Risparmio Energetico e Casa Clima: dall Opportunità alla Necessità

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1 Risparmio Energetico e Casa Clima: dall Opportunità alla Necessità Lovere 25 maggio 2007 Architettura e risparmio energetico in alcuni progetti recenti di Ettore Zambelli Ettore Zambelli Dipartimento B.E.S.T.

2 Centro per minori Fondazione Don Leandro Rossi Lodi 2004/2007

3 Design team Management: Ettore Zambelli Group Giuseppe Turchini, Sergio Croce, Gabriele Masera, Matteo Ruta, Oscar Pagani, Marco Bonomi, Matteo Brasca, Davide Dell Oro, Andrea Vanossi, Gruppo VeLE

4 Intervento sperimentale per la cooperativa Famiglia Nuova a Lodi: casa per minori con caratteristiche di sostenibilità ambientale e innovazione delle tecniche costruttive.

5 L edificio punta all integrazione fra involucro e impianti: le condizioni di comfort vengono mantenute spontaneamente per la maggior parte dell anno grazie all isolamento termico e allo sfruttamento solare. Sistemi radianti (a basso consumo) integrano le funzioni dell involucro quando fa molto freddo o caldo.

6 La facciata sud comprende una serra e dei pannelli solari termici e fotovoltaici. Una copertura metallica distaccata dall edificio riduce i rischi di surriscaldamento estivo per radiazione.

7 Piano terra Piano primo

8 Fasi di montaggio della struttura mista acciaio + legno.

9 Dettagli della struttura.

10 Il lato rivolto a sud in costruzione.

11 La chiusura è costituita da un sandwich in legno e polistirene e da un elemento innovativo per facciate ventilate (sperimentazione).

12 Gli elementi esterni di parete, sviluppati con Brianza Plastica, sono concepiti per integrare sostegno del rivestimento e isolamento termico in un singolo componente.

13 Il componente è stato sviluppato attraverso simulazioni teoriche e sperimentazioni pratiche presso i laboratori del Politecnico. Prova di resistenza meccanica ai carichi verticali.

14 Studi CFD hanno permesso di ottimizzare la forma dei fori di ventilazione e la dimensione della cavità (turbolenze). I test di montaggio hanno permesso di affinare le problematiche relative a diversi materiali di rivestimento.

15 Il supporto pronto per il materiale di rivestimento.

16 Dettagli dell involucro iper-isolato.

17 Variante di rivestimento in fibrocemento su chiusura Sapisol + elemento ventilato.

18 Variante di rivestimento in terracotta su chiusura Sapisol + elemento ventilato.

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20 Le finestre saranno schermate con una persiana innovativa che garantisce isolamento notturno e modulazione della radiazione solare.

21 OUT IN OUT IN La persiana potrà essere regolata per gestire il guadagno solare, ombreggiatura e luce naturale all interno dell edificio.

22 Finitura di rivestimento: pannello ibrido fotovoltaico + solare Serramento di alluminio a taglio termico; vetro a doppia lastra (4+16+4) Chiusura verticale realizzata a secco con tecnologie S/R: doppia lastra di cartongesso(sp=2.5cm) + strato di isolamento termico(sp=5cm) + lastra di fibrocemento(sp=2cm) + doppio strato di isolamento termico(sp=10cm) Partizione orizzontale: solaio tipo woodbeton (sp=24cm)

23 La parete solare Immagini del fronte sud: la struttura e la parete solare completa

24 Sfruttamento RE Produzione elettrica e termica potenziale annuale della parete solare: da pannelli solari termici kwh/a (predisposizione) da pannelli fotovoltaici kwh/a Valore calcolato dei consumi elettrici e termici per la climatizzazione e per la produzione di acqua calda: kwh/a Dati climatici (valori medi mensili) della località in cui è stata realizzata l opera Gradi Giorno (GG): 2417 Temperatura media giornaliera periodo riscaldato: 7,1 C Irradiazione solare giornaliera media diretta: H dh: 3,7 MJ/m2 Irradiazione solare giornaliera media sul piano orizzontale: H bh: 3,9 MJ/m2 Altri dati desunti dalle norma UNI 10349

25 Impianti Per tutti gli ambienti residenziali si prevede un impianto di riscaldamento e raffrescamento a pannelli radianti a pavimento. Tale impianto, utilizzando acqua a bassa temperatura come fluido vettore, consente l'utilizzo di generatori di calore con tecnologia a condensazione alimentato a gas metano. Nel soggiorno è stato pensato uno scambiatore di calore integrato nel camino a legna che potrà saltuariamente, contribuire al fabbisogno termico. La zona del Centro Studi e degli uffici prevede invece un impianto di riscaldamento e raffrescamento con mobiletti ventilconvettori. L impianto prevede l installazione di un bollitore a predisposizione di un sistema a pannelli solari termici installabili nella parete solare.

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29 Coordinamento e responsabile progettazione: Ettore Zambelli Assistenti e direzione lavori: Matteo Ruta, Matteo Brasca Consulenti: Giuseppe Turchini, Sergio Croce Gabriele Masera, Oscar Pagani, Marco Bonomi, Davide Dell Oro, Andrea Vanossi Niccolò Aste, Lavinia Tagliabue

30 Scuola materna e asilo nido Milano, via Brivio

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32 Gli obiettivi principali del progetto erano: comfort molto elevato in inverno e in estate; consumo per riscaldamento invernale sotto 30 kwh/m² anno; integrazione di involucro e impianti e uso di fonti rinnovabili; flessibilità per successiva trasformazione in scuola primaria.

33 Pianta del piano terreno con le aree esterne ludiche (espansione dell esperienza formativa). Le aule sono orientate a sud.

34 L edificio ha un tetto inclinato che serve per: produzione gratuita di elettricità (sistema PV); ventilazione per stratificazione + camino solare.

35 Il fronte nord.

36 Particolare sull atrio.

37 I camini solari (6 unità, 1 x.20 m ciascuno) sono stati progettati in funzione dell inclinazione sull orizzontale, del Δh tra ingresso e uscita e delle sezioni di apertura.

38 L involucro dell edificio è caratterizzato da elevata resistenza termica, mentre l inerzia termica è concentrata nel pavimento (calcestruzzo).

39 Particolare chiusura verticale.

40 Dettaglio del rivestimento in terracotta.

41 Dettaglio della facciata Ovest.

42 Il fronte sud (laboratori).

43 L edificio è free-running per la maggior parte delle stagioni miti. Un sistema scaldante/raffreddante a pavimento, integrato da ventilazione meccanica, garantisce condizioni di comfort nelle stagioni estreme. L acqua calda (riscaldamento+acs) e quella fredda sono prodotte da una pompa di calore geotermica. Buona parte dell elettricità per la pompa di calore è prodotta da un sistema FV sul tetto. Il fabbisogno per riscaldamento è stimato a 20 kwh/m²y (simulazioni dinamiche con codice DOE-2, LBL, USA).

44 Committente: Comune di Milano Gruppo di progettazione Politecnico di Milano Coordinamento: Ettore Zambelli Architettura: Ettore Zambelli, Emilio Pizzi Tecnologie per risparmio energetico: Gabriele Masera, Matteo Ruta, Marco Bonomi, Oscar Pagani, Davide Dell Oro, Francesco Frontini Didattica: Giorgio Ponti, Alessandro Trivelli Strutture: Francesco Iorio Elementi vetrati: Sergio Croce, Tiziana Poli Aree verdi e paesaggio: Ferdinando Mandarini, Massimiliano Mandarini Acustica: Dario Paini Il cortile interno. Risparmio energetico e integrazione edificioimpianti: Simone Ferrari, Paolo Oliaro, Giorgio Brunoventre, Alessandro Savettiere, Alberto Cariboni Allestimenti interni: Manuela Grecchi, Laura Malighetti, Federica Gasparetto

45 Ospedale Ceccarini Ristrutturazione ed ampliamento Riccione 2001/2007

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50 L architettura Rivestimenti differenziati a seconda delle funzioni spaziali: Stanze di degenza, di diagnosi, ecc.; corridoi; servizio funebre; locali tecnici; luoghi calmi. Rame Camera Calda Rame Degenza e Attesa dolenti Metallo L.T. copertura Cotto Collegamenti Vert. Cotto fonoass. L.T. Vetro Collegamenti Orizz.

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54 Passerelle di collegamento Struttura reticolare

55 Costruzione stratificata a secco

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58 Installazione della parete di prova in cantiere.

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62 Protezione antincendio Struttura a vista Struttura rivestita

63 Progetto B.I.R.D. (Bioedilizia Inclusione Risparmio energetico Domotica) Regione Lombardia Comune di Brescia ALER di Brescia Costruzione di 52 residenze e centro servizio per anziani Brescia Sanpolino

64 Le residenze

65 Il complesso Committente: ALER Brescia Gruppo di progettazione Architettura, tecnologia e strategie energetiche: Ettore Zambelli, Ivan Ciocchi, Danilo Scaramella Marco Bonomi, Oscar Pagani, Matteo Ruta Impianti: Angelo Bortolazzi Strutture: Leonardo Chiarini

66 Fronte sud e piante dei due piani.

67 BIRD (Bioedilizia, Inclusione, Risparmio energetico e Domotica) si proponeva, tra l altro, di raggiungere un valore di consumo inferiore ai 50 kwh/m² per anno con l uso di sistemi principalmente passivi. Il risultato complessivo (EN 832) è di 17 kwh/m²anno calcolati.

68 Il centro servizi.

69 In inverno, il calore è conservato nell edificio grazie a un involucro molto isolato; la radiazione solare è sfruttata tramite vetrate a sud e serre. In estate, la sporgenza del tetto esclude la radiazione solare diretta nei mesi più caldi. Pannelli fotovoltaici sul tetto producono elettricità.

70 Strategie invernali: conservazione del calore (isolamento termico); guadagno solare; presenza di serre e di elementi di accumulo termico; pavimento radiante (teleriscaldamento); ventilazione con recupero di calore.

71 Strategie estive: schermatura del fronte sud tramite aggetto; tetto ventilato; doppio affaccio per cross-ventilation; pavimento radiante (cooling) alimentato da acqua raffrescata con sonde geotermiche.

72 Valutazione dei livelli di illuminamento interno (la captazione solare non deve indurre discomfort visivo). La quantità di massa inerziale interna è stata dosata in modo da smorzare opportunamente la temperatura dell aria nei periodi estremi.

73 Esploso della cellula abitativa con in evidenza il sistema costruttivo S/R e la copertura ventilata.

74 Piante esecutive 1:50.

75 Dettaglio costruttivo orizzontale.

76 Sezione 1:20 degli appartamenti.

77 Dettaglio del tetto (doppio).

78 Dettaglio costruttivo verticale.

79 Residenze ecocompatibili Residenze classe A eco Selvino (BG) 2007

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82 Planivolumetrico

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