Progettazione dei sistemi costruttivi (8CFU)Attilio Nesi

CORSO DI LAUREA IN ARCHITETTURA ue A. A. 2011-12

Rapporto edificio-ambiente

IL SISTEMA EDIFICIO E IL SISTEMA AMBIENTE

CRITERI PROGETTUALI : ASPETTI AMBIENTALI E TECNOLOGICI

LA QUALITÀ AMBIENTALE COME REQUISITO IMPRESCINDIBILE DELL’ATTIVITÀ PROGETTUALE

..non possono sussistere progettazioni che non conside rano gli impatti e le interazioni tra trasformazione e ambiente …

Si riferisce alla complessità delle interazioni tra oggetto edilizio e ambiente (nel caso specifico, contesto e clima)

L’edificio viene considerato un sistema: un insieme di parti interconnesse e finalizzate; il cui fine è raggiungere il miglior livello di comfort e di risparmio energetico globale utilizzando fonti energetiche rinnovabili

Sistema edificio e sistema ambiente

Georg W. Reinberg Uffici e Laboratori "Biotop", Weidling(Austria) 2003

La costruzione viene considerata come un organismo “vivente” (non una barriera ma un filtro) e le sue forme integrate con il sistema ambientale in cui è collocata.

Sistema edificio e sistema ambiente

(STRATEGIE PROGETTUALI)

Criteri progettuali: aspetti ambientali e tecnologi ci

(Arch. Andrea Moro, Environment park, TO )

e raffrescamento

Orientare in maniera corretta l’edificio per: - ottimizzare lo sfruttamento della radiazione solare in inverno- offrire poca superficie ai raggi solari nel periodo in cui è necessario dissipare calore (estate)

Nell’area mediterranea, dove le condizioni di freddo e caldo sono entrambe presenti,è bene considerare tutti e due i valori cercando di risolvere congiuntamente i problemi per ottenere la migliore efficienza solare complessiva.

efficienza di captazione solare (condizioni di comfort minimizzando l’uso degli impianti)

Criteri progettuali: orientamento e posizione dell ’edificio

Alle nostre latitudini il SUD e’ l’orientamento ottimale per l’esposizione delle pareti vetrate, perche’ riceve la massima quantita’ di energia solare d’inverno e la minima d’estate. Ridurre al minimo le superfici orientate verso Est e verso Ovest, irraggiati principalmente nel periodo estivo e molto difficili da schermare.

Affacci contrapposti: SUD (funzioni principali) – NORD (spazi di servizio)

Criteri progettuali: orientamento e posizione dell ’edificio

Leggero (Struttura puntiforme con tecnologie a secco).

Sistemi costruttivi in legno e acciaio

Pesante (struttura continua con tecnologie umide).

Sistemi costruttivi in muratura e c.a.

…”l’involucro è il luogo in cui avvengono gli scambi energetici (dispersioni/accumuli) e rappresenta il punto di maggiore concentrazione di innovazione di prodotto e di progetto” .

(S. Croce, 2004)

Criteri progettuali: caratteristiche dell ’involucro

Comportamento termicoL’involucro dell’edificio (pareti e copertura) in relazione alle proprietà dei materiali costituenti può avere un comportamento rispetto alla trasmissione del calore in cui prevale la conduttività termica (materiali leggeri porosi cattivi conduttori) o la capacità termica che è la caratteristica di un elemento costruttivo di immagazzinare calore per cederlo poi lentamente (materiali pesanti ed elevati spessori).L’effetto combinato delle due caratteristiche: capacità termica e conduttività termica determina l’inerzia termica di una parete o copertura.

Criteri progettuali: caratteristiche dell ’involucro

Criteri progettuali: caratteristiche dell ’involucro

…caratteri tipologici e clima…

Trulli, Alberobello – involucri termoregolatori del microclima interno.

Inerzia e raffrescamento

Materiale: pietra calcarea

Spessore murature: da 100 a 250 cm

Forma dell’edificio : pianta quadrata con

copertura conica

Criteri progettuali: caratteristiche dell ’involucro

…caratteri tipologici e clima…

Criteri progettuali: forma e geometria dell ’edificio

…caratteri tipologici e clima…

Ville di Costozza, Vicenza raffrescamento Trasferimento dell’aria attraverso i

“covoli” e i prolungamenti artificiali

Criteri progettuali: forma e geometria dell ’edificio

La forma dell’edificio è un elemento che ne condiziona in modo decisivo la prestazione energetica.

In inverno si riscalda un volume (V), ma il calore si perde attraverso le superfici dell’involucro (A). La compattezza dell’edificio, cioè il rapporto tra superficie e volumetria (A/V), incide quindi sul fabbisogno energetico. Tanto più piccola è la superficie di una casa, tanto meno energia si disperderà attraverso l'involucro

www.miniwatt.it

8 dadi uniti in un grande dado

8 dadi schierati

8 dadi singoli

Alle nostre latitudini la forma più indicata è quella a parallelepipedo (controllo della dispersione termica invernale e degli apporti di calore in estate - sfruttamento della radiazione solare nei mesi freddi

Criteri progettuali: forma e geometria dell ’edificio

Per contenere il consumo di energia durante il periodo invernale:

Ridurre le dispersioni termiche (isolam. termico)

Sfruttare gli apporti gratuiti forniti dal soleggiamento (accumulo termico)

Differenziando le caratteristiche prestazionali dell’involucro, in relazione alle caratteristiche climatiche

• Coibentazione

• Accumulo termico

• Sfruttamento guadagni energia termica solare (sistemi passivi

diretti, indiretti, isolati)

Le strategie

Bilancio energetico

Criteri progettuali: strategie passive di coibentaz ione e accumulo

Per contenere il consumo di energia durante il periodo estivo

Massimizzare la ventilazione

Ridurre gli apporti termici forniti dal soleggiamento eccessivo

• Sistemi di raffrescamento passivo e ventilazione trasversale naturale (per abbattere il carico termico eccessivo)

• Schermature delle pareti perimetrali orientate a sud (aggetti, persiane, tende di tela, frangisole, pareti verdi

Le strategie

Criteri progettuali: strategie passive di raffresca mento e schermatura

Bilancio energetico

Nel periodo estivo ed invernale: favorire l’ Illuminazione naturale (adeguata posizione e dimensionamento delle superfici trasparenti, adozione di sistemi di riflessione e/o canalizzazione)

I componenti vetrati dell’involucro regolano il flusso dell’energia termica solare e della luce.La forma geometrica delle aperture determina la capacità dell’edificio di sfruttare il guadagno termico solare gratuito. E’ consigliabile che le finestre abbiano:• sul fronte Sud uno sviluppo verticale• sul fronte Est e Ovest uno sviluppo orizzontale

Criteri progettuali: strategie di illuminazione

- Estrazione di materie prime

- progettazione

- produzione

- assemblaggio

- distribuzione

- uso/consumo

- Dismissione

- Riuso/riciclo, compostaggio

Ciclo di vita del prodotto

Un materiale è tanto più sostenibile quanto minore èl'energia, da un lato, e la produzione di rifiuti in tutto il ciclo di vita

La eco-compatibilità di un prodotto si valuta sempre rispetto all’intero ciclo di vita e alla sua contestualizzazione

Criteri progettuali: materiali e tecnologie

Le certificazioni di qualità…

L’innovazione materiale

all’interno

..le chiusureverticali

…la coibentazione

La facciata ventilataall’esterno

SP tradizionale, involucro massivo

Criteri progettuali: materiali e tecnologie

SP in legno o acciaio, a secco, involucro leggero

Tamponamenti stratificati a secco, a bassa trasmittanza

Criteri progettuali: materiali e tecnologie

maggiore consapevolezza nelle scelte progettuali pe r ottenere:

IL RISPARMIO ENERGETICO

LA RIDUZIONE DEI RIFIUTI

LA SALUBRITA’ DEGLI AMBIENTI

La qualit à ambientale come requisito imprescindibile dell ’attivit à progettuale

attraverso

L’attuale ambito normativo prevede l’integrazione di nuovi requisiti quali minimizzazione di risorse materiali non rinnovabili e di massimo riutilizzo delle risorse naturali impegnate dall’intervento e di massima manutenibilità, durabilità dei materiali e componenti, sostituibilità degli elementi, compatibilitàde i mater ia l i ed agevo le cont ro l labi l i tà del le prestaz ioni del l ’ in tervento nel tempo

( D l g s 1 6 3 1 2 a p r i l e 2 0 0 6 c o d i c e D e l i s e o t e s t o u n i c o d e g l i a p p a l t i )

In termini normativi

- - Miglioramento dell'efficienza energetica e riduzione delle emissioni inquinanti del settore civile- - valori di trasmittanza minimi per gli elementi di chiusura (orizzontale e verticale)

Decreto lgs. n.192 del 19 agosto 2005 (coord. Con dl gs 311/2006) su Rendimento energetico nell'edilizia

Coibentazione e accumulo termico: il sistema a cappo tto (scheda approfondimento)

›› controllo dei ponti termici

››› sfruttamento inerzia termica delle murature cui è applicato

››› riduzione delle escursioni termiche estate-inverno;››› aumento della capacità dell’edificio di trattenere il calore durante i periodi di spegnimento dell’impianto di riscaldamento.

Pannello coibente in

sughero

Pannello coibente in

polistirene espanso

I

L’edificio viene avvolto con un “cappotto” di materiale isolante, di norma applicato all’esterno per sfruttare l’inerzia termica della muratura

sottostruttura

coibente termico

intercapedine

fissaggi

rivestimento

La facciata ventilata è definita tale in quanto si crea una camera d'aria fra il muro dell'edificio ed il rivestimento esterno.

Coibentazione : la facciata ventilata (scheda approf ondimento)

Stagione estiva: riduzione carico termico dell’edificio per effetto combinato della riflessione superficiale e della ventilazione all’interno dell’intercapedine

Isolamento termico omogeneo e continuo, con totale controllo dei ponti termici

Sistemi solari passivi: non ci sono sistemi meccanici in movimento per l’utilizzazione dell’energia solare

Sfruttamento energia termica solare: sistemi solari passivi (scheda approfondimento)

Due richieste fondamentali:

- vetrate esposte a sud- est, sud-ovest

- una massa termica in grado di assorbire, immagazzinare, ridistribuire il calore

Tre possibili soluzioni

A guadagno diretto

A guadagno indiretto

A guadagno isolato

Guadagno diretto

Guadagno indiretto ( a parete e sul tetto)

Guadagno isolato (separato dall’area abitativa. Serre solari)