RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DI UN RUSTICO SITO A VORNO (LU) SECONDO LO STANDARD PASSIVHAUS Prof....

RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA

DI UN RUSTICO SITO A VORNO (LU)

SECONDO LO STANDARD PASSIVHAUS

Prof. Fabio FANTOZZI

Ing. Francesco LECCESE Ing. Claudia MANNOCCI

INTRODUZIONE ASPETTI NORMATIVICASO DI STUDIO

CONCLUSIONISISTEMI EDILIZI

SISTEMI IMPIANTISTICI

Consumi di energia per settori di uso finale in Mtep. Trend 1994-

2005ENEA: 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

d’uso (ktep)

ENEA: analisi dati italiani [2005]




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.

- 2002/91/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 dell’edifiucio (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 l’applicazione a livello

nazionale di: -norma europea -linee guida -dati nazionali

EUROPA ITALIA

- Norme EN, in particolare:




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.




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

DARMSTADT ISTITUTE

PASSIVHAUSNORMATIVA ITALIANA

Fabbisogno di energia per riscaldamento

<15 kWh/( m2anno)<=EPlim kWh/m2anno

D.Lgs 311/2006

Tenuta all'aria n50 n50<=0,6h-1n50<=0,6h-1

n50=0,5h-1

UNI EN 13829:2002 UNI EN ISO 13790:2008UNI EN ISO 13465:2008

Consumo totale di energia primaria, compresi elettrodomestici e usi terziario

<=120 kWh/(m2anno) V V

Trasmittanza strutture opache Uk

<=0,15 W/m2K<=0,4W/m2K vert. <=0,35W/ m2K oriz.

D.Lgs 311/2006

Trasmittanza strutture vetrate Uw

<=0,8 W/ m2K <=2,8 W/m2K D.Lgs 311/2006

Superfici trasparenti esposte ad Est o Ovest + quelle con inclinazione <75° rispetto all'orizzontale

<=25% Su

o fatt.protez.=75%

obbligo di sistemi schermanti

D.Lgs 311/2006

Superficie finestre a Sud Sw<=25% Su Sw>=1/8 Su per ogni locale

RegolamentoEdilizio di Lucca

Temperatura dell'aria nelle stanze

>= 17°C20°C + o - 2°C

D.P.R. 412/1993

Efficace ed uniforme circolazione d'aria nelle stanze

X XRegolamentoEdilizio di Lucca

Rispetto norme di igiene dell'aria

X XRegolamentoEdilizio di Lucca

Almeno un'apertura vs esterno per ogni ambiente

XSw>=1/8 Su per ogni locale

RegolamentoEdilizio di Lucca




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.

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 l’edilizia sostenibile”




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

PROSPETTI SUD E OVEST

EDIFICIO ISOLATO

PIANTA PIANO TERRA

PIANTA PIANO PRIMO




Esempio di studio illuminazione naturale vano scala con l’ausilio 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 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

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

INVERNO

ESTATE




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 energiaDISPERSIONI 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

36%

2%3%7%

9%

12%

31%

OBIETTIVO: TROVARE UN NUOVO APPROCCIO SISTEMATICO ADATTABILE A QUALSIASI

EDIFICIO SOGGETTO A RISTRUTTURAZIONE E RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA




APPLICAZIONE DI 20cm DI ISOLANTE TERMICO IN SUGHERO

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.Lgs311/06Limiti 2009

STANDARD PASSIVHAUS

0,18 0,40 0,15

Vantaggi del cappotto esterno:

- Elimina i ponti termici

- Riduce gli effetti indotti dalle repentine variazioni di temperatura esterna sulle strutture




DISPERSIONI ATTRAVERSO LE PARETI VERTICALI







36%

2%3%7%

9%

12%

31%




15 cm di isolante termico in sughero bruno espanso

-(vantaggi gia visti in precedenza)

Posa di guaina traspirante

- permeabile vapore acqueo

- impermeabile all’acqua

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


EDIFICIO DI

PROGETTO


STANDARD PASSIVHAUS

0,24 0,35 0,15







(obiettivo: ridurre al massimo tale dispersione garantendo un ricambio minimo orario per igiene e salubrità)





36%

2%3%7%

9%

12%

31%











36%

2%3%7%

9%

12%

31%




Vespaio areato di 10 cm

realizzato con

paretine in

laterizio

- garantisce la ventilazione

- riduce l’umidità

Guaina resiliente

8 cm di isolante in sugheroMassetto 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


EDIFICIO DI

PROGETTO


STANDARD PASSIVHAUS

0,34 0,41 0,15











36%

2%3%7%

9%

12%

31%




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.


EDIFICIO DI

PROGETTO


STANDARD PASSIVHAUS

1,37÷1,75 2,8 0,8

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










(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)

36%

2%3%7%

9%

12%

31%


(alle pareti divisorie confinanti con locali NR saranno applicati 5cm di sughero, oppure lana di roccia nel caso si voglia isolare anche acusticamente)




SISTEMI SOLARI PASSIVI: MURO DI TROMBE-MITCHELNello 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.




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).

ACCUMULATORE DI CALORE IN INVERNO

PARETE VENTILATA IN ESTATE




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.




IMPIANTO DI RISCALDAMENTO

PRODUZIONE DI ACQUA CALDA SANITARIA

PRINCIPALI SISTEMI IMPIANTISTICI

Serbatoio di prima raccolta acqua piovana




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 l’utilizzo del terreno sovrastante, tranne l’edificazione

(la pompa è stata poi sovradimensionata per coprire il fabbisogno di energia per la produzione di acqua calda sanitaria)




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

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 TERRA PIANTA PIANO PRIMO




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





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 l’installazione di un serbatoio interrato da 5000 litri


CONCLUSIONIISOLAMENTI

TERMICISISTEMI

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)

EPlim (secondo il

D.M.11/03/2008)

EPlim (secondo lo Standard

Passivhaus)

22[kWh/m2anno]

77,05[kWh/m2anno]

67,7[kWh/m2anno]

15[kWh/m2anno]

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…[email protected]

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