTOVOLTAICI L’IMPIANTO FOTOVOLTAICO E’ STATO DIMENSIONATO PER COPRIRE L’INTERO FABBISOGNO DI ENERGIA ANNUALE Fabbisogno annuo di energia FABBISOGNO PER RISCALDAMENTO 924 kWhe FABBISOGNO DI ACQUA CALDA SANITARIA 528 kWhe ILLUMINAZIONE 1440 kWhe ELETTRODOMESTICI (CLASSE A) 2707 kWhe USI OCCASIONALI 1000 kWhe Superficie fotovoltaica complessiva = 32 m2 Potenza di picco = 4 kW Quantità di CO2 annuale non immessa in atmosfera = 3360 Kg

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

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVI CASO DI STUDIO CONCLUSIONI ISOLAMENTI TERMICI SISTEMI IMPIANTISTICI Di seguito il confronto fra l’indice 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) (secondo il D.M.11/03/2008) (secondo lo Standard Passivhaus) 22 [kWh/m2anno] 77,05 67,7 15 Non è da escludere l’installazione 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/m2anno (il calcolo è stato effettuato grazie al solito modello preparato per il caso di studio, con l’aggiunta di un impianto di recupero del calore con efficienza 75%).

GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Per informazioni…

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