Architetto Carlo Dario, Relatore, Consulente Esperto e Auditore autorizzato dall Agenzia CasaClima Vicepresidente CasaClima Network Padova Rovigo Venezia: padova-rovigo@casaclima-network.info 2 1
Cos è un edificio Efficiente 3 Cos è un edificio Efficiente 4 2
Cos è un edificio Efficiente 5 Cos è un edificio Efficiente 6 Classe CasaClima Efficienza dell involucro Efficienza dell involucro + impianti (CO2) Sostenibilità ambientale Nature 3
Consumi di energia in Europa 7 La direttiva Europea 2001/91/CE introduce il concetto di efficienza energetica. Identifica il settore edilizio quale responsabile del 40% dei consumi energetici globali derivanti da riscaldamento acqua calda sanitaria e consumo di energia Elettrica. fonte: agenzia CasaClima 2007 Norma in Italia in applicazione alla direttiva europea 2009/28/CE 8 Il D.L. n. 28/2011 del 3 marzo all allegato 3, comma 1: 1. Nel caso di edifici nuovi o edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti, gli impianti di produzione di energia termica devono essere progettati e realizzati in modo da garantire il contemporaneo rispetto della copertura, tramite il ricorso ad energia prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili, del 50% dei consumi previsti per l acqua calda sanitaria e delle seguenti percentuali della somma dei consumi previsti per l acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento: a) il 20 per cento quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è presentata dal 31 maggio 2012 al 31 dicembre 2013; b) il 35 per cento quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è presentata dal 1 gennaio 2014 al 31 dicembre 2016; c) il 50 per cento quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è rilasciato dal 1 gennaio 2017. 4
Consumi di energia delle abitazioni 9 fonte: Enea Dispersioni termiche dell involucro 10 Edificio senza isolamento.! 5
Dispersioni termiche dell involucro 11 Edificio con isolamento.! Elementi che incidono nell efficienza 12 fonte: Ape arch. Dandri 6
Elementi che incidono nell efficienza Fonte: dr. U. Klammsteiner Agenzia CasaClima Elementi che incidono nell efficienza Fonte: dr. U. Klammsteiner Agenzia CasaClima 7
Edificio Efficiente in regime estivo Fonte: dr. U. Klammsteiner Agenzia CasaClima Edificio Efficiente in regime estivo Fonte: dr. U. Klammsteiner Agenzia CasaClima 8
Costruire in modo efficiente: Orientamento a) Le finestre orientate verso nord aumentano il fabbisogno energetico.! b) Una posizione esposta ai venti causa perdite di calore dovute agli stessi.!! c) Una posizione troppo ombreggiata riduce i guadagni termici solari.!! d) Forme complesse aumentano il fabbisogno energetico.!! e) Bisogna cercare di costruire forme compatte, maggior volume in minor superficie.!! 17 a! b! c! d! e! fonte: CasaClima Costruire in modo efficiente: Rapporto Superficie/Volume 18 fonte: Ape arch. Dandri 9
Dispersioni termiche dell involucro 19 Dispersioni termiche dell involucro 20 fonte: Ape arch. Dandri 10
Dispersioni termiche dell involucro 21 fonte: Ape arch. Dandri Dispersioni termiche dell involucro 22 fonte: CasaClima 11
Dispersioni termiche dell involucro Verifica ponte termico attacco a terra Attacco a terra con taglio termico Attacco a terra con taglio termico Attacco a terra con taglio termico ingrandimento Attacco a terra con taglio termico ingrandimento Dispersioni termiche dell involucro Verifica ponte termico attacco a terra Finestra con soglia passante senza taglio termico Finestra con soglia arretrata e taglio termico Finestra con soglia arretrata e taglio termico 12
Fisica tecnica protezione dal freddo! La conduttività termica Lambda (λ): 25 La conduttività termica è la quantità di calore che viene trasmessa attraverso 1m² di un materiale con uno spessore di 1 metro, se la differenza di temperatura è di un 1 C (1 Kelvin). Unità [W/(mK)]. Il valore Lambda (λ) è una proprietà del materiale più piccolo è, meglio è. Fisica tecnica protezione dal freddo! La resistenza termica R t e la conduttività termica Lambda 26 La resistenza alla trasmissione termica indica il potere isolante di un materiale riferito alla conduttività ed allo spessore del materiale.!!!!r t = d/λ [m 2 K/W] Isolante lambda 0,035W/mK s=10cm Isolante lambda 0,045W/mK s=12,9cm Muro in mattoni por. λ=0,09 s=25,7cm Legno di conifera λ=0,13 s=37,1cm Legno di latifoglia λ=0,18 s=51,4cm muro in mattoni λ=0,21 s=60cm Muro in mattoni pieni λ=0,70 cemento armato λ=2,10 s=200cm s=600cm Spessori diversi per ottenere la stessa resistenza termica a seconda del valore Lambda.! fonte: ing. R. Erlacher 13
Fisica tecnica protezione dal freddo! La trasmittanza termica, valore U: 27 La trasmittanza termica o coefficiente globale di trasmissione termica indica il flusso di calore che viene ceduto dall ambiente interno all aria esterna attraverso una superficie di 1m 2 e con la differenza di 1K (in condizioni stazionarie). L unità di misura è: [W/ (m 2 K)].!!!U=1/R t [W/m 2 K] Un valore U basso = buon elemento da costruzione. Un valore U alto = cattivo elemento da costruzione. Il valore U è una proprietà del materiale posato i opera, dipende da λ e dallo spessore impiegato.!! Riqualificazione energetica con demolizione e ricostruzione: Classe A CasaClima Edificio Residenziale : via Cimitero di Monigo, 2 -Treviso Progettazione architettonica: arch. Gianfilippo Filippi, 14
Dimensioni Edificio Superficie lorda Superficie netta Volume lordo Volume netto 147,00 mq 122,00 mq 522,00 mc 391,00 mc Caratteristiche elementi Rapporto S/V 0,79 1/m Coefficiente medio di trasmissione 0,27 W/(m 2 K) Coefficiente di trasmissione Pareti 0,15 W/(m 2 K) Coefficiente di trasmissione Copertura 0,18 W/(m 2 K) Coefficiente di trasmissione Contro Terra 0,19 W/(m 2 K) Coefficiente di trasmissione Serramenti 1,30 W/(m 2 K) Stato di fatto Certificato CasaClima Circa 5.300 anno Circa 350 anno 15
Piante Prospetti 16
Sezioni Edificio Certificato 17KWh Edificio Ruotato di 180 26KWh 17
Bilancio energetico 35 Bilancio energetico 36 3191 l + 472 l - 276 l - 243 l! = 3144 litri di gasolio! 3144 litri di gasolio / 226 m 2 = 13,9 ~ 14 l/(m 2 a)! 3144 litri di gasolio x 1,70 /l = 5344,80! fonte: arch. C. Bortolini 18
Consumo energetico specifico per riscaldamento [ l/(m² a) ]! 25 20 15 ca. 25 c.a. 17 c.a. 14 Consumo medio ca. 18-21 l/(m² a)! 37 10 5 7 5 3 1,5 0 Edifici storici Costruzione vecchia 1976 legge 373 Costruzione vecchia 1991 legge 10 Case a basso consumo CasaClima B CasaClima A Case passive fonte: P. Erlacher Dispersioni per trasmissione 38 solaio/tetto parete finestre solaio fonte: arch. C. Bortolini 19
Edificio risanato 39 Fabbisogno di calore per la climatizzazione! invernale relativo al sito di progetto! 24,1% = 472 l/a! 14,2% = 276 l/a! 12,3% = 243 l/a! 75,9% = 1488 l/a! 73,5% = 1441 l/a! 1 litro di gasolio ~ 10 kwh" " Grado di utilizzo degli apporti di calore η = 1,00 " " senza il rendimento del impianto" " fonte: arch. C. Bortolini Bilancio energetico: Edificio risanato 40 1488 l + 472 l - 276 l - 243 l! = 1441 litri di gasolio! 1441 litri di gasolio / 226 m 2 = 6,3 l/(m 2 a)! 1441 litri di gasolio x 1,70 /l = 2.449,70! fonte: arch. C. Bortolini 20
472 l/a! Confronto riqualificazione Fabbisogno di calore per la climatizzazione! invernale relativo al sito di progetto! 276 l/a! 243 l/a! 41 3191 l/a! 3144 l/a! 1 litro di gasolio ~ 10 kwh" " " " 472 l/a! 1488 l/a! 276 l/a! 243 l/a! 1441 l/a! Edificio secondo la legge 10/1991! Grado di utilizzo degli apporti di calore η = 1,00 " senza il rendimento del impianto" 3144 litri di gasolio / 226 m 2 = 14 l/(m 2 a)! 3144 litri di gasolio x 1,70 /l = 5344! 1 litro di gasolio ~ 10 kwh" " " " Grado di utilizzo degli apporti di calore η = 1,00 " senza il rendimento del impianto" 1441 litri di gasolio / 226 m 2 = 6,3 l/(m 2 a)! 1441 litri di gasolio x 1,70 /l = 2.449! fonte: arch. C. Bortolini [ l/(m² a) ]! 25 SOVRACCOSTI IN ALTO ADIGE (non validi per risanamento)! ca. 25 42 20 15 c.a. 17 50 % c.a. 14 10 5 7 5 3 1,5 0 Edifici storici Costruzione vecchia 1976 legge 373 Costruzione vecchia 1991 legge 10 Case a basso consumo +3-4% CasaClima B CasaClima A Case passive +20% fonte: ing. R. Erlacher 21
[ l/(m² a) ]! 25 SOVRACCOSTI NEL VENETO (non validi per risanamento)! ca. 25 43 20 15 c.a. 17 50 % c.a. 14 10 5 7 5 3 1,5 0 Edifici storici Costruzione vecchia 1976 legge 373 Costruzione vecchia 1991 legge 10 Case a basso consumo +8% CasaClima B CasaClima A Case passive +25% fonte: arch. C. Bortolini AUMENTO DEI COSTI ESEMPIO 2010!! Costi di costruzione di una casa privata al grezzo con un isolamento secondo Legge 10/91 260.700,00.! Costi per il riscaldamento per 25 anni 14l/mqa x 226mq x 25a x 1,10 = 87.000,00.!! Costi di costruzione di una CasaClima C al grezzo 260.700,00 + 8% = 281.500,00. - 20.800,00! Costi per il riscaldamento per 25 anni 7l/mqa x 226mq x 25a x 1,10 = 43.500,00. + 43.500,00!! guadagno dopo 25 anni pari a 22.700,00.!! Ammortamento per la posa in opera della coibentazione = 20.800,00 / 1.740,00 = 12 anni!! In media una CasaClima C si ammortizza fra 8 15 anni!!! 44 22
AUMENTO DEI COSTI ESEMPIO 2012!! 45 Costi di costruzione di una casa privata al grezzo con un isolamento secondo Legge 10/91 260.700,00.! Costi per il riscaldamento per 25 anni 14l/mqa x 226mq x 25a x 1,70 = 134.500,00.!! Costi di costruzione di una CasaClima C al grezzo 260.700,00 + 8% = 281.500,00. - 20.800,00! Costi per il riscaldamento per 25 anni 7l/mqa x 226mq x 25a x 1,70 = 67.500,00. + 67.500,00!! guadagno dopo 25 anni pari a 46.200,00.!! Ammortamento per la posa in opera della coibentazione = 20.800,00 / 2.680,00 = 8 anni!! In media una CasaClima C si ammortizza fra 8 15 anni!!! 1!! Stratificazione! 2!! 3!! 46 1 isolamento esterno: all interno della struttura portante l oscillazione della temperatura è minima; nessun problema di diffusione soluzione ottimale. 2 isolamento interno: la struttura portante è soggetta a grandi variazioni di temperatura; problemi di diffusione. Ci sono problemi con i ponti termici su solai e muri a contatto con il perimetro dell edifico. 3 isolamento in intercapedine: è la soluzione più costosa, necessita di verifica termoigrometria, se la struttura e esterna presenta le stesse problematiche della solzione 2. 23
Valore U di una finestra Uw 47 Il valore Uw è il risultato della combinazione delle tre parti che compongono il serramento.! Ug = valore U del vetro! Ψ = ponte termico lineare del distanziatore! Uf = valore U del telaio! Serramenti a norma Uf = 2,5 Serramenti di progetto Uf = 1,1 Incidenza dei serramenti nell efficienza complessiva Progettazione architettonica: arch. Gianfilippo Filippi, Progettazione energetica: arch. Carlo Dario 24
Serramenti Uf =1,1 Edificio Certificato 17KWh Serramenti Uf = 2,5 Edificio a 21KWh Progettazione architettonica: arch. Gianfilippo Filippi, Progettazione energetica: arch. Carlo Dario Valori importanti del vetro 50 Esempio di possibili guadagni in una facciata a sud! Certificazione CE sul valore Ug del vetro obbligatoria dal Marzo 2007, non esistono proroghe.! fonte: Arch. M. Benedikter 25
Fattore solare del vetro 51 Esempio di un vetro 3+3/16/4+4 b.e.! fonte: Arch. M. Benedikter Posizionamento del serramento 52 NO! SI! SI! 26
Posizionamento del serramento 53 fonte: arch. F. Dandri Posizionamento del serramento 54 27
Condensa 55 Condensa 56 fonte: arch. F. Dandri 28
Ponti termici Raffreddamento della superficie interna vicino o inferiore alla temperatura di rugiada (in inverno per 20 C e umidità relativa di 70%, 80% è circa 14 C ) causando fenomeni di condensa superficiale e possibile formazione di macchie e muffe.! 57 Con il 100% di umidità all esterno a 0!! se porto dentro quell aria e la riscaldo!! avrò il 28% di umidità all interno a 20! Con il 95% di umidità all esterno a 10!! se porto dentro quell aria e la riscaldo!! avrò il 50% di umidità all interno a 20! fonte: arch. L. Devigili Ponti termici 58 29
Ponti termici Le dispersioni termiche causate dai ponti termici mediamente possono essere valutate al 20%-30% rispetto alle dispersioni termiche globali. 59 fonte: arch. L. Devigili Soluzioni per il piano terra/interrato 60 xps vetro cellulare! volume riscaldato 30
Soluzioni per il piano terra/interrato Blocchi per tagli termico delle murature! 61 Isolanti minerali: Soluzioni per il piano terra/interrato perlite! 62 31
Soluzioni per il piano poggioli/pensiline Isolanti : taglio termico! 63 Disgiuntore termico! fonte: sito Schoeck Ponti termici Isolamento termico di una struttura a sbalzo 64 Sistema di aggancio con taglio termico fonte: Provincia Autonoma BZ 32
Ponti termici Isolamento termico di una struttura a sbalzo 65 fonte: Provincia Autonoma BZ Ponti termici 66 33
Soluzioni cassonetti termici Soluzioni per soglie/davanzali 68 34
Ponti termici Isolamento termico perimetrale controterra 69 fonte: Provincia Autonoma BZ Ponti termici Isolamento termico in corrispondenza dei fori finestra 70 fonte: Provincia Autonoma BZ 35
Ponti termici Isolamento termico perimetrale per tetto piano 71 fonte: Provincia Autonoma BZ Il tetto 72 fonte: Riwega 36
INVERNO 1 passaggio di calore 2,5 passaggio di vapore acqueo 7,8,9,10 passaggio di vapore acqueo giorno/notte Il tetto ESTATE 73 3 passaggio di calore 4,6 passaggio di vapore acqueo 7,8,9,10 passaggio di vapore acqueo giorno/notte 9 fonte: Riwega Il tetto REGOLE PER UN PACCHETTO DI COPERTURA SENZA PROBLEMI DI CONDENSA La resistenza termica dovrebbe aumentare dalla parte calda alla parte fredda La resistenza alla diffusione del vapore dovrebbe diminuire dalla parte calda alla parte fredda. 74 fonte: Riwega 37
La tenuta all aria 75 fonte: Riwega - www.baupraxis.de Impermeabilizzazione all aria e al vento! 76 fonte: arch. www.energystar.gov 38
Il tetto POSA IN OPERA FRENI A VAPORE E TELO TRASPIRANTE 77 fonte: Riwega Dispersioni per ventilazione 78 39
Ricambio d aria tramite VMC! Macchina della Ventilazione Meccanica Controllata Prova della tenuta all aria Blower Door Test Ricambio d aria tramite VMC! 80 Funzionamento Ventilazione Meccanica Controllata con una efficienza di recupero del calore del 90% 40
Ventilazione Meccanica Controllata con recupero al 92% Ventilazione Meccanica Controllata con recupero al 60% Incidenza della VMC nell efficienza complessiva VMC 92% recupero del calore Edificio Certificato 17KWh VMC 60% recupero del calore Edificio a 28KWh 41
VMC 92% recupero del calore Edificio Certificato 17KWh Classe A CasaClima Orientamento sbagliato Telaio finestra 2,5 W/m2k VMC 60% recupero del calore Edificio a 51 KWh Classe C CasaClima Una CasaClima 84 Coniuga basso fabbisogno energetico + benessere abitativo Risparmio energetico non vuol dire sacrificio Definisce una classe energetica, non un linguaggio architettonico, quindi si può costruire con tute le tecnologie L unico elemento vincolante per la certificazione CasaClima è lo standard di efficienza energetica e la qualità costruttiva Non vincola o obbliga all utilizzo di specifiche tecnologie ne per i materiali, ne per gli impianti 42
Come si certifica una CasaClima 85 1- Progetto Energetico redatto da un progettista preparato 2 Richiesta all Agenzia CasaClima di verificare il progetto 3 Verifica del progetto da parte dell Agenzia con definizione della classe di Progetto 4 Nomina di un certificatore da parte dell Agenzia CasaClima 5 Sopralluoghi in Cantiere (minimo 2) 6 Rilascio certificato e Targhetta (se il progetto ha rispettato tutte le indicazioni e prescrizioni dell Agenzia CasaClima Sistema Qualità CasaClima 1 - Qualità nella progettazione (progettazione Integrata) 2 - Qualità nell esecuzione in cantiere (Direzione Lavori, controllo e direzione delle maestranze, posa a regola d arte di materiali e tecnologie) 3 - Collaborazione e relazione continua con l agenzia che certifica 43
PRIORITA RIDURRE I CONSUMI AUMENTARE L EFFICIENZA RICORRERE ALLE FONTI DI ENERGIA RINNOVABILE Vista dell edificio dopo l intervento Vista dell edificio prima dell intervento 44
Le fasi di cantiere Il getto della platea I pannelli in fabbrica Il getto dei pannelli Data 24-11-2010 Le fasi di cantiere La posa del primo pannello Data 03-12-2010 Posa dei pannelli del primo piano Data 05-12-2010 Posa del solaio del primo piano 45
Le fasi di cantiere Posa pareti trasversali primo piano Posa solaio di copertura Data 14-12-2010 Posa timpano Struttura edificio completata Le fasi di cantiere Edificio quasi completato Data 17-12-2010 46
Progetto architettonico e strutturale Progetto architettonico Progetto prefabbricato alzati Progetto prefabbricato piante e particolari Progetto energetico e impianti Identificazione superfici e volumi disperdenti 1:100-1:50 Risoluzione ponti termici ed identificazione materiali e spessori 1:50 1:10 Particolari serramenti scala 1:5-1:2 Progetto impianto di riscaldamento e condizionamento 47
Progetto energetico particolari Pianta piano Primo 1:50 Sezioni con individuazioni dei nodi critici 1:50 Progetto energetico - particolari Attacco a Terra 1:10 Sbalzo poggiolo 1:10 Sbalzo copertura poggiolo 1:10 48
Progetto energetico - particolari Sezione orizzontale serramenti 1:5 Sezione verticale serramenti 1:5 Particolari serramenti scala 1:2 Progetto impianti - particolari Progetto generale impianti Pianta piano primo con impianto VMC Schema centrale termica Sezione impianto VMC 49
Documentazione Fotografica Posa pannelli, taglio termico verso il terreno e zoccolo XPS Taglio termico poggiolo e solaio copertura, colla su pannelli capotto Isolamento copertura e cappotto su intradosso solaio di copertura Cappotto in EPS e zoccolo in XPS,isolante sottosoglia portefinestre Cappotto in EPS e zoccolo in XPS Documentazione Fotografica Cappotto e sistema di fissaggio con tasselli e rasante di sistema Isolamento contro terra, posa pannelli radianti Pannelli solare termico, Isolamento controparete, Ventilazione Meccanica Controllata Edificio completato con serramenti posati Particolari di posa dei serramenti 50
Certificazione Energetica Certificato CasaClima 17 Kwh/(m 2 a) Efficienza Complessiva 18 kg CO 2 /m 2 a Certificato con identificazione dell edificio certificato Consumi reali Quanto consuma effettivamente???? Temperature del 16 gennaio 2012: di notte - 6, di giorno 3. Con l edifico non utilizzato: Zona notte 13,5 Zona giorno 16,5 51
grazie per l attenzione Ringrazio i colleghi dello studio: Arch. Beatrice Mion Arch. Roberto Pasqui Architetto Carlo Dario, Relatore, Consulente Esperto e Auditore autorizzato dall Agenzia CasaClima Vicepresidente CasaClima Network Padova Rovigo Venezia: padova-rovigo@casaclima-network.info 52