Workshop TEENERGY SCHOOLS project - Palermo 25-Febbraio 2010

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1 Workshop TEENERGY SCHOOLS project - Palermo 25-Febbraio 2010 Strategie per il passive retrofitting di edifici scolastici nelle aree mediterranee Arch. Carlo Brizioli - Dipartimento ITACA Sapienza Università di Roma Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

2 Obiettivi generali di eco-sostenibilità: Utilizzo materiali eco-compatibili Integrazione energie rinnovabili Efficienza energetica degli impianti Massimizzazione delle prestazioni bioclimatiche passive (raffrescamento estivo e riscaldamento invernale) Mitigazione inquinamento Qualità dell aria interna Uso razionale delle risorse idriche Massimizzazione dell illuminazione naturale Minimizzazione dei costi di intervento Ottimizzazione gestionale e manutentiva Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

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4 Problematiche specifiche di intervento per il recupero e la nuova edificazione di edifici scolastici in Italia: Obsolescenza e scarsa efficienza energetica del patrimonio edilizio scolastico esistente, in particolare quello costruito negli anni Necessità di alti livelli di comfort (illuminazione, qualità dell aria IAQ, microclima) di trasformabilità e di flessibilità d uso Esposizione ad inquinamento di molti siti in aree urbane (rumore, inq. da traffico, inq. elettromagnetico, vicinanza di attività a rischio) Fabbisogni energetici differenziati e specifici Carenza di risorse finanziarie adeguate Carenze di formazione specifica del personale interno alle amministrazioni Diffusione di alcune strategie di risparmio energetico nell edilizia scolastica a livello nazionale Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

5 Caratteristiche specifiche del clima mediterraneo: Temperato subtropicale (CS) Interessa le aree più calde di ristrette fasce costiere dell Italia meridionale ed insulare. Media annua > 17 C; media del mese più freddo > 10 C; 5 mesi con media > 20 C; escursione annua da 13 C a l7 C. Temperato caldo (Cs) Interessa la fascia litoranea tirrenica dalla Liguria alla Calabria, la fascia meridionale della costa adriatica e la zona ionica. Media annua da 14.5 a 16.9 C; media del mese più freddo da 6 a 9.9 C; 4 mesi con media > 20 C; escursione annua da 15 a 17 C. Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

6 Problematiche specifiche di intervento per il recupero energetico: A) Modalità di utilizzo orario e stagionale degli edifici B) Problema dei Costi di intervento C) Problematiche relative alle specifiche normative relative alla qualità dell aria interna (UNI 10339) D) Difficoltà di calcolo delle prestazioni dei sistemi passivi, in particolare per il raffrescamento Problematiche specifiche relative al clima: A) Esigenze di comfort termo-igrometrico nei mesi estivi e intermedi (da maggio a giugno e a settembre) B) Necessità di coprire una quota del fabbisogno termico invernale, ancorché ridotto. Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

7 Strategie per il Passive cooling retrofitting: Incremento della massa termica (masse murarie, masse d acqua) Schermatura solare delle superfici vetrate (aggetti, pellicole selettive, vetri speciali, lamelle fisse o mobili esterne, lamelle integrate nell intercapedine del vetro) Assetto degli spazi aperti esterni finalizzato al raffrescamento Integrazione del verde in facciata e in copertura ( tetti verdi, pergolati) Ventilazione notturna (free cooling) Ventilazione trasversale (creazione di aperture regolabili tra gli ambienti e verso l esterno) Raffreddamento dell aria di ricambio attraverso lo scambio termico con il terreno (vespai, tubi sotterranei di scambio geotermico) o da altre fonti fredde (specchi d acqua o cisterne di recupero acqua piovana, aree verdi ombreggiate) Sistemi di estrazione (camini solari e torri del vento ad estrazione) per l espulsione dell aria calda dalla parte superiore degli ambienti Integrazione del verde e di specchi d acqua nelle corti interne (corti bioclimatiche) INTEGRAZIONE PONDERATA DI SISTEMI ATTIVI/PASSIVI (pompe di calore geotermiche, U.T.A. con immssione d aria da sistemi di scambio geotermico, recuperatori di calore ad alta efficienza, pannelli radianti freddi, ventole a basso consumo per aiutare i movimenti dell aria ecc. ecc.) Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

8 Esempi Dip ITACA- Master Architettura Bioecologica e Tecnologie Sostenibili per L Ambiente, in convenzione con COMUNE DI ROMA DIPARTIMENTO XII POLITICHE DEI LAVORI PUBBLICI E MANUTENZIONE URBANA VIII UNITA ORGANIZZATIVA MANUTENZIONE EDIFICI SCOLASTICI Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

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16 Dispositivo tecnologico integrato di retrofitting attivo/passivo Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

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19 MASTER DI II LIVELLO IN ARCHITETTURA BIOECOLOGICA E TECNOLOGIE SOSTENIBILI PER L AMBIENTE UNIVERSITA DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA PRIMA FACOLTA DI ARCHITETTURA L. QUARONI DIPARTIMENTO ITACA DIRETTORE: PROF. ARCH. FABRIZIO ORLANDI TUTOR: ARCH. CARLO BRIZIOLI PROGETTISTA: ARCH. EMANUELE de VITTINO COMUNE DI ROMA MUNICIPIO XIII DIPARTIMENTO XII POLITICHE DEI LAVORI PUBBLICI E MANUTENZIONE URBANA VIII UNITA ORGANIZZATIVA MANUTENZIONE EDIFICI SCOLASTICI RECUPERO E ADEGUAMENTO BIOENERGETICO DELLA SCUOLA MEDIA DELL ISTITUTO COMPRENSIVO M. U. TRAIANO DI ACILIA (ROMA) Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

20 FASE ANALITICA: ANALISI DELLA VENTILAZIONE ESTIVA ANALISI DELLA VENTILAZIONE INVERNALE ANALISI DEL SOLEGGIAMENTO ESTIVO ANALISI DEL SOLEGGIAMENTO INVERNALE ANALISI DELL UMIDITA DEL SUOLO ANALISI DELL USO DEL SUOLO FASE METAPROGETTUALE: ANALISI DELLE CRITICITA ANALISI DELLE POTENZIALITA ANALISI DEGLI OBIETTIVI ANALISI DELLE STRATEGIE ANALISI SCHEMATICA DELLE STRATEGIE DA ADOTTARE Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

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24 ASPETTI TECNICI BIOCLIMATICI: FUNZIONAMENTO BIOCLIMATICO ENERGETICO ESTIVO FUNZIONAMENTO BIOCLIMATICO ENERGETICO INVERNALE STUDIO DI FACCIATE VENTILATE A NORD, OVEST ED EST STUDIO DI FACCIATE A SUD (ELEMENTO OSCURANTE MICROFORATO) STUDIO DI FACCIATE A SUD (LAMELLE FRANGISOLE RIFLETTENTI) Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

25 FUNZIONAMENTO BIOCLIMATICO ENERGETICO ESTIVO Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

26 FUNZIONAMENTO BIOCLIMATICO ENERGETICO INVERNALE Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

27 STUDIO DI FACCIATE A SUD (LAMELLE FRANGISOLE RIFLETTENTI) Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

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29 STUDIO DI FACCIATE A SUD (ELEMENTO OSCURANTE MICROFORATO) Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

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31 STUDIO DI FACCIATE VENTILATE - OVEST ED EST Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

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36 Arch. Rosanna Carovana Recupero energetico Asilo La Filastrocca - Roma Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

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43 Arch. Gianfranco Aliano Recupero energetico Scuola Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

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48 Caso di studio Recupero Padiglione Ex- Fenicotteri Bioparco di Roma Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

49 Il padiglione dei Fenicotteri presentava una struttura in muratura e cemento armato, non isolata termicamente, con una notevole dispersione termica invernale, incrementata dal fatto che tutti gli infissi preesistenti erano a vetro singolo. Un ulteriore fattore critico era costituito dal basso livello di illuminamento interno che obbligava all'utilizzo di illuminazione artificiale anche di giorno. Strategie: Per il miglioramento delle prestazioni energetiche invernali: -La sostituzione degli infissi esistenti con infissi a taglio termico e vetrocamera -L'isolamento della copertura mediante la sovrapposizione di uno strato di di pannelli in fibre di legno magnesitico -La predisposizione di un impianto a pannelli radianti a pavimento, utilizzabili anche per il raffrescamento, che garantisce una riduzione dei consumi di almeno il 40% rispetto allo standard. -L'utilizzo di una caldaia ad alto rendimento a biomasse Per il miglioramento delle prestazioni estive (raffrescamento e ventilazione): -La creazione di un sistema di ventilazione-raffrescamento naturale situato sotto il pavimento, previo collegamento all'esterno con tubi sotterranei che raffrescano l'aria prelevata dal giardino circostante ombreggiato e dall'area prospiciente la fontana. L'apertura delle finestre situate sul tamburo sotto la copertura centrale rialzata permette la creazione di un effetto camino che è in grado di creare una depressione che aspira l'aria esterna da apposite bocchette e la immette all'interno dell'edificio attraverso griglie poste sulla superficie del pavimento. Dei ventilatori posti all'ingresso delle colonnine esterne di captazione facilitano l'afflusso dell'aria. Durante l'estate la ventilazione notturna raffresca la massa termica delle strutture dell'edificio. Questo intervento, unitamente all'impianto a pannelli radianti in cui, in estate, si fa circolare acqua a C, e alla presenza di masse termiche strutturali rilevanti, ha reso inutile l'installazione di un qualsiasi impianto tradizionale di condizionamento. Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo

50 Per il miglioramento delle condizioni di illuminamento naturale: - Creazione di un sistema di aperture circolari, in cui installare dei micro-lucernai integrati nello spessore della soletta della copertura. Materiali Ecocompatibili: Per garantire la piena ecocompatibilità dell'intervento si è scelto di utilizzare un intonaco a base di calce con microgranuli di sughero (con potere coibente e fonoassorbente), di utilizzare legno dotato di certificazione ambientale trattato a cere naturali e di recuperare il materiale di risulta delle demolizioni (pavimentazioni, rivestimenti e tramezzi) per realizzare il nuovo massetto e le pavimentazioni. Arch. Carlo Brizioli Workshop TEENERGY SCHOOLS Palermo