L efficienza energetica negli edifici storici: metodi, strumenti e soluzioni ELENA LUCCHI EURAC - Institute for Renewable Energy Indice Finestre storiche di Bolzano Concept della finestra: Aspetti conservativi Aspetti energetici I due prototipi di finestra nel dettaglio: Vetrazione Telaio Distanziatore Ferramenta Installazione Certificazione Conclusioni 2 1
Concept della finestra: aspetti conservativi Attenta osservazione delle finestre storiche per riproporre l aspetto estetico delle finestre tipiche dell Alto Adige, per quanto concerne: Forma e dimensioni del serramento Proporzione tra le diverse parti Materiali e colori di vetri, serramenti, ferramenta, Posizione rispetto al vano finestra Attenzione ai dettagli costruttivi Spanciamento dei vetri Riflettanza troppo accentuata Riflettanza corretta 3 Aspetti conservativi: finestre del centro storico di Bolzano Flessibilità delle finestre Flessibilità delle finestre Vetro antico Scuri e schermature solari 4 2
Aspetti conservativi: finestre del centro storico di Bolzano Cornice troppo grande Cornice di corrette dimensioni Attenzione ai dettagli Telaio originale e nuovo Scuri e schermature solari 5 Aspetti conservativi: la Casa della Pesa di Bolzano 6 3
Aspetti conservativi: la Casa della Pesa di Bolzano 7 Aspetti conservativi: finestre della Casa della Pesa 8 4
Aspetti conservativi: finestre della Casa della Pesa 9 Metodo di lavoro Fase Intervento Scopo 1. Ispezione in situ con il conservatore Ricerca storica e valutazione del valore storico di ogni serramento Definizione di un concetto di restauro della facciata 2. Realizzazione di workshops multidisciplinari Definizione dei requisiti estetici, funzionali, visivi e materici Definizione degli elementi centrali del progetto (colori, forme, proporzioni, materiali,.) 3. Verifica delle prestazioni della finestre e delle connessioni con l edificio esistente Ottimizzazione energetica della finestra e della giunzione finestra-facciata in relazione alle disperioni per trasmissione e ventilazione, ai guadagni solari, alla condensa 4. Calcolo del bilancio termico dell edificio Calcolo del bilancio energetico con diverse alternative progettuali 5. Ispezione in situ e realizzazione di workshops multidisciplinari Verifica dei prototipi realizzati e delle modalità di installazione 10 5
Concept della finestra: aspetti conservativi ed energetici Smartwin historic, un prototipo di finestra che ripropone le caratteristiche estetiche dei serramenti storici con alte prestazioni energetiche Le esigenze conservative ed energetiche sono separate in due strati distinti: quello esterno ha una funzione estetica e riproduce l apparenza materica, cromatica e visiva delle finestre originali e quello interno ha la funzione di massimizzare l efficienza energetica del serramento Il serramento è inserito nel vano finestra esistente per evidenziare la valenza decorativa di davanzali e cornici in materiale lapideo Il serramento è inserito in mezzaria delle finestre, come accadeva nella tradizione costruttiva locale, anche per garantire un ombreggiamento nella stagione estiva. 11 Concept della finestra: dal kastenfenster ai prototipi evoluti Il sistema è concepito come una doppia finestra su modello della kastenfenster, costituita da due finestre accoppiate poste a una distanza pari allo spessore della muratura. Modello delle isoterme Rischio di condensa Nessun rischio di condensa, requisiti energetici bassi Nessun rischio di condensa, Buoni requisiti energetici Sistema kastenfenster tradizionale Sitema kastenfenster con doppio vetro Sistema kastenfenster con triplo vetro 12 6
Concept della finestra: dal kastenfenster ai prototipi evoluti Il sistema è concepito come una doppia finestra su modello della kastenfenster, costituita da due finestre accoppiate poste a una distanza pari allo spessore della muratura. Standard IV 68 Standard ruotato di 90 per avere uno spessore ridotto del telaio in facciata 113 mm 13 Prototipo industriale Il prototipo ha due ante apribili a battente. Il telaio è costituito da legno di spessore contenuto e di colore bianco. Le lavorazione è stata fatta con macchine industriali per ridurre i costi del serramento Nessun rischio di condensa Buoni requisiti energetici, tenuta all aria e igiene Ug = 0,7 W/m 2 K Uw = 0,72 W/m 2 K Modello delle isoterme per il primo prototipo di finestra Sezione orizzontale Modello delle isoterme per il primo prototipo di finestra Sezione verticale 14 7
Prototipo industriale Dettagli della vetrazione, del telaio e della ferramenta Tl = g = Attacco dall alto e laterale Dettaglio del vetro Dettaglio dell intercapedine Attacco dal basso Montante Dettaglio del telaio Dettaglio della ferramenta 15 Prototipo industriale Feedback dei conservatori: Vetro tirato presenta troppe aberrazioni Colori e dimensioni del telaio corretti Tripla vetrazione non concessa negli edifici storici Forma della finestra Colori e dimensioni del telaio Aberrazioni del vetro Tipo di ferramenta e triplo vetro Lavorazione del telaio 16 8
Prototipo artigianale Il prototipo artigianale ha quattro ante apribili a battente: la parte bassa ed alta sono separate da un telaio a ghigliottina perché ricerche storiche hanno mostrato questo modello costruttivo Nessun rischio di condensa Buoni requisiti energetici, tenuta all aria e igiene 1 2 3 4 5 5 Modello delle isoterme per il secondo prototipo di finestra Sezione orizzontale Ug = 0,56 W/m 2 K Uw = 0,71 W/m 2 K Tl = 0,67 g = 0,50 Modello delle isoterme per il secondo prototipo di finestra Sezione verticale 1 = Vetro tirato 2mm 2-3 = Vetro bassoemissivo 2mm 4 = Vetro float extra chiaro 2mm 5 = Krypton 8mm 17 Prototipo artigianale Prospetto dall'interno Dettagli del serramento e del prototipo Attacco dall alto e laterale Prospetto dall esterno Attacco dal basso Montante Dimensioni 145X225 cm Dettaglio della maniglia Prototipo Costi: Doppio vetro 4/14/4 -> Ug = 1,1 W/m 2 K -> 3.470 Triplo vetro 4/18/4/18/4 -> Ug = 0,5 W/m 2 K -> 3.670 Triplo vetro 2/8/2/8/2 -> Ug = 0,56 W/m 2 K -> 3.820 18 9
Prototipo artigianale Dettagli della vetrazione, del telaio e della ferramenta Dettaglio del vetro tirato dall esterno Dettaglio del vetro tirato dall interno Dettaglio del vetro basso emissivo t r Proporzioni della finestra Curva spettrale del vetro 19 Prototipo artigianale Dettagli della vetrazione, del telaio e della ferramenta Dettaglio del telaio Dettaglio del telaio Dettaglio della giunzione del telaio Dettaglio dell intercapedine Dettaglio del telaio Dettaglio del telaio Dettaglio del mastice esterno Dettaglio della ferramenta 20 10
Prototipo artigianale Feedback dei conservatori: Vetro tirato corretti Colori e dimensioni del telaio corretti Aspetto estetico interno ed esterno corretto Forma e dimensioni della finestra Visione dall esterno, lavorazione del telaio e tipo di ferramenta Triplo vetro di spessore ridotto 21 La posizione della finestra rispetto all isolamento ha un ruolo centrale. In questo caso era necessario rispettare la posizionedellefinestraesteticaepertanto non vi è continuità con l isolamento interno 22 11
Dettagli costruttivi dell installazione_sezione verticale 23 Certificazione Passive House Il prodotto è stato certificato secondi gli standard del Passive House Institute ed è stato testato dall Università di Graz 24 12
Conclusioni L efficienza energetica delle finestre storiche è possibile, mantenendo inalterati i valori materici, fisici ed estetici. Per ottenere questo è necessario: Collaborazione di un team multidisciplinare composto da conservatore, architetto e serramentista Sviluppo di un concept di finestra specifico legato alle caratteristiche dell edificio e del territorio Valutazione dell impatto estetico, materico e spaziale delle finestre sull intero edificio, non solo delle prestazioni energetiche Il serramentista o l impresa che produce le finestre deve garantire: Competenza e conoscenza di materiali e tecnologie di tipo tradizionale Flessibilità delle macchine per la produzione di finestre ad hoc 25 13