ECOSOSTENIBILITÀ E DISPOSTIVI SOLARI PASSIVI NEGLI EDIFICI ALLA LUCE DELLA NORMATIVA VIGENTE: UNA SFIDA ATTUALE

Prof. Arch. Francesco Bianchibianchi@uniroma3.it

UNIVERSITA’ DEGLI STUDIROMA TRE

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RISPARMIO ENERGETICOIL FINE – IL MEZZO

Il risparmio energetico è il fine.

L’utilizzo razionale dell’energia (quindi l’applicazione di tecnologie efficienti) è il mezzo che permette di ridurre il consumo di risorse energetiche altrimenti utilizzabili.

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DIRETTIVE EUROPEEDopo l’attestato di certificazione energetica

(pardon Prestazione Energetica) La Direttiva 2010/31/UE prevede il

raggiungimento dei seguenti obiettivi:

1. Entro il 9 luglio 2012/9 gennaio 2013 gli Stati membri dovevano adottare le

disposizioni legislative, regolamentari e amministrative necessarie al recepimento della direttiva

Italia (procedimento di infrazione)

DECRETO-LEGGE4 giugno 2013 n.63

convertito in Legge 3 agosto 2013 n. 90

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DIRETTIVE EUROPEE

2. Entro il 31 dicembre 2018 gli edifici di proprietà pubblica od occupati da enti

pubblici dovranno essere ad energia quasi zero

3. Entro il 31 dicembre 2020 tutti gli edifici di nuova costruzione dovranno essere ad

energia quasi zero..

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Il decreto n. 59 del 2 Aprile 2009 all’articolo 2 definisce:Trasmittanza termica periodica (YIE) (W/m²K), è il parametro che valuta la capacità di una parete opaca di sfasare ed attenuare il flusso termico che la attraversa nell’arco delle 24 ore, definita e determinata secondo la norma UNI EN ISO 13786:2008 e successivi aggiornamenti.a) L’articolo 4, al comma 18 ne impone la valutazione:[…] il progettista, al fine di limitare i fabbisogni energetici per la climatizzazione estiva e di contenere la temperatura interna degli ambienti, nel caso di edifici di nuova costruzione e nel caso di ristrutturazioni totali di edifici esistenti: […]

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b) esegue, in tutte le zone climatiche ad esclusione della F, per le località nelle quali il valore medio mensile dell’irradianza sul piano orizzontale, nel mese di massima insolazione estiva, sia maggiore o uguale a 290 W/m²: 1) relativamente a tutte le pareti verticali opache con l’eccezione di quelle comprese nel quadrante nord-ovest / nord / nord-est, almeno una delle seguenti verifiche: 1.1 che il valore della massa superficiale Ms, di cui al comma 22 dell’allegato A, sia superiore a 230 kg/mq;1.2 che il valore del modulo della trasmittanza termica periodica (YIE), di cui al comma 4, dell’articolo 2, sia inferiore a 0,12 W/mq°K;2) relativamente a tutte le pareti opache orizzontali ed inclinate che il valore del modulo della trasmittanza termica periodica YIE sia inferiore a 0,20 W/mq°K;[…]

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Decreto 26 giugno 2009, “Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici”, al paragrafo 6.2 (solo ai fini della valutazione della qualità termica estiva dell’involucro edilizio):Congiuntamente all’applicazione delle metodologie di cui al paragrafo 5.2, punto 3, e con le limitazioni ivi previste, in alternativa alla metodologia di cui al paragrafo 6.1, si può procedere alla determinazione di indicatori quali: lo sfasamento (S), espresso in ore, ed il fattore di attenuazione (fa), coefficiente adimensionale. Il riferimento nazionale per il calcolo dei predetti indicatori è la norma tecnica UNI EN ISO 13786, dove i predetti parametri rispondono rispettivamente alle seguenti definizioni:

‐ fattore di attenuazione (fa): è il rapporto tra il valore dell’ampiezza dell’onda termica esterna e quello dell’ampiezza dell’onda termica interna all’ambiente abitativo;‐ coefficiente di sfasamento (Φ): è il ritardo espresso in termini di ore tra il picco dell’onda termica esterna e quello corrispettivo dell’onda termica interna all’ambiente abitativo.

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La trasmittanza termica periodicaPer semplificare si potrebbe affermare che la trasmittanzatermica periodica rappresenta l’”equivalente estivo” della trasmittanza termica U utilizzata d’inverno, nel senso che viene utilizzata come parametro rappresentativo del comportamento di un elemento di involucro nel periodo estivo. Inoltre è il parametro che permette al progettista la scelta tra agire sull’isolamento o sulla massa.

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La trasmittanza termica periodica Yie è data da:Yie = f x U [W/(m²·K)]dove il fattore di decremento f è riferito ad una sollecitazione armonica con periodo di 24 ore.Il metodo per il calcolo di tutti i dati richiesti (fattore di attenuazione, sfasamento e trasmittanza termica periodica) è disponibile nella UNI EN ISO 13786.

Per meglio chiarire è possibile utilizzare un esempio: se su di una superficie incide un certo flusso termico dovuto alla radiazione solare, ebbene quel flusso termico farà sentire il suo effetto all'interno dell’ambiente con un certo ritardo temporale (sfasamento) e con una intensità ridotta (attenuazione).

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La trasmittanza termica periodica, in sostanza, quantifica la capacità “inerziale” delle pareti o delle coperture.Nell’ambiente abitativo l’inerzia termica si traduce in due benefici effetti durante la stagione calda: una attenuazione delle oscillazioni della temperatura rispetto a quelle della temperatura dell’ambiente esterno (che, a seconda delle condizioni climatiche, può raggiungere i 75°C) e una notevole riduzione della richiesta energetica per il raffrescamento grazie allo spostamento del picco termico nelle ore notturne.

Il comportamento inerziale ha risvolti positivi anche durante la stagione fredda: il calore proveniente dalla radiazione solare, infatti, viene accumulato durante il giorno e rilasciato durante le fredde ore notturne.Le prestazioni in termini inerziali di una parete o di una copertura sono strettamente connesse alla sua massa superficiale: quanto questa è maggiore tanto maggiore è la sua capacità inerziale.

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Sfasamento(ore) Attenuazione Prestazioni Qualità

prestazionaleS > 12 Fa<0,15 ottime I 12 ≥ S > 10 0,15≤ Fa <0,30 buone II 10 ≥S > 8 0,30≤ Fa <0,40 medie III 8 ≥S > 6 0,40≤ Fa <0,60 sufficienti IV 6≥S 0,60≤ Fa mediocri V

Requisiti fisico tecnici

Sulla base dei valori assunti da tali parametri si definisce la seguente classificazione valida per tutte le destinazioni d’uso:

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MATERIALI INNOVATIVI

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MATERIALI TERMO-RIFLETTENTI

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La natura specifica degli isolanti sottili multistrato riflettenti, unita alla posa in opera tra 2 lame d'aria, costringe l'energia a

trasmettersi per irraggiamento piuttosto che per conduzione o convezione.

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E' un sistema di isolamento termico composto da una serie di film riflettenti e relativi materiali separatori (ovatte, schiume, ecc...). I film riflettenti hanno la funzione di riflettere l'irraggiamento termico.(Intercapedine d'aria: area completamente priva di materiali conduttivi).Per capire il funzionamento dei materiali riflettenti è necessario conoscere i meccanismi di trasmissione del calore: convezione, conduzione e irraggiamento. I materiali riflettenti infatti agiscono sulla riduzione dell'energia trasmessa per irraggiamento da una superficie all'altra (in termini di scambio effettivo) in una intercapedine con moti convettivi in atto.

A parità di efficacia termica, gli isolanti sottili multistrato riflettenti consentono un isolamento da 3 a 5 volte più elevato (lame d'aria comprese) rispetto agli isolanti spessi tradizionali.

Sono perfettamente idonei all'isolamento di edifici ad uso residenziale, commerciale e industriale - su tetti, sottotetti, muri e pavimenti.

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Modalità di trasmissione del calore

IRRAGGIAMENTO:I film riflettenti esterni rimandano con grande efficacia l'irraggiamento infrarosso verso la sua sorgente di emissione (impianti di riscaldamento in inverno, irraggiamento solare in estate). Inoltre, ogni pellicola riflettente interna costituisce uno sbarramento ulteriore alla trasmissione di calore per irraggiamento.

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Modalità di trasmissione del calore

CONVEZIONEMovimento di aria calda dovuto a una differenza di temperatura e di massa volumica.Gli isolanti termo-riflettenti permettono di contrastare le infiltrazioni di aria fredda in inverno e di aria calda in estate che sono all'origine della dispersione termica.

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Modalità di trasmissione del calore

CONDUZIONE:Trasmissione di calore per contatto attraverso un mezzo solido, liquido o gassoso.I separatori a bassa densità (ovatte, schiume ecc.) degli isolanti termo-riflettenti, chiusi tra i film riflettenti, costituiscono delle lame d'aria isolanti che sono anche delle barriere alla conduzione (stesso principio dei doppi vetri).All'esterno del composto multistrato:La messa in opera tra 2 lame d'aria, ovvero senza contatto con la parete da isolare, consente di limitare notevolmente i trasferimenti di energia per conduzione (l'unica conduzione si ha tra la parete e l'aria - e in essa l'aria svolge il ruolo di un isolante).All'interno del composto multistrato:C'è pochissima conduzione, dal momento che i film sono separati da materiali che al contempo sono delle piccole lame d'aria isolanti che fanno da barriera alla conduzione stessa.

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Comfort termico estate e inverno - In inverno: crea una barriera al freddo e restituisce il calore emesso all’interno delle stanze - In estate: rimanda all’esterno l’irraggiamento per

evitare il surriscaldamento nei sottotetti.

Vantaggi• Maggior volume e superficie abitabile • Prodotti senza fibre irritanti • Isolamento duraturo • Posa facile e veloce : si taglia con il cutter, può essere posato e fissato tramite graffe. • Costo contenuto: ≈̴ 10 €/mq• Unica precauzione: in caso di posa dall'esterno, indossare degli occhiali da sole per evitare disturbi provocati dai raggi solari riflessi.

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Le applicazioni di questa forma di isolamento in altri settori ne evidenziano il funzionamento e l'efficacia, ecco alcuni esempi:

Le coperte di emergenza sono a tutti gli effetti un rivestimento basso-emissivo che impedisce alla calotta celeste di sottrarre gran parte dell'energia termica della sorgente (uomo) per irraggiamento.

In edilizia: l'applicazione dell'isolamento delle coperture con materiale riflettente comporta miglioramento invernale notturno.

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Il funzionamento dei thermos per i liquidi caldi (o freddi) è basato sull'eliminazione del meccanismo di trasmissione del calore per convezione (nell'intercapedine c'è il vuoto) e sulla riduzione del meccanismo di trasmissione del calore per irraggiamento per mezzo di superfici dell'intercapedine basso-emissive.

In edilizia: tale applicazione è rappresentata dall'impiego del materiale in intercapedini tra murature in laterizio. In questo caso è impossibile eliminare gli effetti della presenza di aria e quindi dei moti convettivi ad essa legati.

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Nella cottura e nel mantenimento del cibo "caldo". Le pellicole in alluminio che si impiegano limitano il raffreddamento del cibo e dell'aria all'interno di esso rallentando il meccanismo di trasmissione del calore per irraggiamento con l'ambiente circostante.

In edilizia: tale applicazione è rappresentata dall'impiego del materiale associato a sorgenti di calore tipo caloriferi.

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201 mm di lana di vetro ≈ 30 mm di materiale termo-riflettente

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L'aerogel è una miscelasimile al gel costituita da una sostanza allo stato solido e un gas, per cui rispetto al gel il componente liquido è sostituito con gas. Il risultato è una schiumasolida dalle molte proprietà particolari, la più importante delle quali è l'efficacia nell'isolare. Viene soprannominato fumo ghiacciato, fumo solido o fumo blu per la sua trasparenza

AEROGEL

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Spaceloft® è un materassino isolante flessibile composto da Aerogel™.

Utilizzando nanotecnologie brevettate, l’isolante Spaceloft® combina Aerogel™ di silice amorfa e fibre di rinforzo per fornire un prodotto ad altissime prestazioni e traspirabilità.

Le proprietà uniche di Spaceloft® - conducibilità termica estremamente bassa, flessibilità superiore, migliore resistenza alla compressione, permeabilità al vapore, idrofobicità e facilità di posa- lo rendono di fatto il prodotto più efficace ed avanzato per le applicazioni che richiedono le massime prestazioni in termini di isolamento termico, con il minimo dello spessore.

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Il grafico esprime la curva di variazione della conducibilità termica Aerogel Spaceloft® in funzione della temperaturaλ (W/mK) = k/1.000

Spaceloft® è disponibile negli spessori 5-10mm in rotolo, 5-10-20-30mm in pannello. Colore bianco o nero.Conducibilità termica λ = 0,013 W/mk a 10°C.Costo: circa 60 €/mq 1 cm spessore

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I corsi di formazione per i certificatori energetici degli edifici possono essere svolti a livello nazionale da:UniversitàOrganismi ed enti di ricercaConsigli, ordini e collegi professionaliÈ disponibile on line lo schema aggiornato di procedura per l'autorizzazione allo svolgimento dei corsi.

Il Ministero dello Sviluppo Economico ha pubblicato sul proprio sito l'elenco dei 18 enti autorizzati a svolgere corsi di formazione per la certificazione energetica degli edifici. I corsi sono autorizzati dal Ministero dello sviluppo economico, d’intesa con il Ministeri dell'ambiente e delle infrastrutture.

buone notizie ….

14.Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma

Via Vittorio Emanuele Orlando, 8300185 Roma

www.ording.roma.it

6.Università degli Studi Roma Tre

Via Ostiense, 15900154 Roma www.uniroma3.it

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Accordo Ance, Anci ed Enea per la riqualificazione energetica degli edifici pubblici

10/04/2014

un accordo quadro per favorire la riqualificazione del patrimonio edilizio pubblico attraverso interventi di innovazione tecnologica secondo i modelli più evoluti di Smart City. In particolare l’obiettivo è il miglioramento dell’efficienza energetica, l’utilizzo di energie rinnovabili, e la messa in sicurezza sismica degli edifici e idrogeologica del territorio.

In alcune Regioni saranno avviate iniziative pilota …..

L’obiettivo è di arrivare poi alla riqualificazione sostenibile del patrimonio edilizio esistente in tutto il Paese.

buone notizie ….

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Basta! Grazie, Francesco Bianchi