Costruire sostenibile è possibile. Gabriele Masera Politecnico di Milano Dipartimento B.E.S.T.

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Veronica Bono
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1 Costruire sostenibile è possibile Gabriele Masera Politecnico di Milano Dipartimento B.E.S.T.

2 Edifici a energia (quasi) zero Si può fare? Progetto e processo - il protocollo racem

3 Come cambiano gli edifici in prospettiva 2020/30?

4 Oltre Kyoto: l obiettivo dell Unione Europea nel 2020.

5 Direttiva 2010/31/UE Edifici a energia quasi zero : dal 31 dicembre 2018 per gli edifici pubblici; dal 31 dicembre 2020 per tutti i nuovi edifici. Definizione (art. 2): Edificio ad altissima prestazione energetica. Il fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo [...] coperto in misura molto significativa da energia da fonti rinnovabili, compresa l energia da fonti rinnovabili prodotta in loco o nelle vicinanze. Kingspan Lighthouse, prototipo zero carbon, BRE, UK.

Il fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo [.

6 Riconciliare il fabbisogno energetico con l energia disponibile in sito Ridurre prima di produrre

7 Fabric first Morfologia e involucro come prime misure per ridurre il fabbisogno Involucro = filtro Risposte diverse in contesti diversi Climi caldi = riduzione dello stress termico sull involucro Uso di zone buffer Spostamento budget verso involucro Campus Albengoa, Siviglia (E), Rogers Stirk Harbour + Partners con Vidal y Asociados arquitectos (Vaa), 2009.

termico sull involucro Uso di zone buffer Spostamento budget verso involucro Campus

8 Alternative tecniche tipiche per chiusure verticali in clima tedesco: leggera e a secco, in legno (a sinistra) e massiccia con super-cappotto (a destra).

9 Esempio: ZAC Taillées, Grenoble (F), Dubosc & Landowski. Elemento di tenuta all aria Elemento resistente (non portante) Isolamento termico Rivestimento esterno Elemento di tenuta all acqua

10 [Knauf] Parete non portante a struttura singola Parete non portante a struttura doppia

11 Assonometria di un sistema costruttivo tipico in legno.

13 [Marszal et al.] Opzioni per l energia rinnovabile Priorità

14 Esempi?

15 Esempio: Green Lighthouse, Copenhagen Edificio climate-neutral che reagisce alle sollecitazioni esterne. Università di Copenhagen Danish University and Property Agency Città di Copenhagen VELFAC VELUX Group [Velux]

16 Muri: U = 0,095 W/m²K Tetto: U = 0,085 W/m²K Finestre tetto: U = 1,0 W/m²K Consumo per riscaldamento < 30 kwh/m²a, prodotto da fonti rinnovabili [Velux]

17 Esempio: RuralZED Schiera a Upton Square, Northamptonshire, UK Primo progetto costruito che rispetta il livello 6 del Code for Sustainable Homes. Progetto di ZEDfactory Architects per la Metropolitan Housing Partnership, in associazione con Arup e Mansell.

19 Esempio: Haus der Zukunft fabi architekten, Regensburg 2009: solar active house.

20 Fabbisogno di energia termica: 25 kwh/m 2 a Collettori solari termici: 35 m 2 Pannelli fotovoltaici: 55 m 2

21 Esempio: the Lighthouse - prototipo CSH livello 6 Prototipo di casa monofamiliare con caratteristiche net zero carbon. Costruzione leggera con involucro molto isolato. Aperture vetrate relativamente ridotte, compensate da luce zenitale da nord. Uso di inerzia artificiale integrata nelle finiture. Ventilazione naturale e schermatura solare. Prestazioni scalabili a seconda del livello desiderato.

22 La forma deriva dall inclinazione di una grande falda rivolta a sud (40 sull orizzontale) con funzione di sfruttamento dell energia solare. La luce naturale entra principalmente da un lucernario rivolto a nord in copertura. Forma del tetto e lucernario integrano illuminazione e ventilazione naturale. La distribuzione riflette le strategie low-energy: le camere da letto stanno in basso, gli spazi giorni in alto (verso la luce). Il sistema costruttivo permette flessibilità nella disposizione dei solai.

23 L involucro è realizzato con un sistema in legno isolato con lana di roccia (possibilità di auto-costruzione). U opaco = 0,11 W/m²K (284 mm sp.), U trasparente = 0,7 W/m²K. Attenzione a tenuta all aria e riduzione dei ponti termici.

24 Gli impianti sono basati su un sistema scalabile e modulare. La ventilazione è controllata da un sistema meccanico con recupero del calore. L acqua calda è prodotta da pannelli solari e da una caldaia a biomassa (pellet).

25 Esempio: il progetto BIRD a Brescia 52 alloggi per anziani + centro comune a Brescia (quartiere Sanpolino). Progetto e coordinamento: Ettore Zambelli con un gruppo multidisciplinare del Politecnico di Milano e AIACE S.r.l.

26 Fronte sud e piante dei due piani.

27 Strategie invernali: conservazione del calore (isolamento termico); guadagno solare; presenza di serre e di elementi di accumulo termico; pavimento radiante (teleriscaldamento); ventilazione con recupero di calore.

28 Strategie estive: schermatura del fronte sud tramite aggetto; tetto ventilato; doppio affaccio per cross-ventilation; pavimento radiante (cooling) alimentato da acqua raffrescata con sonde geotermiche (in alcuni appartamenti).

29 L involucro è una costruzione a doppio guscio con isolamento continuo in intercapedine.

30 kwh/a ACS kwh/a pannelli solari termici produrranno circa il 90% del fabbisogno annuo di ACS kwh/a kwh/a fabbisogno calcolato di energia termica per riscaldamento ambienti: kwh/a 3 pompe calore, COP 4, potenza 113,4 kw: max resa kwh/a elettricità da FV: kwh/a 86 sonde geotermiche a spirale: potenza max 84,5 kw pannelli FV: 51 kw p

31 Certificati energetici degli edifici terminati (stecche residenziali A e B): Certificato CasaClima: fabbisogno annuale di energia termica per riscaldamento < 30 kwh/m²a; nessun materiale chimico usato per l isolamento termico. Certificato CENED, Regione Lombardia: fabbisogno di energia primaria per riscaldamento degli ambienti < 14 kwh/m²a.

32 Esempio: complesso residenziale a Selvino (BG) classe A < 29 kwh/m²anno Progetto architettonico e tecnologico: Ettore Zambelli - AIACE S.r.l.; progetto impiantistico: ING S.r.l.

33 Tecnologia costruttiva: involucro esterno Chiusure verticali Chiusure orizzontali

34 Pannelli autoportanti in legno-calcestruzzo: involucro omogeneo con assenza di ponti termici; elevato isolamento termico (U = 0,1 W/m²K); adeguata Inerzia termica; produzione in stabilimento con cicli controllati; velocità di messa in opera. Preparazione per la posa Stoccaggio in cantiere Assemblaggio

35 Vista da nord-est.

36 Strategia involucro-impianti

37 Non è solo tecnologia

38 Ottimizzazione ambientale del progetto

39 Approccio olistico Processo integrato di progettazione come risultato di un cambiamento di mentalità e di cultura progettuale.

42 GRUPPO DI LAVORO Il team del Politecnico di Milano 2 Prof. Ing. Marco Imperadori Marco Imperadori Ingegnere, PhD, Professore Associato presso il Ingegnere, PhD, Politecnico professore di associato Milano 4 Maggio 2010 Prof. Ing. Gabriele Masera Gabriele Masera Ingegnere, PhD, Professore Associato presso il Ingegnere, PhD, professore associato Politecnico di Milano Ing. Graziano Salvalai Graziano Salvalai Ingegnere, PhD, Ingegnere, titolare di assegno PhD, Assegnista di ricerca di Ricerca presso il Politecnico di Milano

43 Fase 1 Analisi dello stato dell arte delle pratiche costruttive a elevata efficienza energetica Fase 2 Analisi delle aziende aderenti al progetto Incontri formativi e di sensibilizzazione per le imprese Fase 3 Consolidamento della rete di imprese e stesura del protocollo RACEM

44 Disciplinare tecnico Il disciplinare tecnico è costituito da una serie di schede operative delle diverse lavorazioni relative a tre «categorie» principali: Edile (involucro edilizio) Impiantistica (impianti meccanici, elettrici, ecc.) Impatto ambientale (uso del suolo, recupero acqua piovana, ecc.) Le schede operative riportano: Categoria e nome della lavorazione Obiettivi Normativa specifica Procedura operativa Esempi pratici

45 Nome lavorazione Obiettivo della lavorazione Riferimenti normativi

46 Per ogni scheda è individuato un soggetto responsabile e un controllore della lavorazione.

47 Procedura operativa Esempi applicativi da aggiornare periodicamente con esempi «RACEM»

48 Raccolta casi studio Casi costruiti come esempi di architetture innovative caratterizzate da scelte architettonico-tecnologiche differenti, ma accomunate da caratteristiche di alta efficienza energetica.

49 Tipologia di intervento Nuova costruzione Ristrutturazione Tipologia costruttiva A torre Compatta In linea Tecnologia costruttiva Legno C.a. Acciaio Latero-cemento Tecnologia impiantistica Solare termico/fotovoltaico Recupero calore Geotermia ecc.

50 Descrizione delle opere dal punto di vista: Architettonico

51 Descrizione delle opere dal punto di vista: Tecnologico

52 Descrizione delle opere dal punto di vista: Impiantistico

53 Grazie per l attenzione gabriele.masera@polimi.it

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