NZEB E SALUTE. Bergamo, 25 giugno

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1 EDIFICI A ENERGIA QUAZI ZERO VERSO IL 2020 Il futuro delle costruzioni tra decreti NZEB, edifici di riferimento, certificazione ed efficienza energetica in area mediterranea NZEB E SALUTE Prof. Marco D Orazio Bergamo, 25 giugno Con il patrocinio di

2 DIRETTIVA SAVE DIRETTIVA NZEB DIRETTIVA EPBD DIRETTIVA EPBD RECAST DECRETO 192 DECRETO 311 DECRETO 59 NUOVO DECRETO 15 RISPARMIO CONTENIMENTO DEI CONSUMI EFFICIENZA ENERGETICA TENUTA ISOLAMENTO

3 Ma è questo l obiettivo?

4 Tramonto a Pechino

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7 L obiettivo è la salute non il risparmio

8 Le malattie croniche «non trasmissibili» costeranno al sistema sanitario mondiale nel corso dei prossimi 20 anni 30 mld (48% del PIL mondiale dell anno appena trascorso) Le malattie respiratorie rappresentano una quota rilevante (235 milioni di persone soffrono di asma, 64 milioni di persone soffrono di broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) (il 5% delle morti totali sono riconducibili a queste patologie), Milioni di persone soffrono le conseguenze di forme lievi di BPCO, riniti allergiche e altre patologie croniche I fattori di rischio sono noti: Fumo, Inquinamento indoor e outdoor, Allergeni, Esposizioni occupazionali

9 An «unsafe» Classi A3,A4 Riduzione dei Ricambi orari Sd Forte inibizione Dei flussi termoigrometrici

10 una provocazione

11 La ventilazione naturale con infissi a altissima tenuta è pressoché nulla Delta termico [ C] 20 C 10 C 5 C 20 C 10 C 5 C Velocità dell aria [m/s)] Classe Ricambi orari [1/h] A A A A Ricambi d aria ottenibili grazie alla permeabilità all aria degli infissi in relazione alla classe (A1..A4) dati il delta termico e la velocità media del vento per una stanza di ca. 50 m3 con una finestra pari a 1/8 della superficie del pavimento e con un delta di pressione pari a 4 Pa.

12 ORE SPESE FUORI DELL ABITAZIONE passiamo il 90% del nostro tempo in ambienti abitati Fasce deboli

13 BARRIERA 1 BARRIERA Sd elevati Tenuta per risparmio energetico 2 BARRIERA BARRIERA Ciò che si produce rimane all interno

14 Alcune evidenze sperimentali

15 EDIFICI EFFICIENTATI EDIFICI REALIZZATI SECONDO SCHEMI NZEB EDIFICI SPERIMENTALI CON LOGICHE NZEB

16 Un caso di studio Zona climatica E Utilizzo incentivi Isolamento copertura 16 cm Isolante fibroso Finestre classe A4 Isolamento a cappotto Interno 10 cm EPS

17 I PROBLEMI DI NATURA TERMICA Ondata di calore

18 Temperatura interna > T superfici Per tutta la fase di scarico

19 Fuori confort

20 I PROBLEMI DI NATURA IGROMETRICA E DI IAQ UNI (ver.2004)

21 Camera da letto Temperatura esterna No interventi

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23 accoppiamento disaccoppiamento calore calore vapore PASSATO Innalzamento temperature superficiali in estate Diminuzione temperature superficiali in inverno Maggiore accumulo igroscopico vapore FUTURO Accumulo igroscopico nei materiali del pacchetto interno

24 Innalzamento dei valori di picco delle UR% ambientali

25 E un problema

26 La pericolosità Classe A: funghi e loro prodotti metabolici che hanno la caratteristica di essere altamente patogeni. Per la gravità dei loro effetti sulla salute dell uomo, non deve essere ammessa la loro presenza all interno degli ambienti; Classe B: Funghi e loro prodotti metabolici che diventano patogeni se l organismo umano viene sottoposto ad una loro esposizione per lungo tempo e che possono essere causa di reazioni allergiche; Classe C: Funghi che non sono pericolosi per la salute dell uomo, ma che possono comunque causare danni alle superfici.

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29 NON E IL FATTORE PREPONDERANTE SONO I FATTORI PRINCIPALI

30 Le condizioni limite Isopleth LIM II Materiali biologicamente avversi alla crescita LIM I Materiali che permettono la crescita LIM 0 Condizioni Limite per la germinazione delle spore Mezzo di coltura ottimale Cresce se > di.. Sulla superficie

31 Moisture Level High (aw> 0.9; ERH% > 90%) Category of microoorganism Tertiary colonizers (hydrophilic) Actinobacteria (or Actinomycetes) Alternaria alternata; Aspergillus fumigatus; epicoccum spp.; exophiala spp. fusarium moniliforme; mucr plumbeus; phoma erbarum; phialophora spp.; rhizopus spp.; stachybotrys chartarum (s.atra); trhchoderma spp.; ulocladium consortiale; sporobolomyces spp. Intermediate (aw ; ERH% 80-90%) Secondary colonizers Aspergillus flavus; aspergillus versicolor; cladosporium cladosporioides; cladosporium sphaerospermum; mucor circinelloides; rhizopus orzyae Low (aw< 0.8; ERH% < 80%) Primary (xerophilic) colonizers Alternaria citri; apsergillus (eurotium) amstelodami; aspergillus candidus; aspegillus (eurotium) glaucus; aspergillus niger; aspergillus penicilloides; aspergillus (eurotium) repens; aspergillus restrictus; aspergillus versicolor; paenicillium variatii; paenicillium aurantiogriseum; paenicillium brevicompactum; paenicillium chrysogenum; paenicillium commune; paenicillium expansum; paenicillium greseofulvum; wallemia sebi.

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33 Somma di Muffe Etichette di colonna Etichette di riga 18 18,5 18,8 19,1 19, , , ,4 22,6 22,7 22,9 23,3 23,4 23,6 23,8 24,1 25,3 25,4 25,5 25,7 26,5 26,7 Totale complessivo B C D E Totale complessivo Gli strumenti di calcolo semplici (es. T.sup. UNI EN 13788) non sono in grado di comprendere tali problematiche

34 Altre evidenze sperimentali

35 Velocità di crescita Scelta di 3 ceppi (colonizzatori primari) Aspergillus versicolor (più frequente nelle abitazioni) Penicillium chrysogenum Stachybotrys chartarum. Scelta di diverse tipologie di rasanti e finiture (3 rasanti per cappotto, 2 finiture per interno, 2 pitture) Attivazione delle muffe con bagno colturale Inoculazione su capsule petri 15 dd in camera climatica con UR >90% e T=23 C Analisi della % coperta con microscopio a fluorescenza Analisi del rapporto tra superficie coperta e sostanze organiche

36 I risultati A,B rasanti per cappotto C,D,E Finiture da interno F,G Pitture

37 I risultati Cod. Mould index Aspergillus versicolor Penicillium chrysogenum Stachybotrys chartarum % di superficie coperta Aspergillus versicolor Penicillium chrysogenum Stachybotrys chartarum A % 9.2% 1.1% B % 12.4% 17.9% C % 6.1% 12.1% D % 9.4% 23.4% E % 1.5% 5.9% F % 66.1% 69.3% G % 0.0% 0.8% In soli 15 giorni A,B rasanti per cappotto C,D,E Finiture da interno F,G Pitture

38 Maggiore contenuto di sostanze organiche La compresenza di acqua e sostanze organiche nei materiali di finitura eleva il rischio

39 .ma nelle abitazioni non si produce solo vapore

40 Analisi di 240 edifici pre e post innalzamento livelli di isolamento Toluene, Xylene Benzene Limiti a breve termine (1h)

41 In parte legata Ai materiali inseriti, In parte legata alla maggiore tenuta I valori limite della esposizione giornaliera (per inalazione) a benzene, toluene, m/p-xylene e o-xylene sono: BENZENE 0.1 μg/kg/giorno TOLUENE 1.2 μg/kg/giorno m/p XYLENE 0.4 μg/kg/giorno O-XYLENE 0.3 μg/kg/giorno

42 Considerando la prestazione energetica quale obiettivo, si rischia di dare luogo ad ambienti che aumentano i fattori di rischi della salute È possibile compensare con sistemi impiantistici (es. VMC) ma vanno valutati il costo energetico e le necessità manutentive in relazione alle fasce di popolazione interessate E possibile più semplicemente ricordare i nostri modi costruttivi e la capacità di buffering (tampone) che questi hanno sempre manifestato

43 ESTERNO INTERNO calore vapore Innalzamento temperature superficiali in estate Diminuzione temperature superficiali in inverno Maggiore accumulo igroscopico EMPD Accumulo igroscopico nei materiali del pacchetto interno

44 L effetto

45 La valutazione sperimentale valutazione del comportamento igroscopico di tipo dinamico di 4 materiali porosi superadsorbenti MATERIALE SUPERASSORBENTE GESSO CELLULOSA PERLITE

46 Le modalità di prova Fase di stabilizzazione in camera climatica: Temperatura T = 23 C Umidità Relativa RH = 50 % Fase di esposizione ciclica: Temperatura T = 23 C Livelli alti di RH per 8h RH = 75 % Livelli bassi di RH per 16h RH = 33 % Misurazioni periodiche delle variazioni di peso dei provini (bilancia analitica): necessarie per ricavare il Moisture Buffering Value Per Moisture Buffering Value (MBV) accumulo/rilascio di umidità che si ha quando il materiale è soggetto a significative oscillazioni di umidità relativa tra il 75% RH durante 8 ore e il 33% RH durante le restanti 16 ore. Il valore MBV è normalizzato rispetto alla superficie esposta [m²] e alla variazione di umidità relativa [ΔRH%].

47 CARATTERIZZAZIONE DINAMICA IN CAMERA CLIMATICA PRIMI RISULTATI: 1. Moisture Buffering Value (MBV) Moisture Buffer Value (MBV) dei materiali adsorbenti sperimentati 10,000 MBV 9,000 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0,000 poliacrilato perlite cellulosa gesso dummy Materiali Il Mat. Superassorbente e la cellulosa risultano i migliori materiali dal punto di vista di adsorbimento di RH ad un'esposizione ciclica. Materiale superassorbente: MBV più elevato = ~9 g/[m²*%rh] Cellulosa: MBV elevato = ~3 g/[m²*%rh] Gesso: MBV buono = ~1 g/[m²*%rh] Perlite: MBV trascurabile = 0,085 g/[m²*%rh]

48 Un problema: l isteresi Confronto del valore medio di quantità d'acqua accumulata/rilasciata progressivam ente dai m ateriali Quantità media di acqua accumulata/rilasciata progressiva [g] 2,500 2,000 1,500 1,000 0,500 0,000-0,500-1,000 poliacrilato perlite cellulosa gesso dummy Materiali Mat. superassorb. Cellulosa, Gesso, Perlite,Dummy acqua accumulata = ~2 g acqua accumulata = ~0 g ISTERESI NO ISTERESI

49 ventilation A SAFE Low assorbance No perfectly thigtly Mass storage and moisture buffering

50 ventilation A SAFE grazie