EFFICIENZA ENERGETICA PER L EDILIZIA

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1 EFFICIENZA ENERGETICA PER L EDILIZIA Italia e Germania per un progetto comune Milano, 14 ottobre Assimpredil ANCE Le attività di ricerca del Politecnico di Milano dott. Antonio Siciliano Politecnico di Milano Dipartimento BEST Best Environment Science & Technology

2 La storia del dipartimento Il Dipartimento B.E.S.T ( Dipartimento di Scienza e Tecnologie per l Ambiente Costruito Building Environment Science e Technology) è stato costituito nel 2002 per la confluenza di due Dipartimenti, il Di.Tec e il Di.Set, realizzando attraverso tale integrazione importanti sinergie nell attività di ricerca. Di.TEC Di.Set Disegno Industriale e Tecnologia dell Architettura Ingegneria dei sistemi edilizi e territoriali BEST

3 Le attività di ricerca del dipartimento BUILDING ENVIRORMENT SCIENCE & TECHNOLOGY Orientamenti di ricerca sviluppati dal Dipartimento riferiti ai settori delle costruzioni e dei sistemi edilizi urbani. processi e strumenti innovativi per la programmazione, progettazione e produzione edilizia interventi sul costruito sostenibilità energetica ed ambientale

4 Le attività di ricerca del dipartimento A livello operativo, il Dipartimento è suddiviso in 10 R.G. (Research Groups) che approfondiscono i diversi temi riferiti ai tre ambiti Building, Environment e Science & Technology 1) Tecnologie innovative per la conservazione programmata e la valorizzazione dei beni culturali 2) Tecnologie innovative per la gestione dell energia energia nelle costruzioni 3) Tecnologie innovative di processo nel settore delle costruzioni 4) Tecnologie innovative per la qualità e sostenibilità dell ambiente costruito 5) Tecnologie innovative nel progetto di architettura e nel ciclo di vita dei prodotti edilizi (SPACE) 6) Tecnologie innovative per la sostenibilità nelle costruzioni 7) Tecnologie innovative per la gestione del costruito ed il mercato immobiliare 8) Tecnologie innovative per il governo del territorio e dei sistemi edilizi 9) Tecnologie informatiche innovative per la progettazione assistita e la gestione della conoscenza (PROTEA) 10) Surveying Information Technology for Environment and Cultural Heritage (SITECH)

5 Tecnologie innovative per la gestione dell energia nelle costruzioni Sistemi energetici per lo sviluppo urbano sostenibile; Pianificazione energetica e strategica del territorio; Valutazioni energetiche mediante programmi di calcolo dinamici e sviluppo di codici ad hoc; Valutazioni sperimentali delle prestazioni energetiche di componenti edilizi; Analisi teorica e valutazione sperimentale delle prestazioni energetiche di impianti solari; Analisi teorica e valutazione sperimentale delle prestazioni energetiche di impianti geotermici; Analisi teorica e sperimentale dei diversi aspetti del comfort e di qualità dell aria; Metodologie di analisi delle prestazioni energetiche degli edifici; Tecniche e tecnologie per edifici a basso consumo e/o emissioni zero; Ottimizzazione del sistema edificio-impianto; Metodi, strumenti e tecniche per la diagnosi e la certificazione energetica; Sistemi impiantistici ad alta efficienza energetica integrati negli edifici residenziali e del terziario; Sistemi per lo sfruttamento delle fonti di energia rinnovabili (sole, vento, biomassa, geotermia); Ottimizzazione dei cicli produttivi e dei consumi energetici nel settore industriale; Valutazione degli impatti ambientali del settore edilizio, con particolare riferimento alle emissioni atmosferiche; Programmazione delle azioni integrate di intervento per la valorizzazione energetica del patrimonio edilizio esistente; Valutazioni di clima ed impatto acustico.

6 Tecnologie innovative per la gestione dell energia nelle costruzioni Oltre a relazioni e collaborazioni nazionali (Regione Lombardia, Regione Valle d Aosta, Provincia di Milano, Comune di Milano, Ministero dell Ambiente, Ministero dello Sviluppo Economico, numerose amministrazioni comunali, Autorità per l Energia, AICAR, CasaClima, Centro Ricerche Fiat, CESI, CTI, GSE, ENEA, altri atenei, ecc.), sono già in atto da diversi anni attività e programmi di cooperazione con università ed istituti di ricerca esteri (Lawrence Berkeley National Laboratory, Instituto Politécnico de Beja, Universidad de Sevilla, Oxford Brookes University, International Energy Agency, UN-Habitat, ecc.)

7 Alcune recenti attività di ricerca Convenzione di ricerca con la Provincia di Milano per la definizione di Linee Guida per regolamenti edilizi e di una procedura di certificazione energetica degli edifici Convenzione di ricerca per la definizione delle potenzialità applicative e sperimentazione di tecnologie innovative disponibili sul mercato nell area dell Idroscalo di Milano Life Cycle Assessment e Life Cycle Cost per l ottimizzazione energetico-ambientale di edifici e prodotti edilizi Progetto SIEEB, Sino - Italian Ecological and Energy efficient Building (Tsinghua University, Beijing China) Qualità e sostenibilità ambientali nel costruito Ricerca, sviluppo e sperimentazione per l integrazione edilizia di sistemi per lo sfruttamento delle fonti rinnovabili Riciclaggio dei prodotti delle demolizioni edilizie Studio e sviluppo di sistemi edificio-impianto ad alta efficienza energetico-ambientale Supporto tecnico-scientifico alla progettazione di un insediamento residenziale energeticamente autosufficiente a Cusago

8 Progetto SIEEB Il progetto ha riguardato la definizione delle principali caratteristiche di un edificio ad alta prestazione energetico-ambientale, situato in Cina a Pechino. Project leader dell intera operazione è stato infatti il Prof. Butera, il cui gruppo di lavoro ha definito il concept di base secondo cui è stato articolato l edificio, attraverso l individuazione della morfologia del fabbricato, delle principali tecnologie d involucro, delle strategie energetiche da impiegare all interno e delle relative dotazioni impiantistiche e sistemi di controllo e regolazione connessi. Tra le varie attività, è stato sviluppato anche un approfondimento relativo alla salubrità degli ambienti interni ed all utilizzo di materiali ecocompatibili. L'edificio è realizzato all'interno del campus universitario della Tsinghua University di Pechino. Progettato dall'arch. Mario Cucinella e dal Politecnico di Milano, che ne ha curato gli aspetti scientifici, l'edificio ospita dipartimenti, laboratori, un auditorium e uno spazio espositivo dedicato alle tecnologie italiane.

9 Progetto SIEEB

10 Progetto SIEEB

11 Progetto SIEEB Edificio tradizionale -45,6% di costo energetico SIEEB

12 TIS Tetto Integrale Solare Centro ricerche FIAT Orbassano (TO) L attività relativa all Edificio Sperimentale per i Servizi del Centro Ricerche Fiat di Orbassano è consistita nella progettazione, supervisione della realizzazione e monitoraggio di un intervento di riqualificazione energetica del fabbricato che ospita la mensa aziendale del CRF e di un impianto innovativo e articolato per la climatizzazione e la generazione elettrica (TIS Tetto Integrale Solare). La facciata sud dell edificio, che ospitava un vecchio impianto eliotermico ad acqua in disuso, è stata rivestita da un sistema ibrido fotovoltaico-termico, precedentemente testato. I 130 moduli fotovoltaici producono elettricità, mentre l aria circolante all interno del sistema consente il recupero termico e, contemporaneamente, il raffrescamento delle celle, incrementandone l efficienzal efficienza.

13 Le attività di ricerca del dipartimento TIS Centro ricerche FIAT Orbassano (TO) TIS Cogeneratore Funzionamento invernale Energia elettrica Energia termica PDC Utenza termica Utenze elettriche

14 Le attività di ricerca del dipartimento TIS Centro ricerche FIAT Orbassano (TO) TIS Cogeneratore Funzionamento estivo Energia elettrica Energia termica PDC Trattamento aria Utenza Termica freddo Utenze elettriche

15 Le attività di ricerca del dipartimento TIS Centro ricerche FIAT Orbassano (TO) Qualche numero (Energia Elettrica) Superficie impianto 426 mq Numero moduli 130 (silicio policristallino tipo BP SX 150 L - 150Wp) Potenza nominale 20 kwp Produzione media annua 21 MWh (circa il 7% in più rispetto ad un sistema tradizionale) Qualche numero (Energia Termica) Portata aria intercapedine 9000 mc/h Temperatura aria intercapedine 20 C 60 C Energia termica annuale 110 MWh (40 C di media)

16 Ground Cooling L attività di ricerca consiste nella verifica di raffrescamento estivo utilizzando le proprietà termiche del terreno. Infatti, a partire da pochi metri di profondità la temperatura del sottosuolo è costante ed è indipendente dalle escursioni termiche diurne e stagionali che caratterizzano il suolo (è più calda di quella superficiale in inverno e più fredda in estate). 0 Temperatura ( C) Profondità (m)

17 Ground Cooling

18 Ground Cooling Un sistema di scambiatori verticali Un sistema di scambiatori orizzontali Pannelli radianti a pavimento e a parete

19 Ground Cooling

20 12,00 11,50 11,00 10,50 10,00 9,50 Politecnico di Milano Dipartimento BEST Ground Cooling IV-3NP IV-3P 14/5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/ /5/

21 Conclusioni ll BEST esegue attività di consulenza in molti settori delle costruzioni, dalla organizzazione strategica alla progettazione territoriale, dalla progettazione alla consulenza tecnologica, dal supporto alle attività normative alle ricerche specifiche su sistemi, componenti, materiali. I committenti di elevato profilo sono sia privati che pubblici e commissionano ricerche che sono spesso all avanguardia rispetto alle richieste di mercato. Il dipartimento organizza anche seminari, lecture e conferenze per sviluppare temi di interesse nazionale e internazionale Il Dipartimento per il futuro ha come obiettivo quello di entrare ancora di più nel mondo della progettazione, spingendo sempre verso la sostenibilità ambientale in tutte le fasi d uso dell edificio, dalla sua costruzione fino alla dismissione

22 EFFICIENZA ENERGETICA PER L EDILIZIA Italia e Germania per un progetto comune Grazie per l attenzionel dott. Antonio Siciliano Politecnico di Milano Dipartimento BEST Via Bonardi, Milano antonio.siciliano@polimi.it