LEGGEREZZA E COMFORT

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1 I TEMI TRATTATI STRUTTURALE ABITATIVO steelmax by TM INNOVATIVO CONCETTO DI COSTRUZIONE

2 steelmax PERCHE INNOVATIVO? SISTEMA COSTRUTTIVO LEGGERO: 1) costituito profili sottili in acciaio formati a freddo (spessori contenuti) portanti; 2 2) assemblato e finito interamente a secco.

3 3 Sezioni aperte Sezioni aperte accoppiate Sezioni chiuse accoppiate PROFILI SOTTILI IN ACCIAIO CARATTERISTICHE: - Acciaio strutturale S280GD+Z; - Formatura a freddo. Spessore 3mm Z C U NORMATIVA DI RIFERIMENTO UNI EN UNI EN

4 PROFILI LAVORATI AD HOC non necessitano di lavorazioni aggiuntive SEMPLICITA QUALITA MONTAGGIO RAPIDITA 4 RIVETTI STRUTTURALI A STRAPPO LE CONNESSIONI CONNESSIONE DI BORDO

5 ELEMENTI COSTRUTTIVI SISTEMI DI SOLAIO PROFILI SINGOLI orditi ortogonalmente 5 PROFILI SINGOLI BINATI

6 ELEMENTI COSTRUTTIVI TRAVI RETICOLARI 6 26 DETTAGLI NODALI

7 ELEMENTI COSTRUTTIVI CAPRIATE 7 CONFIGURAZIONI POSSIBILI

8 ELEMENTI COSTRUTTIVI PARETI montante 8 L ASSEMBLAGGIO DELLA PARETE

9 GLI INTERVENTI STRUTTURALI SOLAI E COPERTURE SOPRAELEVAZIONI E AMPLIAMENTI STRUTTURE

10 1. SOLAI E COPERTURE VANTAGGI: - Leggerezza; - Semplicità e rapidità di montaggio; - Elementi finiti che non necessitano di lavorazioni aggiuntive ; - Riduzione dei rischi in cantiere; - Facilità passaggio impianti. 10

11 2. SOPRAELEVAZIONI ED AMPLIAMENTI VANTAGGI: - Leggerezza MASSA SISMICA + REAZIONI sull ESISTENTE CONTENUTE - Compatibilità con i diversi sistemi costruttivi; - Adattabilità e flessibilità per disparate soluzioni spaziali. 11

12 3. STRUTTURE RESIDENZIALI E PRODUTTIVE VANTAGGI: - Libertà formale; - Costruzioni realizzate interamente a secco ; - Costi e tempi definiti e certi; - Integrabilità con sistemi costruttivi tradizionali; - Scelta delle finiture: legno, pietra, intonaco,.. - Possibilità di realizzare moduli base assemblabili in diverse configurazioni. 12

13 13 PUNTI DI FORZA LEGATI ALL USO DI PROFILI SOTTILI IN ACCIAIO FORMATI A FREDDO: Libertà nella scelta della geometria; Processo di lavorazione sartoriale semplici da assemblare; Leggeri (spessori 3mm) facili da movimentare; Adatti ad ogni genere di finitura; Garantiscono un elevato grado di durabilità. PUNTI DI DEBOLEZZA: Snellezza instabilità ; Sensibilità agli effetti del II ordine; Scarsa rigidezza torsionale; Giunti semi-rigidi. PROGETTAZIONE UNI EN DESIGN BY TESTING

14 14 STUDIO DELLA SEZIONE cerniera cerniera F F SPERIMENTAZIONE-PROVE DI COMPRESSIONE Influenza degli irrigidimenti intermedi e di bordo PROVE A COMPRESSIONE procedura secondo EC3-1-3 Test set-up Test set-up y t H: mm B: 55 mm t: mm SONO STATI ESEGUITI 90 TESTS RISULTATI OTTENUTI VALORE DEL CARICO DI COLLASSO + H A MODALITA DI COLLASSO x B

15 SPERIMENTAZIONE-PROVE DI FLESSIONE FLESSIONE A QUATTRO PUNTI: F F d l VARIABILI CONSIDERATE: - 3 geometrie di sezione (H mm); - 2 spessori (1-1,2 mm); - 3 diverse lunghezze; - 3 interassi tra i pressori; 15-3 condizioni di carico. F F F SONO STATI ESEGUITI 211 TESTS

16 PROVE STATICHE E DINAMICHE TEST SPERIMENTALI-PARETI Controvento = profili in acciaio Controvento = profili in acciaio + lastre di PARAMETRI INVESTIGATI: - Sistemi di controvento - Tipologie delle lastre di rivestimento SONO STATI ESEGUITI 16 Il setup di prova con il sistema di applicazione del carico verticale e orizzontale rivestimento 21 TESTS

17 17 20 G BB-2 10 Rotation (mrad) Lateral Force (kn) Lateral Force (kn) G XX Rotation (mrad) approccio approccio ALL STEEL DESIGN SHEATING- BRACED trascura il ruolo strutturale del rivestimento considera il ruolo strutturale del rivestimento G XX-2 G GH Rotation (mrad) Lateral Force (kn) Lateral Force (kn) IL RUOLO DEL RIVESTIMENTO Rotation (mrad)

18 LA STRATIFICAZIONE DELL INVOLUCRO PROFILI IN ACCIAIO RIVESTIMENTO COIBENTAZIONE FINITURA S280 GD+Z steelmax TM INTERNO: pannelli a base di gesso; ESTERNO: pannelli a base di cemento o legno. Lana di roccia fibre poliestere polistirene Pareti ventilate lamiera intonaco STUDIO DELL INVOLUCRO 18 Vista assonometrica COMFORT ABITATIVO

19 UN CASO STUDIO Definizione dei materiali; 2. Studio dei pacchetti di parete e di solaio; 3. Valutazione delle prestazioni energetiche invernali ed estive; 4. Valutazione di impatto ambientale: analisi LCA; 5. Calcolo dei ponti termici; 6. Stima del fabbisogno energetico dell edificio in regime stazionario e dinamico. Pianta piano terra FASI DELLA RICERCA: Geometria Larghezza Lunghezza Altezza d interpiano Tipologia di copertura Interasse montanti e travi 5 m 10 m 2,7 m Piana 0,4 m

20 LO STUDIO DELLE SUPERFICI OPACHE 20 CALCOLO IN REGIME STAZIONARIO E DINAMICO: - U: trasmittanza; - Yie: trasmittanza termica periodica <0.12W/m 2 K (per parete leggera); - fd: fattore di attenuazione <0.35; - : sfasamento orario 8 <..<14 valutare le caratteristiche di conducibilità termica e quindi di resistenza termica ACCURATA SCELTA DEI MATERIALI considerare l impatto ambientale ANALISI LCA CHIUSURA VERTICALE_1 U W/m 2 K Yie 0.11 W/m 2 K fd h CHIUSURA VERTICALE_2 U W/m 2 K Yie W/m 2 K fd h CHIUSURA VERTICALE_2 sughero U W/m 2 K Yie W/m 2 K fd h

21 ANALISI LCA - Life Cycle Assessment 21 VALUTARE L IMPATTO AMBIENTALE DEL CICLO DI VITA DEI MATERIALI DA COSTRUZIONE Software ECOSOFT 4.0 Banca dati IBO la quale permette di calcolare il rendimento ecologico riferito: 1. alla fase di costruzione dell edificio (materiali e componenti); 2. al funzionamento durante l arco di vita dell'edificio. OI3 KON Indicatore ambientale per un metro quadrato di una struttura o materiale da costruzione 0 OTTIMO impatto 100 SCARSO

22 ANALISI LCA MAGGIORE SPESSORE DI ISOLANTE MAGGIORE impatto AMBIENTALE AUMENTA INDICE OI3Kon sughero CHIUSURA VERTICALE_1 OI3Kon 36 CHIUSURA VERTICALE_2 OI3Kon 70 CH_VERTICALE_2 sughero OI3Kon OTTIMIZZAZIONE IL SISTEMA: considerando PRESTAZIONE e IMPATTO AMBIENTALE

23 IL CALCOLO DEI PONTI TERMICI 23 Software COMSOL Multiphysics CV-COP e W/mK i W/mK CV-COI e W/mK i W/mK CV-COB e W/mK i W/mK PONTI TERMICI GEOMETRICI VERIFICARE : 1. dispersione di calore; NORMATIVA DI RIFERIMENTO UNI EN ISO 14683:2008 IW e W/mK i W/mK 2. formazione di condensa superficiale C e W/mK i W/mK Tint > Trug = 14 C

24 ANALISI ENERGETICA- REGIME STAZIONARIO 24 Involucro Trasmittanza CV [W/m 2 K] Trasmittanza COC [W/m 2 K] Trasmittanza COB [W/m 2 K] Telaio serramenti [W/m 2 K] 1.3 Impianti Solare termico Solare fotovoltaico 1kWp Riscaldamento a pannelli radianti Caldaia a condensazione TELAIO SERRAMENTI: U=1 W/m2K VENTILAZIONE MECCANICA CON RECUPERO DI CALORE IPOTESI Software EC700 versione di Edilclima (Trento) CLASSE A+ DPP 13 Luglio 2009, n EPgl 30 kwh/ m 2 a EDIFICIO PASSIVO 15 kwh/ m 2 a

25 25 Software EnergyPlus IPOTESI: - ZONA E (Trento); ANALISI ENERGETICA - REGIME DINAMICO - Periodo che va dal 1 maggio al 30 settembre. FATTORI RILEVANTI: 1. forma dell edificio; 2. orientazione; 3. ombreggiamento delle superfici esposte all irraggiamento solare; 4. ventilazione. CALCOLO DELLE ORE DI DISCOMFORT durante il periodo estivo secondo la UNI EN 15251:2008

26 IL DISCOMFORT NEL PERIODO ESTIVO 26 Ventilazione naturale Veneziane esterne ORE DI DISCOMFORT durante periodo ORE DI DISCOMFORT durante l occupazione ( ) 0.3 vol/h vol/h ad alta riflettenza vol/h ad alta riflettenza 12 9 ANDAMENTO DELLA TEMPERATURA INTERNA

27 LEGGERO E CONFORTEVOLE CITTÀ ORE DI DISCOMFORT durante periodo ORE DI DISCOMFORT durante l occupazione ( ) Trento Palermo Risultati che avvalorano la tesi: LEGGEREZZA = COMFORT ZEFiRe 27 Zero Energy Fishfarming Research

28 28 VISTE INTERNE DEL MODULO SPERIMENTALE ZEFiRe Zero Energy Fishfarming Research Tmin 22.4 Tmax 23.4 SEZIONE

29 CONCLUSIONI RICICLABILE steelmax TM LEGGERO SOSTENIBILE