tesi laurea unita e tavole

CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA IN ARCHITETTURAafferente alla classe n. 4/s delle lauree specialistiche in architettura e ingegneria edile D.M. 28/11/2000

TESI DI LAUREA

Laureando: Alfio Antonio Greco Relatore: Prof.ssa Francesca CastagnetoCorrelatore: Prof. Francesco Nocera

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIAFACOLTÀ DI ARCHITETTURA

Miglioramento prestazionale dell’edilizia residenziale esistente con tecno-logie di raffrescamento passive a basso costo nell’area mediterranea.Catania, Librino. R iqualif ic azione di un compar to residenziale.

A.A. 2011/2012

C a t c h t h e w i n dget the freshness

Tutto il lavoro fatto per arrivare sin qui, lo dedico a: Giovanna e Orazio Francesca e MarinaTina e SalvatoreAgata e Alfioe GraziaPer l’aiuto che mi avete saputo daree per quello che mi avete dato, non sapendolo.Agli altri offro da bere.

Alfio

Evidenziato

non Agata, ma Giovanna si chiama mia nonna !

1. Approccio requisiti - prestazioni nel progetto di architettura1.1 | Il benessere1.2 | Il benessere nell’architettura1.3 | Il benessere igrotermico

2. Lo stato dell’arte2.1 | La ricerca del benessere termo-igrometrico2.2 | Rapporto tra condizioni di confort e caratteri morfologici dell’architettura

3. La valorizzazione del manufatto attraverso l’introduzione di elementi climatizzanti passivi

3.1 | L’ipotesi3.2 | L’uso dell’ energia solare per il benessere termo-igrometrico3.3 | L’uso dell’ energia del vento per il benessere termo-igrometrico3.4 | Il patrimonio edilizio esistente come elemento da valorizzare

4. I dati selezionati4.1 | Analisi delle tecnologie e delle tecniche costruttive tradizionali e contemporanee4.2 | Dati climatici. Descrizione e organizzazione dei dati

5. Analisi dei dati5.1 | Analisi climatica5.2 | Analisi bioclimatiche5.3 | Analisi microclimatica del sito

6. L’applicazione al caso studio6.1 | Studio delle tecnologie applicabili6.2 | Progetto della tecnica di applicazione6.3 | Calcolo dei flussi

7. Conclusioni ed accenni al lavoro successivo

APPENDICELinee guida: la legislazione esistenteI Codici dell’energia

– La legislazione energetica vigente nell’Unione Europea– La legislazione energetica vigente in Italia– La legislazione energetica vigente in Egitto

BIBLIOGRAFIA

04

08

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18

34

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96

INDICE

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1 Approccio requisiti-prestazioni nel progetto di architettura

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1.1 | Il benessere

Il benessere rappresenta la condizione cui noi tutti aspiriamo. Ma perché si verifi questa condizione felice di salute, di forze fisiche e morali occorre che le condizioni che l’uomo vive siano favorevoli. La città e la casa di ognuno devono contribuire il più possibile al raggiungimento di questa felice condizione.

1.2 | Il benessere nell’architettura

L’estraneamento, la serialità.Il progetto è lo strumento attraverso cui l’architetto costruisce le condizioni di vita. Occorre, nell’analisi del contesto avvantaggiarsi dei punti di forza, minimizzare l’ef-fetto delle debolezze, sfruttare le potenzialità e prevenire le minacce. Se il processo è effettuato correttamente, allora l’opera che ne deriva, la casa, si riconoscano le caratteristiche proprie della zona in cui si vive, la si percepisca come qualcosa che dialoghi con l’ambiente circostante.Il benessere deriva dal potere considerare la propria casa come una parte attiva del contesto e dell’ambiente, riconoscerla come una parte del tutto. Che si possa, da lontano, coglierne sia i caratteri peculiari che l’armonicità e non il perturbante e della serialità. Che si possa riconoscere all interno dell’ambiente domestico l’esito della riflessione sulla cultura locale dell’abitare1.

1. La casa quindi come prodotto dei caratteri comuni che sono stati assorbiti, elaborati, ed hanno dato come prodotto la casa.

6

1.3 | Il benessere igrometrico

Su cosa influisceÈ capitato a tutti di notare come in certe giornate le condizioni atmosferiche sti-molino le nostre attività o affievoliscano le nostre forze rendendo più gravoso il lavoro fisico e mentale. Se poi le condizioni climatiche, favorevoli o sfavorevoli, ca-ratterizzano lunghi periodi dell’anno questo può andare ad incidere sui comporta-menti delle popolazioni che colonizzano i luoghi favorendo o rallentando l’attività umana, dato che la maggior parte dell’energia è usata per adattarsi alle condizioni climatiche sfavorevoli.Per misurare gli effetti del clima si prendono in considerazione gli estremi effetti che può avere sull’uomo. Infatti, se da una parte esso può causare stress, pena, morte, dall’altro dà la piacevolezza di una passeggiata all’aria aperta e la massima efficienza produttiva2. La forza fisica e mentale dell’uomo danno il meglio entro un certo intervallo di condizioni favorevoli chiamato comfort termico3.

Come si verificaIl benessere, come la sensazione soggettiva di vita materiale piacevole, in termo-tecnica, indica i livelli cui devono trovarsi i vari fattori che influenzano l’abitabilità di un ambiente chiuso. La temperatura dell’aria, l’umidità relativa dell’aria alla tem-peratura ambiente, la temperatura media radiante dalle pareti, ecc... Le persone che vi devono soggiornare per un tempo abbastanza lungo (in genere, superiore a un’ora) si trovano così a loro agio, senza avvertire sensazioni spiacevoli di caldo o di freddo.

2. A proposito della produttività in diverse condizioni climatiche sono stati effettuati studi da Ellsworth Huntington. Egli comparava la produttività delle fabbriche del Connecticut e di Pittsburgh agli andamenti climatici stagionali degli Stati Uniti nordorientali. Al minimo di produzione caratteristico dell’inverno seguiva un ascesa durante la bella stagione, interrotta se l’estate fosse stata troppo torrida e calda. In OLGAY V, Princeton University press, Princeton, New Jersey, 1962. Ed. italiana: OLGAY V., Progettare con il clima. Un approccio bioclimatico al regionalismo architettonico.

3. Tra le varie definizioni di comfort termico riporto dalla norma ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration and Air conditioning Engineers ):” la condizione in cui un individuo esprime soddisfazione nei confronti dell’ambiente che lo circonda”. O similmente il comfort “rappresenta la sensazione di benessere fisico e mentale”, come riporta l’European passive solar handbook o “l’insieme di condizioni che regolano il meccanismo di autoregolamentazione del corpo umano” (B. Givoni).

7

Da che cosa è influenzatoIl comfort termico è legato a• variabili soggettive legate alle caratteristiche fisiche, biologiche ed emozionali

degli individui;• variabili oggettive attinenti al microclima dell’ambiente considerato.I parametri che influenzano il comfort termico possono essere raggruppati come• fisici: temperatura, umidità relativa, velocità e pressione dell’aria, tempratura

media radiante delle superfici che delimitano l’ambiente• organici: età, sesso ed ogni caratteristica propria degli occupanti l’ambiente.• esterni: l’attività svolta, l’abbigliamento e le condizioni sociali.L’equilibrio al bilancio termico del corpo umano, soggetto ad una lunga esposizio-ne in un ambiente in condizioni stazionarie si scrive come:

M–Edif

–Eevap

–Eresp

=Er–E

c dove:

M = calore prodotto dal corpo umano per effetto del metabolismoE

dif = calore ceduto per effetto della traspirazione della pelle

Eevap

= calore ceduto per effetto dell’evaporazioneE

resp = calore ceduto per effetto della respirazione

Er = calore scambiato per radiazione sulla superficie esterna del corpo vestito

Ec = calore scambiato per convezione sulla superficie esterna del corpo

Il controllo delle condizioni ambientali per garantire il comfort termico può avva-lersi di controlli:• passivi: agendo sull’abbigliamento o sull’attività; • attivi: agendo sull’ambiente o sull’edificio.

Bibliografia

M. HEGGER, M. FUCHS, T. STARK, M. ZEUMER, Atlante della sostenibilità e dell’efficienza energetica degli edifici, UTET, Milano, 2008TRECCANI, Vocabolario della lingua italianaOLGAY V., Design with climate, Princeton University press, Princeton, New Jersey, 1962. Ed. italiana: OLGAY V., Progettare con il clima. Un approccio bioclimatico al regionalismo architettonico, capitolo 2, L’approccio bioclimatico, Franco Murzio Ed., Padova, 1990. GROSSO M., Il raffrescamento passivo degli edifici in zone a clima temperato, capitolo 3, Il comfort termico (PARISI E.), Maggioli Editore, Santarcangelo di Romagna, 2011TROMBETTA C., L’attualità del pensiero di Hassan Fathy nella cultura tecnologica contemporanea, Rubettino ed., 2002SEVERINO E., Tecnica ed architettura, Raumgestaltung, Raffaello Cortina Ed., Milano, 2003VILDER A., Il perturbante dell’architettura. Saggi sul disagio nell’età contemporanea, Ed Einaudi, Torino, 2006

8

2 Lo stato dell’arte

9

2.1 | La ricerca del benessere termo-igrometrico

Condizionare il clima sarebbe stato considerato nell’ antichità alla stregua dell’ or-dinare alla marea di fermarsi. Oggi invece ci siamo riusciti. Ci si è sempre sforzati di fare della propria casa un luogo confortevole, un nido, un rifugio dall’ambiente esterno, da ciò che fuori è ostile e disagevole. L’abbiamo fatto sfruttando le risorse e le riserve di energia dell’ ambiente. Abbiamo surriscaldato il pianeta perché ab-biamo voluto in inverno lo stesso calore dell’ estate ed in estate il freddo; a spese di risorse energetiche non rinnovabili, modificando l’equilibrio del pianeta.Alla ricerca delle condizioni ottimali, l’uomo è andato evolvendosi nel tempo, cer-cando di ottenere il massimo dalla propria capacità e da ciò che l’ambiente, anche inteso come società ha potuto offrire. Con evolversi della tecnologia e dell’ infor-mazione sono aumentate anche le aspettative. Ma i prodotti alla quale la nostra società ci ha abituato, quelli che noi possediamo, derivano da un elaborazione delle risorse considerate illimitate. Il pianeta terra è però un sistema con risorse finite. Il limite è lontano, ma noi lo abbiamo già at-traversato, e stiamo guidando una macchina senza freni perché pensiamo che il nostro mondo sia infinito.Occorre rivedere ed aggiornare l’elaborazione delle risorse conosciute, per poter tornare a dare ampi margini alla fantasia perché corre il rischio di essere sostituita dal più triste “si fa quel che si può”.

2.2 | Rapporto tra condizioni di confort e caratteri morfologici dell’architettura

Ogni società si è adattata, sforzandosi con tutte le proprie capacità di rendere l’am-biente dove passa il proprio tempo il più comfortevole possibile, alla ricerca di un benessere fisico e mentale.Anche le abitazioni e tutti gli edifici sono stati sviluppati per soddisfare sempre più richieste e l’aumento delle prestazioni.In ogni clima, sfruttando le risorse locali, l’uomo ha costruito -con tecniche che opportunamente si adattavano all’occasione- la propria dimora. Questo processo

10

evolutivo ha portato le abitazioni ad assumere caratteri propri in rapporto alle con-dizioni circostanti. Un aspetto che ha influito sugli aspetti delle abitazioni e sulla tecnica costruttiva è stata, ovunque, la quantità di energia disponibile per la co-struzione ed il mantenimento dell’edificio.

Bibliografia

BUTERA F., Dalla caverna alla casa ecologica. Storia del comfort e del clima, Edizioni ambienteSEVERINO E., Tecnica ed architettura, Raumgestaltung, Raffaello Cortina Ed., Milano, 2003TROMBETTA C., L’attualità del pensiero di Hassan Fathy nella cultura tecnologica contemporanea, Rubettino ed., 2002VILDER A., Il perturbante dell’ architettura. Saggi sul disagio nell’età contemporanea, Ed Einaudi, Torino, 2006

12

3 La valorizzazione del manufatto attraverso l’introduzione di elementi climatizzanti passivi

13

3.1 | L’ipotesi

L’applicazione di tecniche idonee sia alle aspettative di comfort che alla bolla ener-getica di chi abita l’edificio, vuol dire potersi permettere di spendere diversamente l’energia che viene utilizzata normalmente per mantenere le condizioni di comfort. Risparmiare denaro (energia) sul riscaldamento invernale o sul raffrescamento esti-vo può consentire di permettersi una vacanza o semplicemente lavorare meno.L’uso dell’energia che si riesce a reperire gratuitamente dall’ambiente circostante è la principale forma per risparmiare energia.Occorre avviare un diverso approvvigionamento energetico, che tenendo conto della disponibilità energetica impari ad avvantaggiarsi delle situazioni favorevoli ed a minimizzare quelle avverse, sfruttando gratuitamente l’energia rinnovabile dell’ambiente limitrofo.Per migliorare le tecniche e le tecnologie che del calore fanno uso, occorre ana-lizzare quelle presenti scomponendo il sistema costruttivo nelle sue componenti di involucro, copertura e pavimentazione. Analizzando come e sotto quale forma queste partecipano alla trasmissione del calore. Inserendo le informazioni in una tabelle riassuntiva che confrontata con quella degli altri elementi del sistema tec-nologico possa dare una chiara rappresentazione di come aumentare le prestazio-ni dello scambio termico in atto o quale altro elemento possa essere aggiunto al sistema per migliorarne le prestazioni.

blocca/

block scherma/ shield

utilizza/ use

trasform/ transform

irraggiamento/ iradiation

diretto/direct indiretto/indirect

conduzione/ conduction

isolamento/isolated ritardo/delay

convezione/ convection

camino/stack inerzia/inertia

calore latente / latent heat

evaporazione/evaporation congelamento/freezing

14

In questa tabella si confrontano gli elementi del sistema tecnologico analizzato con gli elementi del sistema edilizio (copertura, involucro, pavimentazione).L’analisi viene approfondita incrociando le modalità di trasmissione del calore (ir-raggiamento, conduzione, convezione) con l’uso che l’elemento tecnologico ne fa. La differenziazione proposta analizza gli elementi in base alla quantità di energia che viene introdotta nel sistema e di come modifichi la trasmissione del calore. La quantità di energia (calore) che viene introdotta viene analizzata a seconda che ne blocchi completamente le trasmissione (blocca) o che ne permetta l’ingresso di una certa quantità (schermo). Il come viene trasferita l’energia viene analizzata a seconda che esso utilizzi la stessa forma di trasmissione della sorgente (utilizza) o che ne modifichi le modalità di trasmissione (trasforma).

sorgente/

source

distribuzione/

distribuction

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irraggiamento/ irradiation

diretto/direct

indiretto/indirect


isolamento/isolated

ritardo/delay


camino/stack

inerzia/inertia

calore latente/ latent heat

evaporazione/evaporation

congelamento/freezing

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Nel confronto tra le forme di trasmissione del calore ed il suo utilizzo la sorgente del calore ed il pozzo termico vengono analizzate incrociandole all’ampiezza del volume di controllo distinguendo le componenti che partecipano alla trasmissione del calore. Le componenti vengono differenziate in: corporea, ambientale e strut-turale. Per “corporea” si intende la parte di ambiente strettamente vicina all’essere umano. Con il termine “ambiente” si intende il volume d’aria contenuto all’interno dell’involucro edilizio preso in esame. Il termine “strutturale” si riferisce all’involucro che contiene l’ambiente, ma non lo include.La distribuzione vuole descrivere la maniera con la quale la sorgente ed il pozzo vengono a contatto, ed in particolare se il pozzo riceve l’energia nella stessa forma di trasmissione con la quale è stata emessa dalla sorgente o se prima l’energia ha modificato la sua forma di trasmissione.Poiché il calore non può che essere trasferito dal corpo più caldo a quello più fred-do, nel caso del riscaldamento il pozzo sarà l’ambiente da riscaldare e la sorgente ciò che la riscalda, nel caso del raffrescamento, la sorgente sarà ciò che si intende raffrescare ed il pozzo quello che ne assorbirà il calore.

3.2 | L’uso dell’energia solare per il benessere igrotermico

Il sole è la principale fonte di energia del nostro pianeta. Tutte le altre, meno quella nucleare, ne sono sue derivate. Quando il comfort viene a mancare per sottoriscaldamento occorre permettere agli edifici di accumularne il più possibile. Quando invece è il troppo calore la causa del disagio, occorre schermarlo o disper-derlo velocemente.

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3.3 | L’uso dell’energia del vento per il benessere termo-igrometrico

Le correnti d’aria sulla pelleIl vento per raffrescare l’edificioIl moto come acceleratore dei processi

3.4 | Il patrimonio edilizio esistente come elemento da valorizzare

L’edificio come accumulo di energia da non disperdere, riutilizzare, aggiornando l’edificio nelle prestazioni energetiche.

Bibliografia

OLGAY V., Progettare con il clima. Un approccio bioclimatico al regionalismo architettonico, Franco Murzio Ed. Padova, 1990FRAKER H., PROWLER D., Project journal: theaching passive design in architecture, University of Pennsylvania, 1981GROSSO M., Il raffrescamento passivo degli edifici in zone a clima temperato, capitolo 7, Il controllo termico della radiazione solare, (Raimondo L.), capitolo 8, Sistemi di raffrescamento passivo ventilativo, capitolo 10, Riduzione del fabbisogno di raffrescamento da schermatura, (Raimondo L.), Maggioli Editore, Santarcangelo di Romagna, 2011MURA G., ROGHERA A., La progettazione bioclimatica con il software Desa, Hoepli, 1997PERON F., Materiale didattico per il corso di “ Elementi di tecnica del controllo ambientale”. “Introduzione alla sostenibilità”, Sole, radiazione, ombre, Iuav, Venezia, 2010AYNSELEY R. M., MELBOURNE W., VICKERY B. J., Architectural arodynamics, Applied Science Publishers ltd, London, 1977F. BUTERA, Architettura ed ambiente. Manuale per il controllo della qualità termica, luminosa ed acustica degli edifici, Etos Libri, 1995S. COMANDINI, A. DAL FIUME, A. RATTI, Architettura sostenibile, Pitagora ed., Bologna, 1998SMITH P. F., Architecture in a climate of change, Architectural press ed.C.MONTI e R. ROTA, a cura di, Costruire sostenibile. Il Mediterraneo 2001, Alinea editrice, 2001

18

4 I dati selezionati

19

4.1 | Analisi delle tecnologie e delle tecniche costruttive tradizionali e contemporanee

Torr

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20

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indiretto/indirect

conduzione/conduction isolamento/isolated

ritardo/delay

convezione/convection camino/stack inerzia/inerita



TORRE DEL VENTO – BAGDIR ESTERNO

21

copertura blocca/

block scherma/

shield utilizza/

use trasforma/ transform


diretto/direct x indiretto/indirect x


isolamento/isolated x x ritardo/delay x


camino/stack x inerzia/inerita x



involucro irraggiamento/ iradiation

diretto/direct x indiretto/indirect


isolamento/isolated x x ritardo/delay x





pavimento irraggiamento/ iradiation








22

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BOCCA DEL VENTO – MALQUAF ESTERNO

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isolamento/isolated x ritardo/delay


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CUPOLA CON LANTERNINO – QU’A

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copertura blocca/

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camino/stack inerzia/inerita











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ritardo/delay




MASHRABIYA

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copertura blocca/

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isolamento/isolated x ritardo/delay




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FONTANA E SALSABIL

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indiretto/indirect


ritardo/delay




MURO FORATO – CLAUSTRUM

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copertura blocca/

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isolamento/isolated ritardo/delay x





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4.2 | Dati climatici. Descrizione e organizzazione dei dati

I dati utili alla descrizione dei caratteri bioclimatici per essere rappresentativi di un sito, devono avere una base statistica di almeno 10 anni. Le fonti utilizzate per la e successive analisi sono la IWEC1 per l’Egitto (18 anni) e la IGDG2 per l’Italia (1951-1970).Nei diagrammi bioclimatici vengono inserite coppie di dati temperatura-umidità. Si può scegliere l’intervallo regolare di tempo secondo il quale inserire le coppie di dati. Solitamente si usa diagrammare i giorni medi mensili (24 ore x 12 mesi), i valori estremi3 (2 estremi x 12 mesi), stagioni (12 valori x 4 giorni), i giorni medi di quattro mesi tipici4 (24 ore x 4 giorni), le giornate tipo di due stagioni (24 ore x 2 giorni). I diagrammi a seguire rappresentano le condizioni bioclimatiche diagram-mando le 24 ore delle giornate tipo dei 12 mesi. A seconda della quantità di curva rappresentativa di ogni mese inclusa nelle varie aree del grafico si capirà a quale condizione e tecnica sarà più opportuno fare riferimento.

1. Il IWEC sono il risultato di ASHRAE Progetto di Ricerca 1015 da logiche numeriche e Materiali Bodycote Testing Canada per ASHRAE Comitato Tecnico 4.2 Informazioni meteo. I file di dati IWEC sono 'tipici’file tempo adatto per essere utilizzato con programmi di simulazione energetica degli edifici per 227 località al di fuori degli Stati Uniti e Canada. Tutte le 227 sedi nel set IWEC dati sono disponibili per il download in formato EnergyPlus tempo. I file sono derivati da un massimo di 18 anni di DATSAV3 dati meteo orarie originariamente archiviati presso la US National Climatic Data Center. I dati meteo è integrato da radiazione solare stimata su base oraria da terra-sole geometrie ed elementi meteo orarie, informazioni importo particolarmente nuvola. Il IWEC CD-ROM è disponibile da ASHRAE. Il riferimento per le IWEC è: ASHRAE. 2001. Meteo internazionale per calcoli energetici (File Meteo IWEC) Manuale d'uso e CD-ROM, Atlanta: ASHRAE.Il Dipartimento di Energia ha concesso in licenza i dati IWEC da ASHRAE. La nostra licenza con ASHRAE DOE permette di:•DistribuireleversionideisingolifileinformatoIWECconvertitoadattoperEnergyPlus(EPW).•EffettuareleversioniEnergyPlusdeifileIWECdisponibiliagliutentiacostozerotramiteilsitoEnergyPlus.I dati di origine IWEC sono © 2001 Società Americana di riscaldamento, refrigerazione e aria condizionata Engineers (ASHRAE), Inc., Atlanta, GA, USA. www.ashrae.org Tutti i diritti riservati come indicato nel Contratto di Licenza e condizioni aggiuntive.Fonte: http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/weatherdata

2. Raccolta italiana dati climatici "Gianni De Giorgio" (IGDG). Sviluppato per uso in simulazione tecnologie di energia rinnovabile, questa serie di 66 immagini del tempo si basa su un periodo 1951-1970 di record. I dati sono stati creati dal professor Livio Mazzarella, Politecnico di Milano, ed è così chiamata in onore di Gianni de Giorgio.Source: http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/weatherdata

3. Temperatura massima - umidità minima e temperatura minima - umidità massima.

4. Solitamente Gennaio, Aprile, Luglio, Ottobre.

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Bibliografia

PERON F., Materiale didattico per il corso di “Elementi di tecnica del controllo ambientale. Introduzione alla sostenibilità”, Tecnologie solari passive, Iuav, Venezia, 2010GROSSO M., Il raffrescamento passivo degli edifici in zone a clima temperato, capitolo 4, archetipi bioclimatici, Maggioli Editore, Santarcangelo di Romagna, 2011TROMBETTA C., L’attualità del pensiero di Hassan Fathy nella cultura tecnologica contemporanea, Rubettino ed., 2002DIERNA S., ORLANDI F., Buone pratiche per il quartiere ecologico. Linee guida di progettazione sostenibile nella città della trasformazione, Alinea, Roma, 2005 PERON F., Materiale didattico per il corso di “ Elementi di tecnica del controllo ambientale. Introduzione alla sostenibilità”, Clima e parametri climatici per la progettazione architettonica, Iuav, Venezia, 2010SANTAMOURIS A., Passive coolong of buildings

34

5 Analisi dei dati

35

5.1 | Analisi climatica

Per clima si intende “la caratterizzazione media dei parametri fisici dell’atmosfera terrestre in un determinato spazio geografico e per un periodo di tempo sufficien-temente lungo” a tale da evidenziare condizioni di tendenza stabili delle variabili atmosferiche.La classificazione del clima può essere svolta in funzione della scala, considerandone quindi l’estensione verticale ed orizzontaleIn funzione della distribuzione geografica si può distinguere tra metodi a carattere• quantitativi• zonaliConsiderando la distribuzione geografica di parametri climatici quali la radiazione solare al suolo, la temperatura e l’umidità dell’aria.

Tabella A: Classificazione climatica secondo metodi quantitativi/Climate classification according quantitative methods

clima/ climate

radiazione solare annua s.l.m./ annual solar

radiation a.s.l.

temperatura media/ average

temperature

Precipitazioni/ moisture

umidità/ humidity

archetipo costruttivo/ archetype

constructive freddo/ cold

<120 kcal/cm2 <10 °C <500 mm < 60 % igloo

temperato/ temperate

100÷120 kcal/cm2 10÷20 °C 500÷2000 mm ~ 60 %

caldo umido/ hot humid

120÷160 kcal/cm2 20÷30 °C 1000÷5000 mm

< 60 % allungato in direzione

NO-SE/elongate

d in the direction

NW-SE caldo secco/ hot dry

>160 kcal/cm2 >20÷30 °C < 100 mm ≥ 40 % casa a corte/courty

ard house

36

Considerando i valori numerici di temperatura e piovosità per individuare i limiti tra i gruppi ed i tipi climatici.La classificazione dei climi secondo l’analisi quantitativa più diffusa è quella propo-sta da Koppen. In questa classificazione è associato ad un tipo climatico principale (lettera maiuscola) un sottotipo climatico secondario (lettera minuscola).

Tabella B: Classificazione del clima in funzione della scala/Climate classification according to the scale

1. Come per esempio una catena montuosa, un grande lagoGROSSO, MARIO, Il raffrescamento passivo degli edifici in zone a clima temperato, II edizione, Maggioli editore, Santarcangelo di Romagna (RI), 2011

Ampiezza/Amplitude Altezza/Height Macroclima/ Macroclimate

Continentale/Continental 12 km

Mesoclima/ Mesoclimate

1000-2000 km Influenzato dalla presenza dominante di

componenti geografiche1/Influenced by the dominant presence of geographical components

3-4 km

Topoclima / Topoclimate

10 km locale/local

1 km

Microclima/ Microclimate

100 m Intorno dell’ edificio/Around of building

In zona urbana: edifici In zona extraurbana: alberi/In urban areas:

buildings In the suburban area:

trees

1 Come per esempio una catena montuosa, un grande lago n) GROSSO, MARIO; Il raffrescamento passivo degli edifici in zone a clima temperato, II edizione, Maggioli editore, Santarcangelo di Romagna (RI), 2011

37

Tabella C: Classificazione climatica per temperature e precipitazioni (Koppen)/Climate classification according to the temperature and moisture (Koppen)

Tipo principale (°C) Tipo secondario (mm pioggia) A) clima umido intertropicale Af senza stagione secca

Aw inverno secco B) clima umido Bs della steppa

Bw del deserto C) mesometrici umidi Cf senza stagione secca

Cs con estate calda Cw inverno secco

D) micrometrici boreali Df senza stagione secca Dw con inverno secco

E) clima polare Et della tundra Ef del gelo perenne

39

5.2 | Analisi bioclimatiche

L’analisi delle condizioni climatiche del sito è opportuna per l’individuazione di principi di progettazione che consentano di massimizzare il confort delle persone e minimizzare l’uso di energia per riscaldare o rinfrescare gli ambienti.A supporto di ciò si utilizzano grafici e diagrammi che rappresentano su di un dia-gramma psicometrico le combinazioni di valori accettabili per il confort umano. Nei diagrammi sono quindi rappresentati contemporaneamente la temperatura, umidità e velocità dell’aria insieme alla radiazione solare. Ci si propone quindi di valutare la criticità del clima esterno per valutare le possibilità di intervento e mi-gliorare quindi il livello di confort.Il primo diagramma bioclimatico si deve a Victor Olgay (1963). Il Bio-Climatic chart descrive come cambia la sensazione di benessere umano al variare delle condizio-ni climatiche e di come si può intervenire per modificare la percezione del calore. Al centro del diagramma sono riportate le zone di benessere estivo ed invernale relative ad una persona vestita in modo leggero (clo= 0,8) e che svolge un attività sedentaria (met = 1). La parte al di sotto della zona di confort descrive condizione di sottoriscaldamento, quella al di sopra di surriscaldamento.Gli accorgimenti proposti sono un aumento della radiazione nel caso del riscal-damento ed un aumento di ventilazione ed umidità dell’aria, che possono essere usate singolarmente o in coppia, nel caso di sotto riscaldamento.

40

Occorre tenere presente che in questa rappresentazione l’edificio è considerato con un involucro leggero e ventilato naturalmente. Quando la temperatura dell’a-ria esterna si discosta da quella dell’aria interna, come nel caso di edifici ad elevata inerzia termica tipici delle basse latitudini, si rischia di sovrastimare gli interventi.

41

Il diagramma sviluppato da Givoni, sul diagramma psicometrico ASHRAE, “pur considerando i valori ambientali esterni tiene conto della presenza dell’edificio e della possibilità di mitigare gli effetti climatici con tecniche passive”. I sistemi pro-posti sono la ventilazione diurna, l’elevata massa (eventualmente accoppiata con la ventilazione notturna), ed il raffrescamento evaporativo sia diretto che indiretto. La zona di confort invernale è ampliata tenendo conto di un abbigliamento più pesante e di un attività fisica maggiore.

42

Il diagramma di Brown riprende quello di Olgay ampliandolo con le considerazio-ni e le tecniche suggerite da Givoni. Considera quindi edifici con limitati carichi interni, un buon livello di isolamento ed un involucro mediamente vetrato. Si noti quindi come la zona di confort risulti notevolmente ampliata rispetto al diagram-ma di Olgay.I dai risultanti dai grafici, nel periodo invernale, devono tenere conto che in am-biente domestico ci si dovrebbe vestire con un abbigliamento più pesante (1,5 clo), questo permette di ridurre il fabbisogno di radiazioni mediamente di 150 BTU/ hft2. Un altro fattore di cui tener conto è che il minimo di temperatura si toc-ca durante la notte, quando la casa non ha bisogno di essere riscaldata.

43

Al Cairo il maggior disconfort si ha per il bisogno di ventilazione che si fa sentire nella stagione più calda per 4 mesi con un bisogno di ventilazione fino a 700 pfm. La condizione di confort si avverte per 2,5 mesi l’anno. Il disconfort da raffredda-mento della durata di 5,5 mesi con radiazione fino a 200 BTU/hft2 si riduce ad un mese con radiazione di 100 BTU/hft2 se si tiene in considerazione l’abbigliamento e il non riscaldamento durante la notte.

44

A Catania per un periodo di 2 mesi si ha condizione di confort e per altri due, durante il periodo estivo, un bisogno di ventilazione fino a 600 fpm. Il bisogno di radiazione si fa sentire per 8 mesi l’anno con picchi di 300 BTU/hft2 ma si riduce ad un mese e mezzo con radiazione fino a 150 BTU/hft2 se si tiene in considerazione l’abbigliamento e il non riscaldamento durante la notte.

45

A Siracusa il bisogno di raffrescamento durante il periodo estivo dura 4 mesi ed il sistema proposto è la ventilazione fino a 400 fpm. Poca la zona di confort, solamen-te un mese. Il disconfort da raffreddamento dura 7 mesi e la radiazione necessaria arriva a 250 BTU/hft2 ma si riduce ad un mese con radiazione fino a 150 BTU/hft2 se si tiene in considerazione l’abbigliamento e il non riscaldamento durante la notte.

46

Al Cairo l’elevata inerzia dell’edificio serve a sopportare il raffreddamento invernale che dura 6 mesi ed aiuta durante i 3,5 mesi del periodo estivo ma a questo occorre aggiungere un mese di ventilazione fino a 0,5 m/s perché l’inerzia non basta. Il confort si ha per 1 mese.

A Catania durante i 6,5 mesi di discomfort per sottoriscaldamento, solo 2,5 hanno bisogno di energia supplementare, se si considerano abitazioni con alta inerzia termica. Durante i mesi estivi il discomfort può essere alleviato con muri ad alta inezia termica ed in più la ventilazione per 15 giorni. Sono 2 i mesi rientranti nella zona di comfort.

A Siracusa durante i 6,5 mesi in cui si ha disconfort per raffreddamento, bastano case con inerzia termica elevata, alla quale si aggiunge per 1,5 mesi l’irraggiamen-to. Nei mesi estivi (3,5) l’inerzia termica non basta e si deve utilizzare la ventilazione per 2,5 mesi. La condizione di confort si avverte per 1 mese.

Nella lettura dei grafici occorre tenere conto che nel periodo invernale ci si veste in maniera più pesante e che il minimo di temperatura si tocca durante la notte, quando la casa non ha bisogno di essere riscaldata altrimenti si rischia il sovradi-mensionano del fabbisogno di riscaldamento.

50

Al Cairo la sensazione prevalente è il confort termico, che dura per 4 mesi; per la restante parte dell’anno, nel periodo estivo si avverte un bisogno di raffrescamen-to che può essere soddisfatto con la ventilazione o con un inerzia termica elevata. Il periodo freddo dell’anno dura per 4,5 mesi durante i quali, vestendosi in maniera più pesante, il bisogno di riscaldamento scende a meno di un mese.

51

A Catania la sensazione predominante è il confort per 4 mesi con un mese che nonostante il caldo si può combattere con la ventilazione. Durante l’inverno la tec-nica consigliata da adottare è il riscaldamento passivo ed un abbigliamento di 1,8 clo che portano il bisogno di riscaldamento a poco più di un mese.

52

A Siracusa durante il periodo estivo occorre ventilare l’edificio per 2,5. Per 2 mesi si ha la sensazione di confort. Durante il periodo invernale oltre al riscaldamento passivo che occorre per 6,5 mesi un abbigliamento fino a 1,8 clo ristabilisce la sen-sazione di confort e diminuisce il fabbisogno di riscaldamento fino ad un mese.

53

Le tabelle di Mahoney Le tabelle di Mahoni sono un insieme di tabelle usate come guida per una proget-tazione bioclimatica. Prendono il nome dall’architetto Carl Mahoney che le elaborò in occasione di uno studio in Nigeria e le elaborò insieme a John Martin Evans e Otto Köenigsbergr pubblicandole per la prima volta nel 1970. L’analisi si sviluppa prendendo in considerazione i valori massimi, minimi e l’escursione di temperatu-ra ed umidità dell’aria, la quantità di precipitazioni.Le tabelle usano dati climatici facilmente registrabili e semplici calcoli per dare delle linee guida di progettazione. In un modo simile ad un foglio di calcolo, ma più semplice rispetto a una dettagliata analisi termica o una simulazione. Le prime tabelle sono utilizzate per incrociare i dati climatici con le esigenze di comfort ter-mico, e leggere dalle successive tabelle gli opportuni criteri di progettazione.Le tabelle si utilizzano inserendo:

- Località

LocationLongitude

LatidudeAltitude

- Le temperatura dell’ariaLe temperature massima, minima e media di ogni mese.

Air temperature °CJ F M A M J J A S O N D High ATM

Montly mean max

Montly mean min

Montly mean range

Low AMR

54

- Umidità, pioggia, e vento I valori massimi, minimi e medi di ogni mese vengono inseriti in queste tabelle, ed ogni mese classificato in base al gruppo di umidità.

Relative humidity %Montly mean max a.m.

Montly mean min a.m.

Average

Humidity group

Humidity group 1 if average RH: below 30%

2 30-50%

3 50-70%

4 above 70%

Rain and windRainfall,mm

Wind, prevaling

Wind, prevaling

J F M A M J J A S O N D

55

- Confronto tra le condizioni di comfort ed il climaSi confrontano le temperature massime e minime di comfort, con i valori climatici dalla tabella 1. Si evince se le condizioni creano uno stress da calore o da freddo.

AMT over 20 °C AMT 15-20 °C AMT below 15°CConfort

limitsDay Night Day Night Day Night

Humidity group

1 26-34 17-25 23-32 14-23 21-30 12-21

2 25-31 17-24 22-30 14-22 20-27 12-203 23-29 17-23 21-28 14-21 19-28 12-194 22-27 17-21 20-25 14-20 18-24 12-18

J F M A M J J A S O N DMontly mean max ATM

Day comfort upperlower

Montly mean min.Night comfort

upperlower

Thermal stress: dayThermal stress: nightMontly mean range

- Gli indicatori (condizioni di umidità o aridità)Le tabelle sono studiate per combinare lo stress (tabella 3) ed i gruppi di umidità (tabella 2), controllando in ogni casella l’umidità e la quantità di pioggia per ogni mese. Per ciascuno dei sei indicatori possibili, si sommano il numero di mesi in cui è stato verificato la condizione di stress termico e se ne fa un totale annuale.

IndicatorsJ F M A M J J A S O N D

Humidity H1 totalsH2H3

Arid A1A2A3

56

- Raccomandazioni schematiche di progettazioneI totali annuali nella tabella 4 corrispondono alle righe in questa tabella, che elen-ca le raccomandazioni di progettazione schematica, ad esempio ‘edifici orientati sull’asse est-ovest per ridurre l’esposizione al sole’, ‘aperture di medie dimensioni, 20% -40% della superficie della parete’.

applicable whenindicators

Thermal stressRainfall

Humiditygroup

Monthlymean range

Meaning Day Night

Air movement essential H1 H 4

H 2,3 Less then 10°

Air movement desirable H2 O 4

Rain protection necessary H3 over 200 mm

Thermal capacity necessary 1,2,3 Less then 10°

Out-door sleeping desirable A2 H 1,2

H O 1,2 More then 10°

Protection from cold A3 C

57

Indicator totals from table 2H1 H2 H3 A1 A2 A3

Layout

0-101

Orientation north and south (long axis east-west)5-12

0-4 2 Compact courtyard planningSpacing

3 Open spacing for breeze penetration

2-10 4As 3, but protection from hot and cold

wind0,1 5 Compact lay-out of estates

Air movement3-12

6Rooms single banked, permanent provision for air movement

1,20-5

6-127

Double banked rooms, temporary provision for air movement

00,1 8 No air movement required

Opening0,1 0 9 Large openings, 40-80%

0,1 10 Very small openings, 10-20%any other conditions

11 Medium openings, 20-40%

Walls0-2 12 Light walls, short time-lag

3-12 13 Heavy external and internal walls Roofs

0-5 14 Light, insulated roofs6-12 15 Heavy roof, over 8 h time-lag

Out-door sleeping 2-12 16 Space for out-door sleeping reqired

Rain protection 3-12 17 Protection from heavy rain necessary

58


Size of openings

0,1 0 1 Large : 40-80%1-12

2 Medium : 25-40%2-56-10 3 Small : 15-25%

0-3 4 Very small : 10-20%4-12 5 Medium : 25-40%

Position of opening3-12

6in North and south walls at body height

on windward side1-2

0-56-12

7 as above opening also in internal walls0

protection of opening0-2 8 Exclude direct sunlight

2-12 9 Provide protection of rainWalls and floors

10 Light, low thermal capacity11 Heavy over 8h time-lag

Roofs

10-12

0-2 12 Light, reflective surface, capacity3-12

13 Light, well insulated0-9

0-56-12 14 Heavy, over 8h time-lag

External features1-12 15 Space for out-door sleeping

1-12 16 Adequate rainwater drainage

59

Applicazione delle tabelle di Mahoni alle città del Cairo, Siracusa, Catania

CAIRO

Location CairoLongitude E 31° 23′Latidude N 30° 7′Altitude 74 above level sea


19,1 20,7 23,7 34,5 25,1 35,4 22,0

8,6 9,1 11,3 19,9 13,9 8,6 26,8

10,5 11,6 12,4 14,6 11,2 Low AMR

Relative humidity %Montly mean max a.m. 59 56 52 48 44 48 52 56 58 58 61 64

Montly mean min a.m. 59 56 52 48 44 48 52 56 58 58 61 64

Average

Humidity group 3 3 3 2 2 2 3 3 3 3 3 3

Humidity group 1 if average RH: below 30%2 30-50%3 50-70%4 above 70%

60

Rain and windRainfall,mm 3,7 4,2 2,3 0,6 0,5 0,3 0,0 tr tr 0,1 3,5 8,6 tot 23,8

Wind, prevaling

Wind, prevaling


AMT over 20 °C

AMT 15-20 °C

AMT below 15°C

Confort limits

Day Night Day Night Day Night

Humidity group

1 26-34

17-25 23-32

14-23 21-30

12-21

2 25-31

17-24 22-30

14-22 20-27

12-20

3 23-29

17-23 21-28

14-21 19-28

12-19

4 22-27

17-21 20-25

14-20 18-24

12-18

J F M A M J J A S O N DMontly mean max

19,1 20,7 23,7 28,2 32,4 34,5 35,4 34,8 32,3 29,8 25,1 20,722,0 ATM

Day comfort upper

29 29 29 31 31 31 29 29 29 29 29 29

lower 23 23 23 25 25 25 23 23 23 23 23 23Montly mean min.

8,6 9,1 11,3 13,9 17,4 19,9 21,5 21,6 19,9 17,8 13,9 10,4

Night comfort upper

23 23 23 24 24 24 23 23 23 23 23 23

lower 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17Thermal stress: day

C C O O H H H H H H O C

Thermal stress: night

C C C C O O O O O O C C

61


Humidity H1 0 totalsH2 0H3 0

Arid A1 X X X X X X X X X X X X 12A2 X X 2A3 X X X 3

Raccomandazioni schematiche di progettazione.applicable when

ind.Thermal stress

RainfallHumidity

group

Monthlymean range

Meaning Day Night





Thermal capacity necessary

1,2,3 Less then 10°

Out-door sleeping desirable

A2 H 1,2



62


Layout

0-101






Air movement3-12


1,20-5

6-127











63


Size of openings

0,1 0 1 Large : 40-80%1-12

2 Medium : 25-40%2-56-10 3 Small : 15-25%




on windward side1-2

0-56-12





Roofs

10-12






64

SIRACUSA

Location Siracusa Cozzo SpadaroLongitude E 15° 71′Latidude N 36° 40′Altitude 51 above level sea


Montly mean max

16,8 17,2 20,4 21,0 25,0 32,0 33,2 33,8 31,8 26,4 23,2 18,6 33,8 18,3

Montly mean min

4,8 2,8 5,8 7,6 11,6 15,0 19,0 20,0 18,8 13,2 10,4 7,6 2,8 31

Montly mean range

12 14,4 14,6 13,4 13,4 17,0 14,2 13,8 13,0 13,2 12,8 11 Low AMR

Relative humidity %Montly mean max a.m. 88 88 86 89 82 84 86 72 84 88 86 76


Average 84 84 82 81 72 75 74 66 75 82 82 73

Humidity group 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4


65

Rain and windRainfall,mm 1,3 1,3 1,4 1,4 1,5 2,0 2,3 2,2 2,1 2,0 1,7 1,2 tot 20,4

Wind, prevaling

Wind, prevaling




Humidity group

1 26-34 17-25 23-32 14-23 21-30 12-21

2 25-31 17-24 22-30 14-22 20-27 12-203 23-29 17-23 21-28 14-21 19-28 12-194 22-27 17-21 20-25 14-20 18-24 12-18


16,8 17,2 20,4 21,0 25,0 32,0 33,2 33,8 31,8 26,4 23,2 18,6 22,0 ATM

Day comfort upper

25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25


4,8 2,8 5,8 7,6 11,6 15,0 19,0 20,0 18,8 13,2 10,4 7,6

Night comfort upper

20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20


C C O O O H H H H H O C


C C C C C O O O O C C C

66


Humidity H1 X X X X X 5 totalsH2 X X X X 4H3

Arid A1A2A3 X X X 3

Raccomandazioni schematiche di progettazione.applicable when Thermal stress

RainfallMonthly

mean range

Meaning Day Night








A2 H 1,2



67


Layout

0-101






Air movement3-12


1,20-5

6-127











68


Size of openings

0,1 0 1 Large : 40-80%1-12

2 Medium : 25-40%2-56-10 3 Small : 15-25%




on windward side1-2

0-56-12





Roofs

10-12






69

CATANIA

Location Catania - FontanarossaLongitude E 15° 3′Latidude N 37° 28′Altitude 17 above level of sea


Montly mean max

20,4 21,8 25,6 22,6 29,0 31,0 34,7 35,0 33,3 27,6 26,0 24,2 3,5 16,5

Montly mean min

-1,9 -0,1 1,0 5,3 7,0 13,6 15,2 17,0 15,5 9,0 5,4 0,0 -1,9 36,9

Montly mean range

22,3 21,9 24,6 17,3 22,0 17,4 19,5 18,0 17,8 18,6 20,6 24,2 Low AMR

Relative humidity %Montly mean max a.m. 99 95 99 95


Average 73 78 76 74 76 72 64 70 69 74 74 74

Humidity group 4 4 4 4 4 4 3 4 3 4 4 4


70

Rain and windRainfall,mm 0,9 1,0 1,1 1,2 1,6 1.9 2,1 2,6 2,0 1,7 1,3 1,0 tot 18,4

Wind, prevaling

Wind, prevaling




Humidity group

1 26-34 17-25 23-32 14-23 21-30 12-21

2 25-31 17-24 22-30 14-22 20-27 12-203 23-29 17-23 21-28 14-21 19-28 12-194 22-27 17-21 20-25 14-20 18-24 12-18


16,8 17,2 20,4 21,0 25,0 32,0 33,2 33,8 31,8 26,4 23,2 18,6 18,3 ATM

Day comfort upper

25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25


4,8 2,8 5,8 7,6 11,6 15,0 19,0 20,0 18,8 13,2 10,4 7,6

Night comfort upper

20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20


C C O O O H H H H H O C


C C C C C O O O O C C C

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Humidity H1 X X X X X X 6 totalsH2 X X X X 4H3 0

Arid A1 X X 2A2 0A3 0

Raccomandazioni schematiche di progettazione.applicable when Thermal stress

RainfallMonthly

mean range

Meaning Day Night








A2 H 1,2



72


Layout

0-101






Air movement3-12


1,20-5

6-127











73


Size of openings

0,1 0 1 Large : 40-80%1-12

2 Medium : 25-40%2-56-10 3 Small : 15-25%




on windward side1-2

0-56-12





Roofs

10-12






74

6 L’applicazioneal caso studio

75

6.1 | Studio delle tecnologie applicabili

Intervenendo su un edificio esistente occorre studiare la struttura portante dell’e-dificio. Le strutture a maglia strutturale portante in cemento armato sono realiz-zate tenendo conto di condizioni di carico precise che non bisogna aggravare. In-terventi quindi che prevedano l’accumulo del calore per inerzia termica si rivelano inadatte, se l’aumento della massa è concentrato sulle murature di tamponamen-to. Occorre quindi mettere in atto altri processi quali ad esempio, l’irraggiamento, la convezione e il calore latente di vaporizzazione.Nel caso dell’ipotesi di intervento sull’edificio C4 sito in Viale Moncada a Catania, le tecnologie applicabili sono:• la torre evaporativa, che sfruttando il calore latente di vaporizzazione raffreschi

l’aria interna delle abitazioni.• Il camino solare che riscaldando l’aria, in inverno la convogli all’interno delle

abitazioni ed in estate la estragga dagli appartamenti.• Nebulizzatori per ambienti aperti, che rafffreschino l’aria saturandola• Bocche del vento per convogliare l’aria negli appartamenti, garantendo, sia il

ricambio d’aria che la velocità del flusso, che se mantenuta inferiore a 1 m/s è utile per il raffrescamento diretto, a velocità maggiori, per il raffrescamento strutturale o indiretto

6.2 | Progetto della tecnica di applicazione

Il progetto sviluppa la tecnica della torre evaporativa. L’aria raffrescata con questo dispositivo non può essere immessa direttamente all’interno dell’appartamen-to perché ormai satura ed un eccesso di umidità è un fattore di disconfort. L’aria raffrescata serve quindi come vettore per raffrescare quella insatura, proveniente dall’ambiente che percorre condotti adiacenti, ma separati. La torre è progettata per essere realizzata con pezzi industriali prodotti per lo sca-rico dei fumi (canne fumarie) e tubi in alluminio snodabili. Il peso ridotto della struttura permette di essere utilizzata in edifici a struttura inte-laiata in cemento armato, senza per questo dover modificare la struttura portante esistente.

76

6.3 | Calcolo dei flussi

L’estrazione dell’aria satura dalla base della torre è garantito dal effetto Venturi pre-sente nella sommità del camino, che spinge l’aria verso l’interno. Il camino solare al contrario, sfruttando la diversa densità dell’aria calda, estrae l’aria satura dalla base della torre.La dimensione dei condotti interni è dimensionata tenendo conto del fabbisogno di ricambio d’aria per convezione naturale all’interno di un edificio residenziale di 100 m2. L’acqua di scolo dell’intero processo, arrivata alla base del camino viene incanalata all’interno delle torri evaporative sottostanti in maniera tale che lavorino in serie.

Bibliografia

E. ZAMBELLI, P. A. VANONCINI, M. IMPERADORI, Costruzione stratificata a secco. Tecnologie edilizie innovative e metodi per la gestione del progetto, Maggioli Ed. Santarcangelo di Romagna, 1998E. DE ANGELIS, M. GRECCHI, La facciata, Maggioli, Bologna, 2000C. ZANCARO, Il recupero degli edifici, Maggioli ed., Santarcangelo di Romagna, 2001A. DE VECCHI, Il progetto del sistema edilizio tra continuità ed innovazione, Maggioli ed., Santarcangelo di Romagna, 1998F. CARRIA, Il rinnovo delle facciate. Nuovi ruoli dell’involucro edilizio, Dario Flaccovio ed., Palermo, 2009D. GAUZIN-MULLER, Architettura sostenibile, ed. ambiente, Milano, 2003

78

7 Conclusioni e prospettive di ricerca

79

E’ necessario un uso consapevole ed opportuno delle fonti energetiche perché nella fase attuale si passi dal risparmio energetico all’efficienza energetica. L’uso delle fonti di energia rinnovabili ha il pregio di migliorare lo standard presta-zionale senza ricadute sul consumo di energie fossili, ormai insufficienti. In questo tesi ho dimostrato che esistono sia le tecniche, che le tecnologie per attuare questi processi virtuosi. Le tecnologie passive hanno bisogno di essere pro-gettate prestando attenzione sia alle caratteristiche microclimatiche del luogo che alle esigenze di chi vi abita. La forte caratterizzazione che esse necessitano contra-stano con l’anonimia e la serialità che spesso caratterizzano certi luoghi rendendo la propria casa, il proprio quartiere, riconoscibili.

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APPENDICELinee guida: la legislazione esistenteI Codici dell’energia#

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La legislazione energetica vigente nell’Unione Europea

La comunità europea norma la prestazione energetica dell’edilizia con la direttiva 31 del 2010 e con il “Piano di efficienza energetica 2011”.L’adozione di queste leggi prevede che tutti gli edifici di nuova costruzione entro il 2020 dovranno essere ad energia quasi zero, che nel settore dell’edilizia, che riveste un potenziale maggiore rispetto a quello dei trasporti e dell’industria, il ruolo di traino deve essere quello pubblico ed individua inoltre le categorie di intervento. Il settore dell’edilizia pubblica rappresenta all’interno del patrimonio immobiliare europeo il 12% e la spesa pubblica il 17% del PIL degli stati membri. Il piano individua quindi nell’efficienza energetica della spesa pubblica e nel raddoppio del tasso di rinnovo degli edifici pubblici lo strumento principale per avviare un circolo virtuoso che inneschi la formazione delle professionalità e l’ampliamento delle società di servizi energetici.Il concetto che questa legge vuole adottare è che considerando che gli edifici assorbono il 40% dell’energia dell’unione europea, considerando che la maggior parte di essa non è impiegata per la costruzione ma per l’uso che se ne fa, occorre agire sulle nuove costruzioni e sul miglioramento circa il rendimento energetico globale, la corretta installazione, le dimensioni, la regolazione ed il controllo. I tipi di impianto in esame sono quelli di riscaldamento, della produzione di acqua calda sanitaria, del condizionamento dell’aria e dell’impianto di ventilazione.Il temine del 2020 per le nuove costruzioni a consumo quasi zero è un limite che non coinvolge tutto il modo di costruire, nelle tecniche e nei metodi. Per arrivare a questo ambizioso limite occorre che si sviluppino all’interno del settore nuove competenze e nuovi approcci.

La legislazione energetica vigente in Italia

In Italia le prime disposizioni in materia di certificazione energetica degli edifici sono state emanate con la Legge 9 gennaio 1991, n. 10, volta a favorire l’uso razio-nale dell’energia, lo sviluppo delle fonti rinnovabili e la riduzione dei consumi di energia nei processi produttivi.

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Nel 2005 è stato avviato il recepimento della Direttiva 2002/91/CE relativa al rendi-mento energetico nell’edilizia, che ha introdotto nell’Unione europea la di certifi-cazione energetica degli edifici, quale strumento per sensibilizzare i cittadini sugli aspetti energetici degli immobili in fase di compravendita.Il primo provvedimento di recepimento della Direttiva 2002/91/CE è stato il Dlgs 19 agosto 2005, n. 192, che ha fissato le condizioni e le modalità per migliorare le prestazioni energetiche degli edifici e ha stabilito i criteri generali per la certi-ficazione energetica, prevedendo l’obbligo per gli edifici di nuova costruzione di dotarsi di un attestato di certificazione energetica.L’attestato ha una validità massima di 10 anni dal rilascio, deve essere aggiorna-to ad ogni intervento di ristrutturazione che modifichi le prestazioni energetiche dell’edificio e deve riportare i dati relativi alle prestazioni energetiche dell’edificio e suggerimenti per il miglioramento della prestazione energetica.Il Dlgs 192/2005 è stato successivamente modificato e integrato con il Dlgs 29 di-cembre 2006, n. 311 che ha anche esteso gradualmente l’obbligo della certificazio-ne energetica a tutti gli edifici preesistenti all’entrata in vigore del Dlgs 192/2005 (8 ottobre 2005), qualora immessi sul mercato in vendita o locazione.Dal 1° gennaio 2007, l’attestato di certificazione energetica è diventato necessario per fruire di incentivi e agevolazioni fiscali destinati al miglioramento delle presta-zioni energetiche degli edifici.I decreti legislativi 192/2005 e 311/2006 prevedono l’emanazione di tre decreti attuativi:• un regolamento con le metodologie di calcolo e i requisiti minimi per la presta-

zione energetica degli edifici e degli impianti termici, in attuazione dell’articolo 4, comma 1, lettere a) e b), del Dlgs192/2005. Tale Regolamento è stato emanato con il Dpr 2 aprile 2009, n. 59;

• le linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici, in attuazione dell’articolo 6, comma 9 e dell’articolo 5, comma 1 del Dlgs 192/2005. Le Linee guida sono state emanate con il DM del 26 giugno 2009. Successivamente un nuovo DM, emanato il 26 gennaio 2010 ha cambiato i requisiti che l’edificio deve soddisfare aumentandone le prestazioni richieste;

• un regolamento che fissi i criteri di accreditamento degli esperti e degli orga-nismi a cui affidare la certificazione energetica degli edifici e le ispezioni degli impianti di climatizzazione, in attuazione della lettera c) dell’articolo 4 comma

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1, del Dlgs 192/2005. Tale regolamento non è ancora stato emanato e fino alla sua emanazione si applicano le disposizioni contenute nell’Allegato III al Dlgs 30 maggio 2008, n. 115 che definisce i soggetti abilitati alla certificazione energe-tica degli edifici.

Il Decreto legge 25 giugno 2008, n. 112 ha abolito l’obbligo di allegare l’attestato di certificazione energetica agli atti di compravendita e locazione di immobili. È però rimasto valido l’obbligo di redigerlo. Su questa disposizione la Commissione euro-pea ha avviato una procedura d’infrazione nei confronti dell’Italia per il mancato rispetto della Direttiva 2002/91/CE.Con il Dlgs 3 marzo 2011, n. 28 è stato introdotto l’obbligo di inserire nei contratti di compravendita o di locazione una clausola con la quale l’acquirente o il condut-tore dichiarano di aver ricevuto le informazioni relative alla certificazione energe-tica. Inoltre prevede che, dal 1° gennaio 2012, gli annunci commerciali di vendita di edifici o di singole unità immobiliari riportino l’indice di prestazione energetica contenuto nell’attestato di certificazione energetica.

Verifiche da rispettareDi seguito sono descritti i diversi tipi di intervento. Le verifiche da rispettare variano a seconda del tipo di intervento. Nel seguito di questo studio ci si occuperà di edi-fici residenziali con occupazione continuativa siti in zona climatica A e B, secondo la classificazione climatica contenuta nel DPR n. 412 del 1993, allegato A: zone climatiche. La città di Catania e Siracusa appartengono alla zona climatica B, la città del Cairo alla zona climatica A.

Lista degli interventi

Le verifiche variano a seconda del tipo di intervento. Individuato il tipo di intervento (1,...,6), le verifiche da associarvi sono riportete nella riga corrispondente

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V 1 X X X X X X X X X X X X X X X 2 X X X X X X X X X X X X X 3 X X X X X X X X X X X 4 X X X X X X X X X X 5 X X X X X X X X X 6 X X X X X

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1. Edifici di nuova costruzione ed impianti ad esso connessi;2. Ricostruzione integrale degli elementi d’involucro e demolizione e ricostruzione in manutenzione straordinaria di edifici esistenti con superficie utile maggiore di 1000 m2;3. Ampliamento con un volume maggiore del 20% del volume dell’edificio stesso.4. Ristrutturazioni totali o parziali e manutenzioni straordinarie dell’involucro per tutti i casi diversi da quelli sopra descritti; 5. Nuova installazione di impianti termici in edifici esistenti o ristrutturazione degli stessi impianti;6. Sostituzione di generatori di calore.

A. EPi, η

a (commi 2, 5, 8)

Verificare che: EP

i<EP

i_limite

Dove EPi rappresenta l’indice di prestazione energetica per la climatizzazione in-

vernale ed EPi limite è il limite calcolato come dalla tabella “C”.

In alternativa se il rapporto tra superficie trasparente complessiva dell’edificio e la sua superficie utile è inferiore a 0.18 si può attribuire direttamente all’edificio un valore di EP

i=EP

i limite, se in contemporanea si verificano le seguenti prescrizioni

sugli impianti e sull’involucro:• Rendimento termico utile (a carico pari al 100% di Pn)>907+2 log Pn. Se

Pn>400kW, si applica il limite massimo corrispondete a 400 kW.• T media fluido termovettore in condizione di progetto <60°C• Installazione centralina di termoregolazione programmabile in ogni unità

immobiliare e dispositivi per la regolazione della temperatura ambiente nei singoli locali o nelle singole zone con caratteristiche uniformi dell’edificio per prevenire il surriscaldamento dovuto agli apporti gratuiti.

• Nel caso di istallazione di pompe di calore elettriche o a gas: rendimento utile in condizioni nominale riferito all’en. primaria (η

u)≥(90+3logPn).

La verifica e fatta utilizzando come fattore di conversione tra energia elettrica ed energia primaria il valore di riferimento per la conversione tra kWh elettrici e MJ definito con provvedimento dell’autorità per l’energia elettrica

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e il gas, al fine di tener conto dell’efficienza media di produzione del parco termoelettrico, e suoi successivi aggiornamenti.

• Trasmittanza strutture opache verticali ≤ valori tabella D• Trasmittanza strutture opache orizzontali ≤ valori tabella D• Trasmittanza chiusure trasparenti ≤ valori tabella D • Trasmittanza vetri ≤ valori tabella D

B. Epesterno involucro

(comma 3)

Verificare che Epe. involucro

≤Epe. involucro limite

Dove Epe. involucro

rappresenta la prestazione energetica per il raffrescamento estivo dell’involucro edilizio pari al rapporto tra il fabbisogno annuo di energia termica per il raffrescamento dell’edificio, calcolata tenendo conto della temperatura di progetto estiva secondo la norma UNI/TS 11300-1, e la superficie utile dell’edificio, Ep

e involucro limite è pari a 40 kWh/m2 anno

C. Ulimite

(comma 4)

Con riferimento alla tabella B, verificare che:• Trasmittanza strutture opache verticali ≤ valori tabella B;• Trasmittanza strutture opache orizzontali ≤ valori tabella B;• Trasmittanza chiusure trasparenti ≤ valori tabella B;• Trasmittanza vetri ≤ valori tabella B.I valori di U devono essere rispettati a ponte termico corretto, o dalla trasmittanza termica media della “parete corrente più ponte termico”.Nel caso di pareti opache verticali esterne in cui fossero previste aree limitate og-getto di riduzione di spessore, sottofinestre e altri componenti, il limite e rispettato con riferimento alla superficie totale di calcolo.Nel caso di strutture orizzontali sul suolo i valori di U da confrontare col limite sono calcolati con riferimento al sistema struttura-terreno. Restano esclusi gli ingressi pedonali automatizzati, da considerare solo ai fini dei ricambi d’aria.

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D. Divisori (comma 16)

Verificare che: Udivisorio

≤0.8 W/m2K

• per tutti i divisori (verticali e orizzontali) di separazione tra edifici o unita immobiliari confinanti;

• per tutte le strutture opache che delimitano verso l’ambiente esterno gli ambienti non dotati di impianto di riscaldamento.

E. Condensa (comma 17) Verificare l’assenza di condensazioni superficiali e che le condensazioni interstiziali delle pareti opache siano limitate alla quantità rievaporabile secondo la normativa vigente (UNI EN 13788). Qualora non esista un sistema di controllo della umidità relativa interna, per i calcoli necessari si assumono i valori: UR=65% e T

interna=20°C

F. Inerzia dell’involucro opaco (comma 18)

Verificare che:• per le località in cui il valore medio mensile dell’irradianza sul piano orizzontale

nel mese di massima insolazione Im, s≥290 W/m2;• per le pareti opache verticali ad eccezione di quelle nel quadrante Nord-Ovest,

Nord, Nord-Est:- la massa superficiale Ms (calcolata secondo la definizione dell’allegato A del Dlgs 192/05 come massa superficiale della parete opaca compresa la malta dei giunti ed esclusi gli intonaci) sia superiore di 230 kg/m2.- o in alternativa che il valore del modulo della trasmittanza termica perio-dica (YIE) sia inferiore a 0,12 W/m2K;

• per tutte le pareti opache orizzontali ed inclinate che il valore del modulo della trasmittanza termica periodica (YIE) sia inferiore a 0,20 W/m2K.

Gli effetti positivi che si ottengono con il rispetto dei valori di massa superficiale o trasmittanza termica periodica delle pareti opache, possono essere raggiunti, in alternativa, con l’utilizzo di tecniche e materiali, anche innovativi, ovvero coper-ture a verde, che permettano di contenere le oscillazioni della temperatura degli

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ambienti in funzione dell’irraggiamento solare.In tale caso deve essere prodotta una adeguata documentazione e certificazione del-le tecnologie e dei materiali che ne attesti l’equivalenza con le predette disposizioni.

G. Controllo climatizzazione estiva (comma 18)

Il progettista per la limitazione dei fabbisogni per la climatizzazione estiva e per il contenimento della temperatura interna negli ambienti:• valuta puntualmente e documenta l’efficacia dei sistemi schermanti delle

superfici vetrate, esterni o interni, tali da ridurre l’apporto di calore per irraggiamento solare;

• utilizza al meglio le condizioni ambientali esterne e le caratteristiche distributive degli spazi per favorire la ventilazione naturale dell’edificio;

• adotta sistemi di ventilazione meccanica controllata nel caso non sia efficace lo sfruttamento della ventilazione naturale. In questo caso e prescritta l’adozione di un recuperatore di calore ogni qual volta la portata totale di ricambio (G) e il numero di ore di funzionamento (M) del sistema di ventilazione, siano superiori ai valori limite riportati nella seguente tabella (DPR 412/93 Art.5, comma 13 e Allegato C).

H. Schermature (comma 19)

E’resa obbligatoria la presenza di sistemi schermanti esterni. Qualora se ne dimo-stri la non convenienza in termini tecnico-economici, detti sistemi possono essere omessi in presenza di superfici vetrate con fattore solare (UNI EN 410) minore o uguale a 0,5. Tale valutazione deve essere evidenziata nella relazione tecnica.

I. Schermature e sistemi filtranti (comma 20)

Il progettista, al fine di limitare i fabbisogni energetici per la climatizzazio-ne estiva e di contenere la temperatura interna degli ambienti, valuta pun-tualmente e documenta l’efficacia dei sistemi filtranti o schermanti delle su-perfici vetrate, tali da ridurre l’apporto di calore per irraggiamento solare. Gli eventuali impedimenti di natura tecnica ed economica all’utilizzo dei predetti

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sistemi devono essere evidenziati nella relazione tecnica di cui al comma 25. La predetta valutazione può essere omessa in presenza di superfici vetrate con fatto-re solare (UNI EN 410) minore o uguale a 0,5.

J. Controllo Tambiente

(comma 21)

Verificare che in ogni locale o zona a caratteristiche termiche uniformi siano istalla-ti dispostivi per la regolazione automatica della temperatura ambiente per evitare il sovrariscaldamento per effetto degli apporti solari e degli apporti gratuiti.

K. Rinnovabile termico per acqua calda sanitaria (commi 22 e 23)

Obbligo di utilizzo di fonti rinnovabili per la produzione di energia termica in gra-do di coprire almeno il 50% del fabbisogno annuo di energia primaria richiesta dall’utenza per la produzione di ACS. Tale limite e ridotto al 20% per edifici situati nei centri storici.Le valutazioni concernenti il dimensionamento ottimale o l’eventuale im-possibilita tecnica di rispettare le presenti disposizioni, devono essere det-tagliatamente illustrate nella relazione tecnica da depositare in Comune. Le modalità applicative di questo obbligo, le prescrizioni minime, le caratteristiche tecniche e costruttive saranno precisate con successivo provvedimento.

L. Rinnovabile elettrico (commi 22 e 23)Obbligo di utilizzo di fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica. Le modalità applicative di questo obbligo, le prescrizioni minime, le caratteristiche tecniche e costruttive saranno precisate con successivo provvedimento.

M. Fotovoltaico (comma 23)

E’obbligatoria l’installazione di impianti fotovoltaici per la produzione di energia elettrica.

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N. Teleriscaldamento (comma 24)

Obbligo di predisposizione delle opere necessarie a favorire il collegamen-to a reti di teleriscaldamento nel caso di tratti di rete ad una distanza inferiore a 1000 metri o in presenza di progetti approvati per la realizzazione di tale rete.

O. Rendimento medio stagionale (comma 5)

Verificare:• Rendimento globale medio stagionale (η

g≥(75+3logPn)% se Pn<1000 kW

• Rendimento globale medio stagionale (ηg)≥84% se Pn≥1000 kW

Dove log Pn è il logaritmo in base 10 della potenza utile nominale del generatore o dei generatori di calore al servizio del singolo impianto termico, espressa in kW.

P. Diagnosi energetica (comma 5)

Allegare alla relazione tecnica una diagnosi energetica dell’edificio e dell’impianto che individui gli interventi di riduzione della spesa energetica, i relativi tempi di ritorno degli investimenti, i miglioramenti di classe energetica dell’edificio, moti-vando le scelte impiantistiche che si vanno a realizzare nel caso di istallazione di potenze nominali al focolare ≥100 kW.

Q. Sostituzione di generatori di calore (comma 6)

Si intendono rispettate tutte le disposizioni vigenti in tema di uso razionale d’energia incluse quelle riportate ai punti O e P, se coesistono le seguenti condizioni:• rendimento termico utile (in corrispondenza di un carico pari al 100% della

potenza termica utile nominale) ≥90 + 2 log Pn. Se Pn>400 kW, si applica il limite massimo corrispondete a 400 kW

• rendimento utile in condizioni nominali delle nuove pompe di calore elettriche o a gas riferito all’energia primaria ≥ 90 + 3 log Pn. La verifica è fatta utilizzando come fattore di conversione tra energia elettrica ed energia primaria il valore di riferimento per la conversione tra kWh elettrici e MJ definito con

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provvedimento dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas, al fine di tener conto dell’efficienza media di produzione del parco termoelettrico, e suoi successivi aggiornamenti;

• sia presente una centralina di termoregolazione programmabile per ogni generatore con le seguenti caratteristiche:

- deve essere pilotata da sonde di rilevamento della temperatura interna, ed eventualmente da centralina per la temperatura esterna, con regolazione della Tambiente su due livelli di temperatura nell’arco delle 24 ore, nel caso di impianti termici centralizzati;- deve consentire la programmazione e la regolazione della T

ambiente su due

livelli di temperatura nell’arco delle 24 ore, nel caso di impianti termici per singole unita immobiliari;

• siano presenti dispostivi modulanti per la regolazione automatica della temperatura ambiente nei singoli locali o nei singole zone che possono godere di apporti gratuiti (solari o interni);

• motivare eventuale incrementi di potenza nominale dei nuovi generatori rispetto a quelli sostituiti;

• verificare la corretta equilibratura del sistema di distribuzione (nel rispetto di limiti minimi massimi di T

ambiente) nel caso di generatori di calore a servizio di

più unita immobiliari. Eventuali squilibri devono essere corretti installando un sistema di contabilizzazione del calore;

• nel caso di sostituzione dei generatori di calore con Pn al focolare <35 kW, con altri della stessa potenza, e rimessa alle autorità locali competenti ogni valutazione sull’obbligo di presentazione della relazione tecnica e se la medesima può essere omessa a fronte dell’obbligo di presentazione della dichiarazione di conformità.

Nel caso non fosse possibile rispettare quanto sopra decritto in questo punto, fer-mo restando il rispetto delle altre prescrizioni elencate, il decreto si considera ri-spettato a condizione di:• installare generatori di calore che abbiano rendimento termico utile a carico

parziale pari al 30% della potenza termica utile nominale ≥85+3 log Pn;• predisporre una dettagliata relazione che attesti i motivi della deroga da

inserire congiuntamente a copia della dichiarazione di conformità, correlata all’intervento, ai sensi della legge 5 marzo 1990, n.46, e s.m.i.

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R. Contabilizzazione e termoregolazione (commi 10 e 11)

In tutti gli edifici esistenti con un numero di unita abitative superiore a 4 devono essere realizzati gli interventi necessari per permettere, ove tecnicamente possibi-le, la contabilizzazione e la termoregolazione del calore per singola unita abitativa. Gli eventuali impedimenti di natura tecnica alla realizzazione dei predetti interven-ti, ovvero l’adozione di altre soluzioni impiantistiche equivalenti, devono essere evidenziati nella relazione tecnica.Le apparecchiature installate devono assicurare un errore di misura, nelle condizio-ni di utilizzo, inferiore a più o meno il 5%, con riferimento alle norme UNI in vigore. Anche per le modalità di contabilizzazione si fa riferimento alle vigenti norme e linee guida UNI.

S. Impianti a biomasse e trasmittanze (comma 13)

Per tutte le tipologie di edifici, in cui e prevista l’installazione di impianti di clima-tizzazione invernale dotati di generatori di calore alimentati da biomasse combu-stibili, in sede progettuale si procede alla verifica che la trasmittanza termica delle diverse strutture edilizie, opache e trasparenti, che delimitano l’edificio verso l’e-sterno o verso vani non riscaldati, non sia maggiore dei valori definiti nella tabella B

T. Impianti a biomassa come rinnovabili (comma 12)

Ai fini del presente decreto, e in particolare per la determinazione del fabbisogno di energia primaria dell’edificio, sono considerati ricadenti fra gli impianti alimenta-ti da fonte rinnovabile gli impianti di climatizzazione invernale dotati di generatori di calore alimentati a biomasse combustibili che rispettano i seguenti requisiti:• rendimento utile nominale minimo conforme alla classe 3 di cui alla norma

Europea UNI EN 303-5;• limiti di emissione conformi all’allegato IX alla parte quinta del DLgs 152/06 e

s.m.i., ovvero i più restrittivi limiti fissati da norme regionali, ove presenti;• utilizzano biomasse combustibili ricadenti fra quelle ammissibili ai sensi

dell’allegato X alla parte quinta del DLgs 152/06 e s.m.i.

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U. Trattamento acqua calda sanitaria (comma 14)

Sono prescritti, fermo restando quanto indicato dall’art. 5 comma 6 del DPR 412/93 per gli impianti di potenza complessiva ≥350 kW all’articolo 5:• un trattamento chimico di condizionamento per impianti di potenza nominale

del focolare complessiva ≤100 kW;• un trattamento di addolcimento per impianti di potenza nominale del focolare

complessiva compresa tra 100 e 350 kW.Tali indicazioni valgono:• in assenza di produzione di ACS e in presenza di acqua di alimentazione

dell’impianto con durezza temporanea ≥25 °f;• in caso di produzione di ACS in presenza di acqua di alimentazione

dell’impianto con durezza temporanea >15 °f.Per quanto riguarda i predetti trattamenti si fa riferimento alla norma tecnica UNI 8065.

V. Limiti più severi per gli edifici pubblici (comma 15)

In tutti i casi di nuova costruzione o ristrutturazione di edifici pubblici o a uso pub-blico devono essere rispettate le seguenti ulteriori disposizioni:• i valori limite gia riportati alla lettera A e C sono ridotti del 10%• il valore limite del rendimento globale medio stagionale e calcolato con la

seguente formula: (ηg)≥(75+4 log Pn)%

• i predetti edifici devono essere dotati di impianti centralizzati per la climatizzazione invernale ed estiva, qualora quest’ultima fosse prevista.

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Tabelle

1. Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale

I valori limite riportati nelle tabelle sono espressi in funzione della zona climatica, e del rapporto di forma dell’edificio S/V, dove:• S è la superficie (m2) che delimita verso l’esterno (ovvero verso ambienti non

dotati di impianto di riscaldamento) il volume riscaldato V;• V è il volume lordo (m3) delle pareti di edificio riscaldate, definito dalle superfici

che lo delimitano.Per valori di S/V compresi nell’intervallo 0,2 e 0,9 ed analogamente, per gradi gior-no (GG) intermedi ai limiti delle zone climatiche riportati in tabella, si procede me-diante interpolazione lineare.

2. Trasmittanza termica

rapporto di forma dell’ edificio/aspect ratio of building

zona climatica/climatic zone A B

<600 GG 601 GG 900 GG ≤0,2 7,7 7,7 11,5 ≥0,9 32,4 32,4 43,2

Tabella A: EPi limite/EPilimit (kWh/m2 anno)

Tabella B: Trasmittanza termica per le strutture componenti l’involucro edilizio (Ulimite

in W/m2 K ) in vigore dal 1 gennaio 2010, ad esclusione dei vetri (in vigore dal 1 gennaio 2011)/Thermal transmittance of components for the building envelope (U limit W/m2K), in force since January 1, 2010, with the exception of the glass (in force since January 1, 2011)

zona climatica/

climate zone

strutture opache verticali/opaque

vertical structures

strutture opache orizzontali o

inclinate/ horizontal or inclined

opaque structures

openchiusure apribili ed assimilabili/

closures and similar

vetri/glass

covers; coperture

floors; pavimenti

A 0,54 0,32 0,60 3,7 3,7 B 0,41 0,32 0,46 2,4 2,7

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La legislazione energetica vigente in Egitto

I requisiti per l’involucro esterno consideriamo il caso di non condizionati da co-struzione (ventilazione naturale), edifici residenziali con aria condizionata e por-zioni residenziali di edifici ad uso misto. La conformità sono diversi a seconda del clima. Vengono analizzate le condizioni del Cairo e di Alessandria.L’involucro edilizio analisi è suddivisa in zone opache e fenestrazione o ombreg-giatura esterno. L’area opaca includono il muro esterno, il soffitto del tetto e il pa-vimento esposto all’aria esterna. Il minimo valore R viene calcolato aggiungere i materiali isolanti, le cavità e l’involucro isolante. Il framing, i muri a secco, rivesti-menti strutturali e materiali rivestimento esterno non sono considerati come un contributo per le prestazioni termiche. La protezione della luce diretta del sole potrebbe essere fatto applicare la finestra-muro rapporto o ombreggiatura ester-no alla busta. La fenestrazione necessità di applicare il coefficiente di guadagno di calore solare (SHGH) o il rapporto vetrate Shading (SGR), con requisiti speciali per lucernari, soggiorno e cucina. I requisiti per SHGC fenestrazione possono essere snellite o eliminato con l’uso di dispositivi di ombreggiatura esterno. Il codice com-porta il rispetto anche per il trade-off limits e obbligatorie.La tabella che seguono descrivono le prescrittivo per gli edifici senza aria condi-zionata al Cairo.

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Table 3.1Building Envelope Unconditioned Buildings in CairoPart A: Requirements CDD 25 = 297 HDD18.3 = 364

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15Required Min R values of Insulation for external walls and roofs (m2°C/W)Min R-value R-value of assembly only (a) (b)

of assembly 0,4 0,6 0,8 ≤10% 10-<20% 20-<30% ³30% ≤10% 10-<20% 20-<30% ³30%& Insulation Min. R-value of Insulation

Roof 0,70 2,70 2,30 2,10 1,900,38 0,55 0,15 NR NR

N 0,50 0,59 0,19 NR NR0,70 0,67 0,27 NR NR0,38 0,74 0,34 0,14 NR0,50 0,85 0,45 0,25 NR0,70 1,03 0,63 0,43 0,23

Walls 0,38 0,92 0,52 0,32 0,12E/W 0,50 1,08 0,68 0,48 0,28

0,70 1,35 0,95 0,75 0,550,38 0,82 0,42 0,22 NR0,50 0,95 0,55 0,35 0,150,70 1,17 0,77 0,57 0,370,38 0,67 0,27 0,07 NR

S 0,50 0,75 0,35 0,15 NR0,70 0,89 0,49 0,29 NR

R values for Building materials are indicared in Appendix (B) Fanstration Requirements: Compliance is achieved (a) R Values for typical Roof construction are equivalent to: if one of the following are met for all applicable R value 0.3 equivalent to 12 cm Concrete, 6cm of sand, 2 cm of mortar, 2 cm of tiles orientation:R value 0.4 equivalent to 12 cm Concrete, 8 cm of slope concrete, 6cm of sand, (a) Maximnm SHGC ( In columns 8-11 ), or

2 cm of mortar, 2 cm of tiles (b) Minimum SGR (in columns 12-15), orR value 0.6 equivalent to 20 cm Hollow Blocks 8 cm of slope concrete, 6cm of sand, (c) An adjusted SHGC reduced by applying the SGR factor

2 cm of mortar, 2 cm of tiles as indicaed in part (B) to the SHGC of the glassing to R value 0.8 equivalent to 30 cm Hollow Blocks 8 cm of slope concrete, 6cm of sand, achieve an SHGC less than the required maximum

2 cm of mortar, 2 cm of tiles Windows with shutters have no requirement(b) R Values for typical Wall construction are equivalent to: for either SHGC or SGR.R value 0.4 equivalent to 12 cm clay brick 2cm of Plaster on both sides * if WWR exceeds 30% SGR must be not less than 0.9R value 0.6 equivalent to 25 cm clay brick 2cm of Plaster on both sides * for exposed glass windows should meet the min SHGFR value 0.8 equivalent to 38 cm clay brick 2cm of Plaster on both sides * shaded windows should meet the min SGR in 21 Sept. (c) R value for typical insulation material without Rsi & Rso are equivalent to: If not, the glazing shall meet the SHGC requirement.R value 0.59 = 2 cm thermal insulation with k = 0.032 W/m.°C These SHGC values are calculated including windowR value 1.18 = 3 cm thermal insulation with k = 0.032 W/m.°C framesR value 1.75 = 6 cm thermal insulation with k = 0.032 W/m.°C 0,27 = reflective single glazing CLR 20%R value 2.35 = 8 cm thermal insulation with k = 0.032 W/m.°C 0,75 = Clear single glazingif insulation is placed to the inside the wall the R value is reduced by 30% SGR = percentage of glazing surface shaded fromR value of 100 mm non vented Cavities in the wall is considered 0.16 m2.oC/W 9 am to 5 pm on 21 September. Out door surface Thermal risistance = 0.04 m2°C/WIn door surface Thermal risistance = 0.123 m2°C/W

SHGC SGR

90%

0,71 0,64 0,55 90%0,5 90%

0,35

NE/NW0,65 0,5

90%0,27

0,35 90%0,27

SE/SW0,5 0,4

0,5 0,4 90%

NR

0,45 90%0,35 60% 90%

Orientation

NR NR 0,71

WWR

External Surface

Absorptivity (α)

60%0,67 70%

Max SHGC Values for Fenestration

Min. SGR Values For Shading Devicesor

70%

80%

80%

80%

60%

60%

70%

NR

96

BIBLIOGRAFIA#

97

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87.4

84 .3

11 4

80.3

77. 3

83. 8

77.0

67.8

84. 4

91.8

78 .7

92. 7

76. 5

52.7

74. 8

54.9

61.3

97.4

83 .3

78.0

70. 4

53 .2

56.4

56 .5

52 .3

47.7

40 .6

36.7

42. 0

42.6

61 .1

45.0

64 .9

57 .5

74 .0

76 .7

87 .2

84. 0

99 .4

78 .7

91.8

76.2

62 .5

73 .2

TA 563 3

TA 626 1

TA 5 623

100

50

100

VILL A

S. GI OR GI O

LI BR IN O

Ca va

Di

Sa bb ia

PRO V

INC IA LE

N.5 4

STRA

DA

Catania, quartiere di Librino _ Ortofoto 1:5000Catania, quartiere di Librino _ Ortofoto 1:5000Catania, quartiere di Librino _ Ortofoto 1:5000Catania, quartiere di Librino _ Ortofoto 1:5000

EQUIN

OZIO

PRIM

AVERIL

E −

AUTUNNALE

SOLSTIZ

IO INVERNALE

h 9:00 h 13:00 h 15:00

NW

W

SW

S

SE

E

NE

N

Greco

Maestrale

Libeccio

Scirocco

Ponen

te

Mezzogiorno

Lev

ante

TramontanaTramontana

Lev

ante

Mezzogiorno

Ponen

te

Scirocco

Libeccio

Maestrale

GrecoN

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Tramontana

Lev

ante

Mezzogiorno

Ponen

te

Scirocco

Libeccio

Maestrale

GrecoN

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Tramontana

Lev

ante

Mezzogiorno

Ponen

te

Scirocco

Libeccio

Maestrale

GrecoN

NE

E

SE

S

SW

W

NW

MAX

MAX

MAXMAX

AVG

AVG

AVG

AVG

MIN

MIN

MINMIN

0%0%0%0%AV

GAV

GAV

GAV

G100%

100%

100%

100%

MIN

MIN

MIN

MIN

AVG

AVG

AVG

AVG

MAX

MAX

MAXMAX

HOUR

S

HOUR

S

HOUR

S

HOUR

S

TEMP

TEMP

TEMP

TEMP

RHRHRHRH

10%

10%

10%

10%

0%0%0%0%

25252525

20202020

15151515

10101010

5555

0000

Tramontana

Lev

ante

Mezzogiorno

Ponen

te

Scirocco

Libeccio

Maestrale

GrecoN

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Venti prevalenti

Venti secondari

A

A

0 10 30 50 100 M

N

ANALISI SOLAREANALISI SOLAREANALISI SOLAREANALISI SOLARE

analisi dei venti prevalentianalisi dei venti prevalentianalisi dei venti prevalentianalisi dei venti prevalenti

INQUADRAMENTOBIOCLIMATICO

T 1_UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI CATANIA _ FACOLTA’ DI ARCHITETTURA con sede a Siracusa__TESI DI LAUREA: Catch the wind_Get the Freshness _ Miglioramento prestazionale dell’edilizia residenziale esistente con tecnologie di raffrescamento passive nell’area mediterranea _ Catania, Librino. riqualificazione di un comparto residenziale_

_RELATRICE: prof. Arch. Francesca Castagneto _ CORRELATORE: prof. Ing. Francesco Nocera__STUDENTE: Alfio Antonio Greco_

SOLSTIZ

IO E

STIV

O

S

EW

NS NSNS

S

W

S

W

S

W

S NSN

S S

W

S

W

S NSN

S S

W

W

W

E E

EEE

E E E

S

S

N

N

analisi della scia e delle turbolenze, Sez. AA’analisi della scia e delle turbolenze, Sez. AA’analisi della scia e delle turbolenze, Sez. AA’analisi della scia e delle turbolenze, Sez. AA’

14,1

21,3

30,0

33,0

25,2

172,7

32,6

25,2

30,1

32,8

24,9

4,2

4,1

4,2

4,2

4,0

4,2

Letto

Letto

Bag

no

Bag

no

Lav.

Sog

gior

no

Studio

Cuc

ina

Letto

Sog

gior

no

Bag

no

Lav.

Cuc

ina

Letto

Bag

no

Lav.

Sog

gior

no

Cuc

ina

Bag

no

Lav.

Letto

Sog

gior

no

Cuc

ina

A

A

A

A

B

B

B

B

SEZIONE PROSPETTICA

PIANTA_1:500

PROSPETTO_1:500SEZIONE AA_1:200

SEZIONE BB_1:200PIANTA TIPO_1:200PIANTA PIANO TERRA_1:200

2

N

0 1 3 5 10

N N

15 20

0 1 3 5 10

_UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI CATANIA _ FACOLTA' DI ARCHITETTURA con sede a Siracusa__TESI DI LAUREA: Catch the wind_Get the freshness _ Miglioramento prestazionale dell'edilizia residenziale con tecnologie di raffrescamento passive nell'area mediterranea _ Catania, Librino. riqualificazione di un comparto residenziale__RELATRICE: prof. Arch. Francesca Castagneto _ CORRELATORE: prof. Ing. Francesco Nocera__STUDENTE: Alfio Antonio Greco_

TRILIEVO

Letto

Letto

Bagno

Bagno

Lav. Soggiorno

Studio

Cucina

Letto

Soggiorno

Bagno

Lav.

Cucina

Letto

Bagno

Lav.

Soggiorno

Cucina

Bagno

Lav.

Letto

Soggiorno

Cucina

A

A

R P

11,9

2,6

4,3

configurazione invernale

configurazione estiva

torri dell’acqua torri del sole

PROSPETTO P, particolare_1:100PROSPETTO R, particolare_1:100 SEZIONE AA_1:100

3TPROGETTO

PIANTA PIANO TERZO_1:100

0 1 3 5 m

0 1 3 5 m

N

_UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI CATANIA _ FACOLTA’ DI ARCHITETTURA con sede a Siracusa__TESI DI LAUREA: Catch the wind_Get the freshness _ Miglioramento prestazionale dell’edilizia residenziale esistente con tecnologie di raffrescamento passive nell’area mediterranea _ Catania, Librino. riqualificazione di un comparto residenziale_


PROSPETTO

SEZIONE

CHIUSURASTRUTTURA

305 245

60

305 245

60

305 245

60

105

95 130

50

80 110

22

88

110

22

88

1.000

978

22

135

55

80

86

260

190

70

1.000

22

500

478

22

330

308

22

630

720

235

720

500

450

350

255

620

500

3.000

70

450

230

245

100

340

100

100

200

500

500

230

100

250

Elemento dritto 1000 mmDiametro 500 mmMateriale : acciaio inox ,spessore 0,5 mmcasa produttrice Acom srl,Paderno DugnanoMilanocodice 82500

tubo alluminio naturale economico

Diametro 70 mm, Lunghezza di fornitura(m

): compresso 0,85; esteso

3 Materiale : lega di alluminio 8011

tipo: flessibile ed estensibile, rullato alle estremità

casa produttrice Acom srl,Paderno Dugnano Milano

codice 82500

TramoggiaDiametro 450 mm, AxB 630 mm, C 305 mmMateriale : acciaio inox, spessore 0,5 mmcasa produttrice Acom srl,Paderno DugnanoMilanocodice BTR450

Maggiorazione / AumentoDiametro innesto maschio 450 mm, Diametro innesto femmina 500mMateriale : acciaio inox, spessore 0,5 mmcasa produttrice Acom srl,Paderno Dugnano Milanocodice 8M500


TramoggiaDiametro 230 mm, AxB 720 mm, C 305 mm

Materiale : acciaio inox, spessore 0,5 mmcasa produttrice Acom srl,Paderno Dugnano Milano

codice BTR230


Tramoggia

Diametro 100 mm, AxB 720 mm, C 305 mm

Materiale : acciaio inox, spessore 0,5 mm

elemento progettato su misura, sostituendoall' attacco circolare femmina del

codice BTR100 dellacasa produttrice Acom srl,(Paderno Dugnano Milano) un

attacco circolare maschio

Elemento di giunzione M/MDiametro 500 mm,Materiale : acciaio inox, spessore 0,5 mmelemento progettato su misuracasa produttrice Acom srl,Paderno DugnanoMilano

Piastra con scarico condensaDiametro 500 mm,Materiale : acciaio inox, spessore 0,5 mmcasa produttrice Acom srl,Paderno DugnanoMilanocodice 88500

Piastra con scarico condensaDiametro 250 mm,Materiale : acciaio inox, spessore 0,5 mmcasa produttrice Acom srl,Paderno DugnanoMilanocodice 88250


Elemento di giunzione M/MDiametro 230 mm,Materiale : acciaio inox, spessore 0,5 mmcasa produttrice Acom srl,Paderno DugnanoMilanocodice 8N230

Fascetta di centraggioDiametro 100 mm, B : 320 mmMateriale : acciaio inox, spessore 0,5 mmcasa produttrice Acom srl,Paderno DugnanoMilanocodice 8N100C

Camino biconico, terminale a cielo apertoDiametro 100 mm, aggancio maschioMateriale : acciaio inox, spessore 0,5 mmcasa produttrice Fratellidichiara srl,Bergamo

Tappo MaschioDiametro 230 mm,Materiale : acciaio inox, spessore 0,5 mmelemento progettato su misuracasa produttrice Acom srl,Paderno DugnanoMilano

4TAbaco

_UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI CATANIA _ FACOLTA’ DI ARCHITETTURA con sede a Siracusa__TESI DI LAUREA: Catch the wind_Get the freshness _ Miglioramento prestazionale dell’edilizia residenziale con tecnologie di raffrescamento passive nell’area mediterranea _ Catania, Librino. riqualificazione di un comparto residenziale_

_RELATRICE: prof. Arch. Francesca Castagneto _ CORRELATORE: prof. Ing. Francesco Nocera __STUDENTE: Alfio Antonio Greco_

72,6

8,3

9,2

10,0

9,2

8,3

10,9

9,5

10,0

9,6

10,8

12,0

20,0

8,0

8,3

10,0

8,3

8,0

0,2

18,0

72,0

72,0

30,5

20,6

23,5

6,8

23,5 5,5 10,0 5,5 23,5

68,0

Direzione d

el

flu

sso

Ascendente

Discendente

aria insatura proveniente dall’esternosoggetta a processo diraffrescamento dell’abitazione

aria insatura a temperatura ambientesoggetta a processo di saturazione edabbassamento di temperatura

aria satura raffrescata (tr<ta)soggetta a processo di estrazione pereffetto del camino solare

aria ferma

a a

b b

c c

d d

e e

acqua raffrescataverso la torre evaporativa

sottostante

DN 20

A−A

B−B

C−C

D−D

E−E

NEBULIZZATORE

LEGENDA

56

1.063

39

14

75

111

1.301

62

17 25 17

effetto camino solare

effetto tubo di venturi

5_UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI CATANIA _ FACOLTA’ DI ARCHITETTURA con sede a Siracusa__TESI DI LAUREA: Catch the wind_Get the freshness _ Miglioramento prestazionale dell’edilizia residenziale esistente con tecnologie di raffrescamento passive nell’area mediterranea _ Catania, Librino. riqualificazione di un comparto residenziale_


TPROGETTO

0 5 10 20 50 cm

PROSPETTO−SEZIONE_1:5

PROSPETTO LATERALE_1:20 PROSPETTO FRONTALE_1:20

0 10 30 50 100 cm

LA TORRE DELL’ACQUA

tesi laurea unita e tavole

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