Risparmio Energetico e Casa Clima: dall’Opportunità alla Necessità

Lovere 25 maggio 2007

“Architettura e risparmio energetico in alcuni progetti recenti di Ettore Zambelli”

Ettore Zambelli

Dipartimento B.E.S.T.

Centro per minoriFondazione Don Leandro Rossi

Lodi

2004/2007

Design team Management: Ettore ZambelliGroup Giuseppe Turchini, Sergio Croce, Gabriele Masera, Matteo Ruta,

Oscar Pagani, Marco Bonomi, Matteo Brasca, Davide Dell’Oro, Andrea Vanossi, Gruppo VeLE

Intervento sperimentale per la cooperativa “Famiglia Nuova” a Lodi: casa per minori con caratteristiche di sostenibilità ambientale e innovazione delle tecniche costruttive.

L’edificio punta all’integrazione fra involucro e impianti: le condizioni di comfort vengono mantenute spontaneamente per la maggior parte dell’anno grazie all’isolamento termico e allo sfruttamento solare. Sistemi radianti (a basso

consumo) integrano le funzioni dell’involucro quando fa molto freddo o caldo.

La facciata sud comprende una serra e dei pannelli solari termici e fotovoltaici.

Una copertura metallica distaccata dall’edificio riduce i rischi di surriscaldamento estivo per radiazione.

Piano terra Piano primo

Fasi di montaggio della struttura mista acciaio + legno.

Dettagli della struttura.

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La chiusura è costituita da un sandwich in legno e polistirene e da un elemento innovativo per facciate ventilate (sperimentazione).

Gli elementi esterni di parete, sviluppati con Brianza Plastica, sono concepiti per integrare sostegno del rivestimento e isolamento termico in un singolo componente.

Il componente è stato sviluppato attraverso simulazioni teoriche e sperimentazioni pratiche presso i laboratori del Politecnico.

Prova di resistenza meccanica ai carichi verticali.

Studi CFD hanno permesso di ottimizzare la forma dei fori di ventilazione e la dimensione della cavità (turbolenze).

I test di montaggio hanno permesso di affinare le problematiche relative a diversi materiali di rivestimento.

Il supporto pronto per il materiale di rivestimento.

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Variante di rivestimento in fibrocemento su chiusura Sapisol + elemento ventilato.

Variante di rivestimento in terracotta su chiusura Sapisol + elemento ventilato.

Le finestre saranno schermate con una “persiana innovativa” che garantisce isolamento notturno e modulazione della radiazione solare.

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La persiana potrà essere regolata per gestire il guadagno solare, ombreggiatura e luce naturale all’interno dell’edificio.

Serramento di alluminio a taglio termico; vetro a doppia lastra (4+16+4)

Chiusura verticale realizzata a secco con tecnologie S/R: doppia lastra di cartongesso(sp=2.5cm) + strato di isolamento termico(sp=5cm) + lastra di fibrocemento(sp=2cm) + doppio strato di isolamento termico(sp=10cm)

Finitura di rivestimento: pannello ibrido fotovoltaico + solare

Partizione orizzontale: solaio tipo “wood- beton” (sp=24cm)

Immagini del fronte sud: la struttura e la parete solare completa

La parete solare

Sfruttamento RE

Valore calcolato dei consumi elettrici e termici per la climatizzazione e per la produzione di acqua calda: 10.517 kWh/a

Produzione elettrica e termica potenziale annuale della parete solare:

da pannelli solari termici 8.260 kWh/a (predisposizione)

da pannelli fotovoltaici 1.200 kWh/a

Dati climatici (valori medi mensili) della località in cui è stata realizzata l’operaGradi Giorno (GG): 2417Temperatura media giornaliera periodo riscaldato: 7,1 °CIrradiazione solare giornaliera media diretta: H dh: 3,7 MJ/m2Irradiazione solare giornaliera media sul piano orizzontale: H bh: 3,9 MJ/m2Altri dati desunti dalle norma UNI 10349

Impianti

Per tutti gli ambienti residenziali si prevede un impianto di riscaldamento e raffrescamento a pannelli radianti a pavimento. Tale impianto, utilizzando acqua a bassa temperatura come fluido vettore, consente l'utilizzo di generatori di calore con tecnologia a condensazione alimentato a gas metano. Nel soggiorno è stato pensato uno scambiatore di calore integrato nel camino a legna che potrà saltuariamente, contribuire al fabbisogno termico. La zona del “Centro Studi” e degli uffici prevede invece un impianto di riscaldamento e raffrescamento con mobiletti ventilconvettori.L’impianto prevede l’installazione di un bollitore a predisposizione di un sistema a pannelli solari termici installabili nella parete solare.

Coordinamento e responsabile progettazione: Ettore Zambelli

Assistenti e direzione lavori: Matteo Ruta, Matteo Brasca

Consulenti: Giuseppe Turchini, Sergio CroceGabriele Masera, Oscar Pagani, Marco Bonomi, Davide Dell’Oro, Andrea VanossiNiccolò Aste, Lavinia Tagliabue

Scuola materna e asilo nidoMilano, via Brivio

winner 2006

Gli obiettivi principali del progetto erano:

• comfort molto elevato in inverno e in estate;

• consumo per riscaldamento invernale sotto 30 kWh/m² anno;

• integrazione di involucro e impianti e uso di fonti rinnovabili;

• flessibilità per successiva trasformazione in scuola primaria.

Pianta del piano terreno con le aree esterne ludiche (espansione dell’esperienza formativa).

Le aule sono orientate a sud.

L’edificio ha un tetto inclinato che serve per:• produzione gratuita di elettricità

(sistema PV);

• ventilazione per stratificazione + camino solare.

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Particolare sull’atrio.

I camini solari (6 unità, 1 x .20 m ciascuno) sono stati progettati in funzione dell’inclinazione sull’orizzontale, del Δh tra ingresso e uscita e delle sezioni di apertura.

L’involucro dell’edificio è caratterizzato da elevata resistenza termica, mentre l’inerzia termica è concentrata nel pavimento (calcestruzzo).

Particolare chiusura verticale.

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• L’edificio è free-running per la maggior parte delle stagioni miti.

• Un sistema scaldante/raffreddante a pavimento, integrato da ventilazione meccanica, garantisce condizioni di comfort nelle stagioni estreme.

• L’acqua calda (riscaldamento+ACS) e quella fredda sono prodotte da una pompa di calore geotermica.

• Buona parte dell’elettricità per la pompa di calore è prodotta da un sistema FV sul tetto.

• Il fabbisogno per riscaldamento è stimato a 20 kWh/m²y (simulazioni dinamiche con codice DOE-2, LBL, USA).

Il cortile interno.

Committente: Comune di Milano

Gruppo di progettazione

Politecnico di Milano

Coordinamento: Ettore Zambelli

Architettura: Ettore Zambelli, Emilio Pizzi

Tecnologie per risparmio energetico: Gabriele Masera, Matteo Ruta, Marco Bonomi, Oscar Pagani, Davide Dell’Oro, Francesco Frontini

Didattica: Giorgio Ponti, Alessandro Trivelli

Strutture: Francesco Iorio

Elementi vetrati: Sergio Croce, Tiziana Poli

Aree verdi e paesaggio: Ferdinando Mandarini, Massimiliano Mandarini

Acustica: Dario Paini

Risparmio energetico e integrazione edificio- impianti: Simone Ferrari, Paolo Oliaro, Giorgio Brunoventre, Alessandro Savettiere, Alberto Cariboni

Allestimenti interni: Manuela Grecchi, Laura Malighetti, Federica Gasparetto

Ospedale CeccariniRistrutturazione ed ampliamento

Riccione

2001/2007

Rivestimenti differenziati a seconda delle funzioni spaziali: • Stanze di degenza, di diagnosi, ecc.;• corridoi;• servizio funebre;• locali tecnici;• luoghi calmi.

Metallo – L.T. copertura

Rame – Degenza e Attesa dolentiRame – Camera Calda

Cotto – Collegamenti Vert. Cotto fonoass. – L.T.

Vetro – Collegamenti Orizz.

L’architettura

Passerelle di collegamento

Struttura reticolare

Costruzione stratificata a secco

Installazione della parete di prova in cantiere.

Protezione antincendio

Struttura a vistaStruttura rivestita

Progetto B.I.R.D.(Bioedilizia – Inclusione – Risparmio energetico – Domotica)

Regione LombardiaComune di Brescia

ALER di Brescia

Costruzione di 52 residenze e centro servizio per anzianiBrescia – Sanpolino

Le residenze

Il complesso

Committente: ALER Brescia

Gruppo di progettazioneArchitettura, tecnologia e strategie energetiche:Ettore Zambelli, Ivan Ciocchi, Danilo ScaramellaMarco Bonomi, Oscar Pagani, Matteo Ruta

Impianti:Angelo Bortolazzi

Strutture:Leonardo Chiarini

Fronte sud e piante dei due piani.

BIRD (Bioedilizia, Inclusione, Risparmio energetico e Domotica) si proponeva, tra l’altro, di raggiungere un valore di consumo inferiore ai 50 kWh/m² per anno con l’uso di sistemi principalmente passivi.

Il risultato complessivo (EN 832) è di 17 kWh/m²anno calcolati.

Il centro servizi.

In inverno, il calore è conservato nell’edificio grazie a un involucro molto isolato; la radiazione solare è sfruttata tramite vetrate a sud e serre.

In estate, la sporgenza del tetto esclude la radiazione solare diretta nei mesi più caldi.

Pannelli fotovoltaici sul tetto producono elettricità.

Strategie invernali:

• conservazione del calore (isolamento termico);

• guadagno solare;

• presenza di serre e di elementi di accumulo termico;

• pavimento radiante (teleriscaldamento);

• ventilazione con recupero di calore.

Strategie estive:

• schermatura del fronte sud tramite aggetto;

• tetto ventilato;

• doppio affaccio per cross-ventilation;

• pavimento radiante (cooling) alimentato da acqua raffrescata con sonde geotermiche.

Valutazione dei livelli di illuminamento interno (la captazione solare non deve indurre discomfort visivo).

La quantità di massa inerziale interna è stata dosata in modo da smorzare opportunamente la temperatura dell’aria nei periodi estremi.

Esploso della cellula abitativa con in evidenza il sistema costruttivo S/R e la copertura ventilata.

Piante esecutive 1:50.

Dettaglio costruttivo orizzontale.

Sezione 1:20 degli appartamenti.

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Dettaglio costruttivo verticale.

Residenze ecocompatibiliResidenze classe A eco

Selvino (BG)

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