SOLUZIONI PER LA REALIZZAZIONE DI INVOLUCRI PERFORMANTI E SICURI IN CASO DI INCENDIO Milano 6 dicembre 2011

Transcript

1 SOLUZIONI PER LA REALIZZAZIONE DI INVOLUCRI PERFORMANTI E SICURI IN CASO DI INCENDIO Milano 6 dicembre 2011 Prestazioni termiche dell'involucro Ing. Anna Luzzi

2 ENERGIA E RISORSE 1. L Europa è responsabile del 15% del consumo mondiale di energia. 2. L Europa dipende per il 50-70% del suo fabbisogno energetico da importazioni 33% Energia utilizzata dal settore trasporti 26% Energia utilizzata dal settore industria 41% Energia utilizzata dagli edifici Negli edifici i 2/3 dell energia sono utilizzati per riscaldare e raffrescare 80% del consumo energetico è dovuto ai piccoli edifici < 1000 m 2

3 ENERGIA ED EDIFICI Consumo energetico globale per usi finali degli edifici: Il consumo medio per la climatizzazione di un abitazione in Italia si aggira attorno ai kwh/m 2 anno con una ripercussione di circa milioni di tonnellate di CO 2 all anno. [Fonte: EURIMA, European Insulation Manifacturers Association]

4 ENERGIA ED EDIFICI Il bilancio energetico dell edificio:

5 ENERGIA ED EDIFICI Il ruolo dell involucro: tetto ca % pareti ca % serramenti ca % cantina ca % L involucro edilizio rappresenta la superficie di controllo che delimita il sistema termodinamico edificio, attraverso cui passano i flussi di energia e massa scambiati con l ambiente circostante.

6 ENERGIA ED EDIFICI Il ruolo dell involucro: La funzione principale, dal punto di vista termico, dell involucro edilizio è quella di ridurre gli scambi tra interno ed esterno. In inverno, quando deve evitare le perdite di calore. In estate quando deve ridurre il surriscaldamento dell aria ambiente. Nella progettazione è fondamentale stabilire quali siano gli scambi termici tra interno ed esterno. Tanto maggiore è l efficacia dell isolamento termico tanto più contenuti saranno gli scambi tra interno ed esterno!

7 ENERGIA ED EDIFICI Il ruolo dell involucro: Tecnologie di involucro PASSIVE: Controllano i flussi di energia che attraversano l involucro, limitando al minimo quelli indesiderati. Tecnologie di involucro ATTIVE: Supportano ed integrano l involucro passivo con elementi impiantistici di varia natura (di raccolta e trasformazione dell energia solare ecc.).

8 ENERGIA ED EDIFICI Il ruolo dell involucro: La corretta integrazione di tecnologie passive (isolamento, protezione solare, inerzia termica ) e attive (captazione solare, domotica, ecc.) permette l ottimizzazione delle prestazioni dell involucro, sia in termini energetici che in termini di comfort interno, ed offre la prospettiva di edifici energeticamente autosufficienti.

9 ENERGIA ED EDIFICI L attuale quadro normativo: 1. Direttiva 2002/91/CE: prima EPBD (Energy Performance of Building Directive) 2. Direttiva 2006/32/CE: Efficienza degli usi finali dell energia e dei servizi energetici 3. Decreto legislativo 192/ Decreto legislativo 311/ Decreto del Presidente della Repubblica 59/2009

10 ENERGIA ED EDIFICI Il quadro normativo del futuro: 1. Direttiva 2010/31/CE: Recast della prima EPBD (Energy Performance of Building Directive) A partire dal 2020 dovranno essere costruiti NZE Buildings: Edifici ad energia quasi zero.

11 ENERGIA ED EDIFICI L attuale quadro normativo:

12 ENERGIA ED EDIFICI L attuale quadro normativo:

13 PROGETTAZIONE TERMICA DELL INVOLUCRO EDILIZIO Livelli di analisi: 1) Valutazione dell elemento costruttivo: - Comportamento invernale: Trasmittanza U [W/m 2 K] - Comportamento estivo: Trasmittanza termica periodica Y ie [W/m 2 K] Sfasamento φ [h] Fattore di attenuazione f a [-] Massa superficiale M s [kg/m 2 ] 2) Valutazione del materiale: Conduttività termica λ [W/mK] Calore specifico C p [J/kgK] Densità ρ [kg/m 3 ] Fattore di resistenza al vapore µ [-]

14 PROGETTAZIONE TERMICA DELL INVOLUCRO EDILIZIO Valutazione dell elemento costruttivo: Regime stazionario: I calcoli di dispersione del calore dell involucro di edifici viene condotto, normalmente, ipotizzando un regime termico stazionario. Si ipotizza, cioè, che la differenza tra le temperature, all'esterno e all'interno dell'edificio, sia costante nel tempo. L ipotesi funziona se si sta affrontando un analisi per il calcolo delle prestazioni nella stagione invernale.

15 PROGETTAZIONE TERMICA DELL INVOLUCRO EDILIZIO Valutazione dell elemento costruttivo: La trasmittanza termica U [W/m 2 K]: Definisce la capacità isolante di un elemento attraverso la misura della quantità di calore che nell unità di tempo attraversa un elemento strutturale della superficie di 1 m 2 in presenza di una differenza di temperatura di 1 grado tra esterno ed interno. Più il valore è basso, maggiore è l isolamento della struttura in esame!

16 PROGETTAZIONE TERMICA DELL INVOLUCRO EDILIZIO Valutazione dell elemento costruttivo: Regime dinamico: In realtà durante l'arco della giornata la temperatura esterna e quella interna variano secondo determinate leggi che normalmente si possono approssimare a sinusoidi. Per valutazioni durante la stagione estiva questa variazione assume una portata molto più significativa e pertanto sarebbero necessarie valutazioni DINAMICHE.

17 PROGETTAZIONE TERMICA DELL INVOLUCRO EDILIZIO Valutazione dell elemento costruttivo: Nella valutazione in regime dinamico si considera l inerzia termica, definita come l attitudine a ridurre (smorzamento) e ritardare (sfasamento) l effetto di sollecitazioni dinamiche sul carico termico dell ambiente.

18 PROGETTAZIONE TERMICA DELL INVOLUCRO EDILIZIO Valutazione dell elemento costruttivo: Sfasamento φ: Arco di tempo che serve all onda termica per fluire dall esterno all interno attraverso un materiale edile. Maggiore è lo sfasamento più lungo sarà il passaggio di calore dall esterno all interno. φ>8h Attenuazione (smorzamento) f a : Qualifica la riduzione di ampiezza dell onda termica nel passaggio dall esterno all interno dell ambiente attraverso la struttura in esame. 0<f a <1 Questi due parametri sono funzione: spessore s, conducibilità λ, calore specifico Cp, densità ρ.

19 PROGETTAZIONE TERMICA DELL INVOLUCRO EDILIZIO Valutazione dell elemento costruttivo: Trasmittanza termica periodica Yie [W/m 2 K]: Il D.P.R. 59/2009 prescrive che, ove l irradianza solare media mensile sul piano orizzontale nel mese di massima insolazione sia maggiore di 290 W/m 2 e la massa superficiale dell elemento non superi i 230 kg/m 2, è necessario realizzare strutture che abbiamo un valore di: Yie = U * f a 0,20 W/m 2 K per le strutture orizzontali 0,12 W/m 2 K per le strutture verticali

20 PROGETTAZIONE TERMICA DELL INVOLUCRO EDILIZIO Valutazione del materiale: Spessore (s) Conducibilità (λ) Calore specifico (Cp) Densità (ρ) Fattore di resistenza alla diffusione del vapore (μ)

21 PROGETTAZIONE TERMICA DELL INVOLUCRO EDILIZIO Requisiti termoigrometrici: La normativa prevede che si verifichi: Assenza di condensazione superficiale e verifica della condensazione interstiziale delle pareti opache - nelle condizioni ambientali di progetto (se controllate); - con temperatura interna pari a 20 C e umidità relativa del 65%.

22 PROGETTAZIONE TERMICA DELL INVOLUCRO EDILIZIO Requisiti termoigrometrici: Resistenza alla diffusione del vapore E I

23 PROGETTAZIONE TERMICA DELL INVOLUCRO EDILIZIO Requisiti termoigrometrici: Fattore di resistenza alla diffusione del vapore: μ = Sd/s E un coefficiente che esprime la capacità dello strato di creare un freno/barriera nei confronti del passaggio di vapore acqueo.

24 Soluzioni tecnologiche

25 COPERTURE Isolamento - Estradosso Isolamento - Intradosso Isolamento Ultimo Solaio

26 COPERTURE Isolamento ultimo solaio: Soluzioni Rockwool Isolante Ultimo solaio Travetti in legno Freno al vapore RW feltro FELTRO 121 carta Kraft

27 COPERTURE Isolamento all intradosso soluzioni Rockwool Freno vapore Isolante Struttura in legno - Rockwool 220

28 COPERTURE Isolamento all estradosso Soluzioni Rockwool Comportamento al fuoco Comportamento meccanico Comportamento acustico

29 COPERTURE Isolamento all estradosso soluzioni Rockwool Soluzioni a doppia densità

30 COPERTURE Isolamento all estradosso Soluzioni Rockwool

31 COPERTURE

32 COPERTURE

33 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Isolamento in Intercapedine Isolamento a Cappotto Isolamento dall interno - Buona Inerzia termica - Elevata resistenza delle superfici esterne ed interne - Elevata inerzia termica - Elevata resistenza delle superfici interne - Buona resistenza meccanica delle superfici esterne - Bassa inerzia termica - Attenzione nella gestione dei ponti termici! - Nelle ristrutturazioni riduce lo spazio abitabile

34 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Facciata ventilata (o facciata a schermo avanzato): Parete perimetrale opaca caratterizzata dalla presenza di un rivestimento esterno (generalmente permeabile all aria) messo in opera a secco tramite dispositivi di sospensione e fissaggio di tipo meccanico (o chimico-meccanico), non a diretto contatto con il fronte della parete retrostante. L involucro ventilato realizza un isolamento dinamico (velocità e stato termico del flusso d aria, caratteristiche delle aperture presenti), caratterizzato dalla presenza di uno strato di isolamento esterno continuo.

35 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Sistema di isolamento a cappotto (ETICS External Thermal Composite System) Parete perimetrale opaca caratterizzata dalla presenza di pannelli isolanti applicati sul lato esterno del paramento murario e fissati ad esso tramite incollaggio e ancoraggio meccanico (con appositi tasselli). I pannelli isolanti sono protetti sul lato esterno da uno strato di intonaco armato con rete in fibra minerale ed infine da un trattamento superficiale di finitura. Così come la facciata ventilata, anche la tecnologia a cappotto realizza un isolamento continuo all estradosso degli elementi murari/strutturali.

36 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Facciata ventilata e cappotto: vantaggi 1) Riqualificazione architettonica Recupero superficie calpestabile!

37 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Facciata ventilata e cappotto: vantaggi 2) Continuità dell isolamento e riduzione dei ponti termici Ponte termico Parete non isolata Ponte termico Parete isolata Isolamento continuo all estradosso Ponte termico Parete non isolata Ponte termico Parete isolata Isolamento continuo all estradosso

38 Facciata ventilata e cappotto: vantaggi 3) Quite termica della struttura e supporti murari 20 PARETE NON ISOLATA 40 La muratura deve assorbire le tensioni di origine termo-plastica 0 4) Aumento massa termica efficace CHIUSURE VERTICALI OPACHE PARETE ISOLATA ESTERNAMENTE IN CONTINUO Le tensioni di origine termoplastica vengono assorbite dal sistema termoisolante

39 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Facciata ventilata e cappotto: vantaggi 5) Controllo della diffusione del vapore (comportamento igrometrico) e dei fenomeni condensativi interstiziali e superficiali NB: Per il corretto funzionamento termoigrometrico del sistema, gli strati devono presentare permeabilità e conduttività termica crescenti dall interno verso l esterno e resistenza alla diffusione di vapore acqueo decrescente dall interno verso l esterno.

40 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Facciata ventilata: vantaggi 6) Ventilazione: controllo e riduzione dei carichi termici Il vantaggio invernale è prevalentemente igrometrico; il rivestimento funge da schermo per il vento e protezione dalle precipitazioni. La pelle esterna si comporta a tutti gli effetti come uno schermo solare e la camera di ventilazione asporta energia dal rivestimento limitando l impatto verso l interno dell edificio.

41 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Sistema a cappotto: soluzioni Rockwool Intonaco Rete porta intonaco Isolante Supporto murario Intonaco Prodotti consigliati: - Frontrock Max E - (Frontrock RP-PT)

42 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Sistema a cappotto: Soluzioni Rockwool Caratteristiche peculiari: Assorbimento acustico Permabilità al vapore (μ =1) Comportamento al fuoco Stabilità dimensionale Densità strato esterno 155 kg/m 3 Densità corpo centrale 80 kg/m 3 Perché doppia densità: Buon comportamento termico (λ = 0,036 W/mK) Buone proprietà meccaniche (resistenza a trazione, a compressione al carico concentrato e distribuito)

43 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Facciata ventilata: soluzioni Rockwool Montanti per ancoraggio finitura Isolante Supporto murario Intonaco Finitura Prodotti consigliati: - Ventirock Duo - Airrock HD FB1

44 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Facciata ventilata: soluzioni Rockwool Caratteristiche peculiari: Comportamento al fuoco, resistenza alle intemperie, facilità di installazione, stabilità all umidità.

45 Prestazioni acustiche CHIUSURE VERTICALI OPACHE La corretta associazione di isolante e rivestimento comporta generalmente importanti incrementi del potere fonoisolante di facciata. Fenomeno fisico massa-molla-massa Materiali porosi a celle aperte: la dissipazione dell energia avviene per attrito dell aria lungo le pareti delle celle presenti nel materiale, che devono tassativamente essere comunicanti fra loro.

46 Requisiti acustici passivi degli edifici, dei loro componenti e degli impianti tecnologici in funzione della destinazione d uso D.P.C.M Categorie di cui alla tabella A R' w [db] D 2m,nT,w [db] R w = Potere fonoisolante apparente di elementi di separazione fra ambienti; D 2m,nT = Isolamento acustico standardizzato di facciata; L n = Livello di rumore di calpestio di solai normalizzato L' n,w [db ] L ASmax [db] D: ospedali, cliniche, case di cura e assimilabili A, C: residenze, alberghi, pensioni e assimilabili E: scuole e assimilabili B,F,G: uffici, edifici per attività ricreative, per il culto, per il commercio o assimilabili CHIUSURE VERTICALI OPACHE: PRESTAZIONI ACUSTICHE L Aeq [db ]

47 CHIUSURE VERTICALI OPACHE: ACCORGIMENTI DI POSA Tracciamento e fissaggio delle staffe Posa dell isolante Fissaggio dell isolante mediante tasselli Posa dei profili metallici montanti Posa (eventuale) dei profili metallici traversi Installazione della finitura

48 CHIUSURE VERTICALI OPACHE: ACCORGIMENTI DI POSA

49 CHIUSURE VERTICALI OPACHE: ACCORGIMENTI DI POSA I profili metallici di supporto del materiale di finitura devono essere posizionati in modo da non interrompere lo strato isolante.

50 CHIUSURE VERTICALI OPACHE: ACCORGIMENTI DI POSA Muratura eseguita a regola d arte con elevata tenuta all aria

52 CHIUSURE VERTICALI OPACHE: ACCORGIMENTI DI POSA 6 4 8

56 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Isolamento dall interno: soluzioni Rockwool λ = 0,019 W/mK Dall unione di lana di roccia ed Aerogel, Rockwool ha creato un isolante minerale completamente nuovo caratterizzato da un eccellente prestazione di isolamento termico: Aerowool. Grazie alla sua struttura unica, questo materiale ha una conduttività termica (λ) pari a 0,019 W/mK, un valore mai raggiunto da prodotti in lana minerale tradizionale. Aerowool

57 CHIUSURE VERTICALI OPACHE Isolamento dall interno: soluzioni Rockwool Aerorock

58 PRO FIRE RINGRAZIA PER LA COLLABORAZIONE