Le chiusure trasparenti in edilizia: quadro normativo e nuove tecnologie. Michele Zinzi

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1 Le chiusure trasparenti in edilizia: quadro normativo e nuove tecnologie Michele Zinzi

2 Argomenti Il quadro legislativo Il serramento come sistema energetico Nuove soluzioni per l involucro trasparente

3 Fonti fossili limitate Cambiamenti climatici Riscaldamento globale Il problema ambientale

4 Efficienza energetica in EU Cambiamenti climatici hanno portato nel 2007 alla strategia comune fino al 2020: ridurre i gas ad effetto serra del 20% (o del 30% in caso di accordo internazionale); ridurre i consumi energetici del 20% aumentando l'efficienza energetica; soddisfare il 20% del fabbisogno energetico europeo con le energie rinnovabili. Libro Verde EU "Un quadro per le politiche dell'energia e del Clima all'orizzonte del 2030 Direttive efficienza energetica negli edifici EPBD - Directive 2002/91/EU & EPBD Recast - Directive 2010/31/EU

5 Il quadro legislativo Miglioramento delle prestazioni energetiche degi edifici: 50'000 45'000 Consumi finali di energia per settore (ktep) Legge 373/ '000 Legge 10/91 Decreto 412/93 Decreti 192/05 & 311/06 EPBD 35'000 30'000 25'000 20'000 15'000 Agricoltura e pesca Industria Trasporti Servizi e residenziale Usi non energetici Bunkeraggi D.P.R. 59 del '000 DM Linee Guida CE 26/06/09 5' Standard heating consumption in residential buildings [kwh/m2 year] Valutazione della prestazione energetica dell edificio, legata solamente al fabbisogno per riscaldamento Single family house Row house Large apartment block < >2005

6 Il quadro legislativo Miglioramento delle prestazioni energetiche degi edifici: Legge 373/1976 Legge 10/91 Decreto 412/93 Decreti 192/05 & 311/06 D.P.R. 59 del 2009 DM Linee Guida CE 26/06/09 Decreto legge 63/13 Legge 90/13 EPBD EPBD_R Prestazione energetica: quantita' annua di energia primaria effettivamente consumata o che si prevede possa essere necessaria per soddisfare, con un uso standard dell'immobile, i vari bisogni energetici dell'edificio, la climatizzazione invernale e estiva, la preparazione dell'acqua calda per usi igienici sanitari, la ventilazione e, per il settore terziario, l'illuminazione, gli impianti ascensori e scale mobili. EP_gl = EP_i + EP_acs + EP_e + EP_vent +EP_ill +EP_mov

7 Considerazioni 1. Usi energetici 2. Riqualificazione edifici esistenti Usi termici ed elettrici nel settore residenziale [ktep] 24'000 6'000 23'000 5'800 22'000 5'600 5'400 21'000 5'200 20'000 5'000 19'000 4'800 18'000 4'600 4'400 17'000 16'000 Usi termici Usi elettrici '200 4' NZEB Edificio ad altissima prestazione energetica, calcolata conformemente alle disposizioni del presente decreto, che rispetta i requisiti definiti al decreto di cui all'articolo 4, comma 1 (norme tecniche di riferimento EN, UNI, CTI). Il fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo e' coperto in misura significativa da energia da fonti rinnovabili, prodotta in situ

8 Il ruolo dei sistemi trasparenti Isolare l ambiente costruito dallo spazio esterno Limitare le infiltrazioni d aria Attuare la ventilazione naturale Aumentare i guadagni solari in inverno e limitarli in estate Permettere l ingresso della luce naturale risparmiando elettricità. Permette agli occupanti di relazionarsi con il mondo esterno.

9 Sistema trasparente come sistema energetico Bilancio energetico dell edificio secondo la normativa nazionale (UNI TS 11300; UNI EN ISO 13790) EP I = Q P η IQ G = ( QT + QV ) η I ( QS + Q Int ) Bilancio energetico del serramento secondo la normativa intnazionale (ISO 18292) EP I = Q P η IQ G = ( QT + QV ) η I ( QS + Q Int ) EP I = f ( U ( v, t, d ), Q( s), g ( v)) EP I è anche funzione delle condizioni climatiche e dell edificio EXPOEDILIZIA - Roma, 21/03/2013

10 Classificazione energetica dei serramenti Definire una scala prestazionale semi-quantitativa per la scelta dei serramenti nel settore residenziale, in funzione di: Zona climatica Edifici tipo Orientamento Caratteristiche del serramento (U, g, Q) EXPOEDILIZIA - Roma, 21/03/2013

11 Limiti del quadro attuale: conseguenze inattese (?) Porzione ufficio corridoio ufficio Orientato sull asse est/ovest 76.6 Sw/Sp 0.50 Shading parziale interno Tipi di vetro τ v g Uc DGU L-e SF palermo roma milano DGU L-e SF 0 EXPOEDILIZIA - Roma, 21/03/2013

12 Consumi per climatizzazione estiva ed invernale 35 e 50% di superficie vetrata La configurazione ideale del componente trasparente è fortemente influenzara dal clima e dall edificio

13 Nuove tecnologie per elevate prestazioni Sono disponibili sul mercato materiali innovativi Altre soluzioni sono in fase di studio o pre-commerciale Si agisce su diverse funzioni Super isolamento Materiali dinamici e intelligenti Integrazioni di rinnovabili Sistemi di daylighting

14 Superisolanti: Aerogel Costituito da particelle di silice ecaratterizzato da una struttura porosa aperta trasparente costituita per almeno il 95% da vuoti - SOLID AIR Dimensioni dei pori nm. La conduttività termica del materiale è circa mw/mk a pressione atmosferica, con pressione al di sotto dei 100 mbar è possibile ottenere proprietà simili a quelle del vuoto. Elevata sensibilità all umidità ed alle sollecitazioni di trazione. Può essere di tipo granulare o monolitico (molto più complesso e costoso).

15 Materiali dinamici: Vetri elettrocomici Quando una tensione, in genere tra 1,5 e 5 Volt, è applicata tra i conduttori trasparenti (TC), parte degli ioni presente nello strato di accumulo (IS) attraversano la zona di separazione (IC), in grado di condurre tali ioni, per fermarsi nello strato elettrocromico effettivo (EC), con la conseguente variazione di colore del componente. Invertendo la tensione si inverte il processo 1 generazione Tv 50 15% (5 stati intermedi) 2 generazione Tv 60 3% (no stati intermedi) TC IS IC Ioni µ m EC TC Vetro Spectral Transmittance (5 states) wavelength

16 Rinnovabili integrate: PV trasparente Moduli PV laminati o inseriti in vetrocamera 80 / 100 W/m2 Trasparenza dettata dal passo scelto per celle e moduli Moduli sagomati ad ok Pellicole su vetro Gel trasparenti con inserimenti in silicio Pigmenti per colorazioni (organico) Vernici a spray con particelle in silicio Fino a 300 W/m2 Trasparenza modulabile fino al 30% Light thru View thru

17 Sistemi trasparenti a elevata inerzia termica PCM modulano il flusso termico attraverso il cambio di fase La trasmittanza solare di un componente ( con vetri extrachiari e stesso PCM) è del 75% nello stato liquido e del 46% nello stato solido. Tv superiore a 80 e 50% per i due stati. Il controllo solare avviene con le basse temperature! La trasmittanza termica è inferiore al quella del convenzionale vetro camera, essendo la resistenza termica della paraffina inferiore a quella dell aria

18 Conclusioni Il quadro normativo italiano ha recepito le linee di indirizzo della UE Gli attuali standard energetici per la parte disciplinata sono in linea con quelli di altri paesi europei, considereando le debite correzioni climatiche Il quadro legislativo ha favorito la penetrazione di sistemi ad elevate prestazioni, ma è necessario che in futuro tali prestazioni riguardino tutti gli usi energetici Sistemi trasparenti innovativi sono in commercio (o quasi...), penalizzati tuttavia da costi ancora molto elevati Meccanismi di incentivazione sull efficienza energetica potrebbero favorire la penetrazione sul mercato

19 Grazie per l attenzione! Michele Zinzi Tel E- michele.zinzi@enea.it Skype michele.zinzi