Efficienza energetica e fonti rinnovabili: RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DI EDIFICIO RESIDENZIALE A RIVALTA DI TORINO: da edilizia anni 70 a casa passiva Arch. Luca Raimondo
COS E UN EDIFICIO PASSIVO? Un edificio passivo è un edificio che assicura condizioni termoigrometriche di benessere all interno dei propri spazi, senza alcun impianto di riscaldamento convenzionale Le perdite di calore sono per buona parte compensate dal calore fornito dagli apporti solari e da quello prodotto e recuperato dalle sorgenti interne (occupanti, elettrodomestici, ) PASSIVHAUS (D) PASSIVE HOUSE (GB) fabbisogno di calore 15 kwh/(m 2 anno) Classificazione energetica degli edifici (Casaclima) pari a 1,5 l gasolio /m 2
in un edificio passivo BILANCIO ENERGETICO DELLA PASSIVHAUS apporti solari involucro edificio apporti interni apporti non utilizzati energia recuperata apporti metabolici t i = 20 C scambi per ventilazione FE < 15 kwh/(m 2 anno) CALORE DA FORNIRE scambi per trasmissione
DOVE NASCE LA PASSIVHAUS? La prima PH viene costruita in Germania nel 1991 Dopo una prima fase sperimentale, si è registrata una rapida diffusione di questo standard costruttivo: nel 2006 in Europa si son contate oltre 8000 costruzioni (circa la metà collocate in Germania) Passivhaus a Darmstadt (D) - 1991 Il FE è pari a 10 kwh/m 2 anno, stabile da 15 anni!
EDIFICI PASSIVI IN ITALIA RIQUALIFICAZIONE EDIFICIO ESISTENTE NUOVO EDIFICIO Residenza a Cignolo d Isola (Bg) - 2005 Il FE è < 15 kwh/m 2 anno NUOVO EDIFICIO ExPost a Bolzano - 2004 Il FE è pari a 7 kwh/m 2 anno Residenza a Cherasco (Cn) - 2007 Il FE è pari a 14,6 kwh/m 2 anno
EDIFICIO PASSIVO O CLASSE A+? Un edificio passivo è un edificio in classe A +. ma un edificio in classe A+ potrebbe non essere un edificio passivo! infatti la classificazione regionale prevede: Clima di Torino e non della località reale Energia primaria per riscaldamento e acs e non Fabbisogno calore per il riscaldamento EP L TO = EP H_TO + EP ACS_TO
CASA PASSIVA A RIVALTA: EDIFICIO ANNI 70 Edificio monofamiliare Principali caratteristiche Zona climatica: E (2666 GG) Superficie utile di calpestio: 343,2 m 2 Volume lordo riscaldato: 1631,5 m 3 Fattore di Forma, S/V: 0,54 m -1 Esposizione edificio: asse N/S Fronte Nord Vista zenitale Fronte Sud ed Est
CASA PASSIVA A RIVALTA: EDIFICIO ANNI 70 Caratteristiche involucro Struttura Parete verticali: blocchi di laterizio, sp 40-45 cm Solaio di pavimento: laterocemento, sp 35 cm Solaio di copertura: laterocemento, sp 20 cm (vs sottotetto) Finestre: telaio in legno e vetrocamera trad. U m [W/(m 2 K)] 0,78 1,1 2,8 3,3 Tipica struttura degli anni 70, priva di isolamento termico Caratteristiche impianto riscaldamento Sottosistema Generatore di calore: caldaia a gasolio del 73 Distribuzione: colonne montanti in traccia Terminali erogazione: termosifoni in ghisa Regolazione: cronotermostato on/off [ % ] 82 % 94 % 96 % 96 % Rendimento medio globale = 71%
CASA PASSIVA A RIVALTA: EDIFICIO ANNI 70 Perché riqualificare? Alti costi gestione (oltre 3000 /anno di gasolio per il riscaldamento di una porzione dell edificio) Elevato discomfort termico - superfici fredde; - temperature degli ambienti non ottimali; ed ammodernamento funzionale degli spazi abitativi! G ET i = 263 kwh/(m 2 a) EP i = 348,3 kwh/(m 2 a)
CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE IL PROGETTO: La riqualificazione ha riguardato integralmente il sistema edificio impianto Progettazione: geom Gianni Romano Consulenza energetico-ambientale: ing. Guglielmina Mutani arch. Luca Raimondo Pianta piano terra Pianta piano sottotetto
Efficienza energetica e fonti rinnovabili: CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE ANALISI CLIMATICA DI SITO: Buone potenzialità di soleggiamento (compromesse però dall orientamento dell edificio) Scarse potenzialità di ventilazione ANALISI SOLEGGIAMENTO INVERNALE: 21 dicembre ore 10, 12 e 14 ANALISI SOLEGGIAMENTO ESTIVO: 21 giugno ore 8, 12 e 16
CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE ANALISI BILANCIO ENERGETICO EDIFICIO ESISTENTE: 8% 13% 13% Hop Hw Hpt Hv 66% G Elevate dispersioni attraverso l involucro opaco (non isolato termicamente!) Alta incidenza dei ponti termici ET i = 263 kwh/(m 2 a) EP i = 348,3 kwh/(m 2 a)
CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE ANALISI CONFIGURAZIONI DI INTERVENTO ALTERNATIVE (configurazioni di studio) RIFERIMENTO (DLgs 311/06 - DCR 98-1247/07) CONFIGURAZIONE A CONFIGURAZIONE B CONFIGURAZIONE C CONFIGURAZIONE G CONFIGURAZIONE H - PASSIVHAUS - CARATTERISTICHE INVOLUCRO Trasmittanza media [W/(m 2 K)] Trasmittanza media [W/(m 2 K)] Trasmittanza media [W/(m 2 K)] Trasmittanza media [W/(m 2 K)] Pareti verticali 0,37 0,17 0,17 0,17 Solaio pavimento 0,38 0,20 0,15 0,15 Solaio copertura 0,32 0,16 0,12 0,12 Serramenti 2,4 1,40 1,40 1,40 Trasmittanza media Trasmittanza media [W/(m 2 K)] [W/(m 2 K)] 0,17 0,11 0,15 0,16 0,12 0,11 1,40 1,1-1,2 altro CARATTERISTICHE VENTILAZIONE Tipo NATURALE NATURALE NATURALE MECCANICA Ricambi [vol/h] 0,5 0,5 0,5 0,5 recuperatore calore (50%) altro CARATTERISTICHE IMPIANTO RISCALDAMENTO Tipo TRADIZIONALE TRADIZIONALE TRADIZIONALE TRADIZIONALE Rendimento medio stagionale 79% 79% 79% 79% ET progetto [kwh/(m 2 anno)] 94,84 49,33 45,46 28,05 EP progetto [kwh/(m 2 anno)] 120,05 62,44 57,55 35,50 Classe casaclima serra a Sud MECCANICA MECCANICA 0,5 0,5 recuperatore calore e geotermico recuperatore calore e geotermico BASSA TEMP. BASSA TEMP. 93% 93% 19,73 13,38 21,19 14,39 E C C B A A+
INTERVENTI A PROGETTO: CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE
CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE PRESTAZIONI ENERGETICHE EDIFICIO RIQUALIFICATO: (progetto) 23% 45% A+ 0% 32% Hop Hw Hpt Hv Incidenza delle voci del bilancio energetico Risparmio di circa il 95% rispetto alla spesa iniziale di riscaldamento Riduzione delle emissioni di gas serra di circa il 97% (da gasolio a metano) ETi = 14,28 kwh/(m2a) EPi = 15,47 kwh(m2a)
Analisi termoigrometrica dei principali componenti di involucro SOLAIO DI PAVIMENTO (vs terreno) Stratigrafia n CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE descrizione strati s R (interno-esterno) [m] [ W / (m K) ] [ m 2 K / W ] 1 strato liminare interno 0,17 2 piastrelle in ceramica su colla 0,015 1 0,02 3 caldana in cls, per pavimento radiante 0,06 1,265 0,05 4 polistirene espanso in lastre a.d. (Neopor) 0,200 0,0341 5,87 5 getto di cls alleggerito x impianti 0,1 0,2415 0,41 6 getto di cls armato 0,05 0,9545 0,05 7 igloo in pvc 0,005 0,16 0,03 8 intercapedine d'aria debolmente ventilata 0,3 0,14 9 ( terreno ) 10 strato liminare esterno 0,04 Verifica condensa interstiziale totale 0,73 6,78 Trasmittanza termica U = 0,15 W/(m 2 K) (il valore scende a 0,098 W/(m 2 K) se si considera il terreno) Capacità termica effettiva C = 127690 J/(m 2 K) ATTENZIONE: INSERIRE BARRIERA VAPORE
Analisi termoigrometrica dei principali componenti di involucro PARETE VERTICALE Stratigrafia n CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE descrizione strati s R (interno-esterno) [m] [ W / (m K) ] [ m 2 K / W ] 1 strato liminare interno 0,130 2 intonaco di calce e gesso 0,02 0,805 0,025 3 blocco in laterizio 0,2 0,2645 0,756 4 pannelli in EPS con grafite (Neopor) 0,26 0,0341 7,625 5 intercapedine d'aria non ventilata 0,02 0,130 6 mattone semiforato per paramano 0,12 0,357 7 8 9 10 strato liminare esterno 0,040 Verifica condensa interstiziale totale 0,620 9,062 Trasmittanza termica U = 0,108 W/(m 2 K) Capacità termica effettiva C = 80696 J/(m 2 K) Parametri termici dinamici = ~ 16 ore a = 0,07 ATTENZIONE: INSERIRE BARRIERA VAPORE
Analisi termoigrometrica dei principali componenti di involucro SOLAIO DI COPERTURA Stratigrafia n CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE descrizione strati s R (interno-esterno) [m] [ W / (m K) ] [ m 2 K / W ] 1 strato liminare interno 0,10 2 tavella tipo Pica 0,02 0,59 0,03 3 getto di cls 0,04 0,81 0,05 4 pannelli in lana di roccia a.d. 0,16 0,0374 4,28 5 pannelli in lana di roccia b.d. 0,16 0,0374 4,28 6 intercapedine d'aria ventilata 0,05 0,04 7 8 9 10 strato liminare esterno 0,04 Verifica condensa interstiziale totale 0,43 8,82 Trasmittanza termica U = 0,11 W/(m 2 K) Capacità termica effettiva C = 83544 J/(m 2 K) Parametri termici dinamici = ~ 11 ore a = 0,32 ATTENZIONE: INSERIRE BARRIERA VAPORE
CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE DETTAGLI COSTRUTTIVI - risoluzione ponti termici Intonaco interno (1,5 cm) Blocco in laterizio (20-25 cm) Polistirene con grafite (26 cm) Intecapedine d aria (2 cm) intercapedine NODO parete interna - solaio su vespaio Caldana armata per pavimento radiante Polistirene espanso Getto di cls alleggerito Getto di cls con rete metallica Vespaio con igloo Getto di pulizia in cls magro Pannello in lana di legno mineralizzata (5 cm) NODO parete esterna - solaio su vespaio (soluzione per nuove pareti)
CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE DETTAGLI COSTRUTTIVI - risoluzione ponti termici NODO connessione serramento Pannello in lana di legno mineralizzata (5 cm) Intonaco interno (1,5 cm) Blocco in laterizio (20-25 cm) Polistirene con grafite (26 cm) Intecapedine d aria (2 cm) Strato di pendenza in cls Polistirene con grafite (16 cm) NODO parete verticale - solaio piano
CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE DETTAGLI COSTRUTTIVI - risoluzione ponti termici Orditura in legno incrociata Lana minerale a diversa densità Barriera al vapore Tavelle a vista con getto cls Orditura in legno avvitata Tegole tipo marsigliesi NODO parete verticale - solaio copertura Intonaco interno (1,5 cm) Blocco in laterizio (20-25 cm) Polistirene con grafite (26 cm) Intecapedine d aria (2 cm) Paramano esterno (12 cm) Strato di pendenza in cls Polistirene con grafite (6 cm) NODO parete verticale - balcone a sbalzo
CASA PASSIVA A RIVALTA: RIQUALIFICAZIONE
CASA PASSIVA A RIVALTA: CANTIERE DETTAGLI COSTRUTTIVI - risoluzione ponti termici in copertura Particolare taglio della copertura per passaggio isolamento termico Particolare orditura in legno
CASA PASSIVA A RIVALTA: CANTIERE DETTAGLI COSTRUTTIVI - posa isolamento termico in parete Parete con mattone esterno a vista Fronte Est, inizio posa isolamento
DETTAGLI COSTRUTTIVI posa isolamento termico in parete CASA PASSIVA A RIVALTA: CANTIERE Particolare posa isolante in parete Fronte Sud ed Est
CASA PASSIVA A RIVALTA: FINE CANTIERE Esterno dell edificio: fronte Sud ed Est in fase di ultimazione
CASA PASSIVA A RIVALTA: FINE CANTIERE Esterno dell edificio: fronte Est Esterno dell edificio: dettaglio fronte Ovest
CASA PASSIVA A RIVALTA: MONITORAGGIO Il monitoraggio si pone come obiettivo la misurazione dei principali parametri termofisici caratteristici del sistema edificio-impianto al fine di valutare le prestazioni energetiche dei diversi sistemi tecnologico-impiantistici nella stagione estiva ed invernale. SISTEMA DI VENTILAZIONE MECCANICA Scambiatore geotermico ad aria (efficienza e risposta dinamica del terreno) Recuperatore di calore entalpico (efficienza) SISTEMA DI INVOLUCRO Solaio di copertura inclinato (trasmittanza termica e comportamento dinamico) Parete verticale (trasmittanza termica) AMBIENTE INTERNO - SOGGIORNO Confort termico, oscillazioni di temperatura e freecooling estivo
CASA PASSIVA A RIVALTA: MONITORAGGIO SISTEMA DI INVOLUCRO - Solaio di copertura Obiettivo è determinare: trasmittanza termica sfasamento e attenuazione capacità termica dinamica (anche in relazione al raffrescamento ventilativo notturno che verrà attuato) resistenza ed efficacia di controllo solare dell intercapedine d aria ventilata Schema di posizionamento delle sonde
CASA PASSIVA A RIVALTA: EXTRACOSTI Spese ad oggi sostenute (manca il sistema di VMC) ISOLAMENTO TERMICO INVOLUCRO OPACO Fornitura e posa materiale coibente: 43000,00 Extracosto stimato per suddetta voce: 30% SERRAMENTI Fornitura e posa nuovi serramenti: 30000,00 Extracosto stimato per suddetta voce: 35%