UNIVERSITA DEGLI STUDI DI CAGLIARI FACOLTÁ DI ARCHITETTURA INTEGRAZIONE DELLE FONTI RINNOVABILI NEGLI EDIFICI

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI CAGLIARI FACOLTÁ DI ARCHITETTURA Lezioni del Laboratorio integrato di progettazione tecnologica Modulo Tecnologie innovative per l Architettura INTEGRAZIONE DELLE FONTI RINNOVABILI NEGLI EDIFICI Docente: Ing. GIUSEPPE DESOGUS

2 INTEGRAZIONE DEGLI IMPIANTI ALIMENTATI DA FONTI RINNOVABILI PRINCIPALI FONTI RINNOVABILI Energia solare: collettori termici e fotovoltaici Energia eolica: micro e mini eolico Biomassa Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 2

3 INTEGRAZIONE DEGLI IMPIANTI ALIMENTATI DA FONTI RINNOVABILI ENERGIA SOLARE Requisiti (PV e ST) 1. Miglior esposizione possibile delle superfici captanti in termini di azimut e altezza (azimut in genere sud, altezza 30 per PV, 45 per ST) 2. Superficie adeguata al dimensionamento della potenza elettrica o termica richiesta 3. Assenza di ombreggiature sui collettori 4. Ventilazione (solo nel caso del PV) 5. Corretta integrazione architettonica con l organismo edilizio 6. Possibilità di cablaggio o collegamento tubature ai collettori 7. Accessibilità per manutenzione 8. Vani per ospitare componenti impiantistiche accessorie (inverter accumulo acqua calda) Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 3

4 INTEGRAZIONE DEGLI IMPIANTI ALIMENTATI DA FONTI RINNOVABILI ENERGIA SOLARE Componenti accessori Alloggiamento dei serbatoi di accumulo per il ST I componenti di un impianto PV connesso alla rete non occupano in genere grandi volumi Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 4

5 IL CONCETTO DI INTEGRAZIONE Il concetto di integrazione L integrazione del fotovoltaico negli edifici parte dal presupposto che l impianto non sia solo un sistema che produce energia, ma anche un componente dell organismo edilizio che svolge altre funzioni. L impianto può definirsi integrato quando una sua rimozione compromette la funzionalità dell involucro e la stessa concezione architettonica dell edificio viene meno. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 5

6 IL CONCETTO DI INTEGRAZIONE I requisiti del BIPV Massima produzione elettrica (orientamento, inclinazione e ombreggiamento) Sicurezza elettrica Tenuta agli agenti atmosferici Protezione strati sottostanti Sicurezza meccanica Sicurezza al fuoco Manutenibilità e durabilità. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 6

7 IL CONCETTO DI INTEGRAZIONE Integrazione architettonica Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 7

8 IL CONCETTO DI INTEGRAZIONE Esiste in commercio una vasta gamma di collettori fotovoltaici che si differenziano per dimensioni e tipo di tecnologia utilizzata. I pannelli sono venduti prefabbricati e vengono installati in opera. L impianto viene poi completato con i cablaggi e le apparecchiature elettriche necessarie. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 8

9 IL CONCETTO DI INTEGRAZIONE Le celle possono essere inserite all interno di un doppio strato di vetro, realizzando così un pannello semitrasparente che consente un buon illuminamento degli ambienti sottostanti. È possibile realizzare anche celle colorate secondo diverse tonalità, che consentono un integrazione più armonica nell edificio. Tuttavia il rendimento di una cella colorata è inferiore del 2%. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 9

10 IL CONCETTO DI INTEGRAZIONE L integrazione del fotovoltaico: materiali e tecnologie Film sottile su substrato morbido Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 10

11 Tegole fotovoltaiche Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 11

12 Immagine e dettaglio costruttivo di un impianto fotovoltaico indipendente inserito in una copertura piana (Amesfoort 1MW Project Olanda). Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 12

13 Immagine e dettaglio costruttivo di un impianto fotovoltaico inserito in una copertura a shed (Neuban Fraunhofer ISE Monaco - Germania). Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 13

14 Immagine di un impianto fotovoltaico inserito in una copertura a shed (Neuban Fraunhofer ISE Monaco - Germania). Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 14

15 Impianto fotovoltaico integrato in una copertura a falde (Amesfoort 1MW Project Olanda). Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 15

16 Dettaglio costruttivo di una copertura inclinata con una finitura di moduli PV. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 16

17 Manchester College of Art & Technology Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 17

18 Co-operative Insurance-Tower - Manchester Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 18

19 Facciata ventilata con pannelli ad aggancio per gravità Schema generale Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 19

20 Facciata ventilata con pannelli ad aggancio per gravità Sezione orizzontale Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 20

21 Nelle immagini: Tsukuba OSL Lab Giappone. L integrazione in facciata permette di ottenere notevoli effetti estetici, ma presenta lo svantaggio di una non ottimale inclinazione, almeno nelle nostre latitudini. Nei Paesi nordici questo tipo di installazione è notevolmente più diffusa. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 21

22 Dettagli costruttivi della facciata dei Tsukuba OSL Lab Giappone. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 22

23 Xicui Entertainment Complex Cina. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 23

24 Xicui Entertainment Complex Cina. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 24

25 Xicui Entertainment Complex Cina. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 25

26 Ventilated PV façade: CEU Cardenal Herrera - SML HOUSE. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 26

27 Progetto di intervento al Darmstadtium, Darmstadt Germania. 27 Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 27

28 Dettaglio costruttivo facciata ventilata fotovoltaica. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 28

29 Applicazione in curtain wall. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 29

30 Applicazione in curtain wall. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 30

31 Applicazione in curtain wall. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 31

32 Applicazione in curtain wall. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 32

33 Applicazione in curtain wall. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 33

34 I pannelli semitrasparenti trovano valida applicazione nella schermature degli atri. In questo modo si evitano fenomeni di surriscaldamento negli spazi interni. (Laboratori ECN, Petten Olanda) Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 34

35 Dettaglio costruttivo dell elemento di fissaggio dei moduli semitrasparenti. Atrio del Jubilee Campus di Nottingham - Inghilterra Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 35

36 Berlino Stazione Centrale Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 36

37 Berlino Stazione Centrale Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 37

38 Meyer Hospital, Florence, Italy 38 Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 38

39 Umbau Pressegebäude des Zoller-Alb-Kurier,Albstadt, 2003 Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 39

40 Umbau Pressegebäude des Zoller-Alb-Kurier,Albstadt, 2003 Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 40

41 Schermature solari: schema tipo Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 41

42 Edificio per uffici a Neusterlitz Germania Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 42

43 Galleria al Naviglio - Faenza Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 43

44 L INTEGRAZIONE DEL SOLARE TERMICO L integrazione del solare termico Inserimento in copertura Inserimento in facciata Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 44

45 L INTEGRAZIONE DEL SOLARE TERMICO L integrazione del solare termico Pannelli con tubi sottovuoto orientabili: non è importante l inclinazione del pannello ma quella delle alette captanti interne ai tubi Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 45

46 L INTEGRAZIONE DEL SOLARE TERMICO L integrazione del solare termico Questo permette una maggior flessibilità di installazione: inclinata, orizzontale in copertura o verticale in facciata Ing. GIUSEPPE DESOGUS - LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTAZIONE TECNOLOGICA INTEGRAZIONE RINNOVABILI 46