Francesco Bianchi

ECOSOSTENIBILITÀ E DISPOSTIVI SOLARI PASSIVI NEGLI EDIFICI ALLA LUCE DELLA
NORMATIVA VIGENTE: UNA SFIDA ATTUALE
Prof. Arch. Francesco Bianchi
[email protected]
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI
ROMA TRE
ECOSOSTENIBILITÀ E DISPOSTIVI SOLARI PASSIVI NEGLI EDIFICI ALLA LUCE DELLA NORMATIVA VIGENTE: UNA
SFIDA ATTUALE
Prof. Arch. Francesco Bianchi
RISPARMIO ENERGETICO
IL FINE – IL MEZZO
Il risparmio energetico è il fine.
L’utilizzo razionale dell’energia (quindi
l’applicazione di tecnologie efficienti) è il
mezzo che permette di ridurre il consumo
di risorse energetiche altrimenti utilizzabili.
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DIRETTIVE EUROPEE
Dopo l’attestato di certificazione energetica
(pardon Prestazione Energetica)
La Direttiva 2010/31/UE prevede il
raggiungimento dei seguenti obiettivi:
1. Entro il 9 luglio 2012/9 gennaio 2013
gli Stati membri dovevano adottare le
disposizioni legislative, regolamentari e
amministrative necessarie al
recepimento della direttiva
Italia
(procedimento di infrazione)
DECRETO-LEGGE
4 giugno 2013 n.63
convertito in Legge 3 agosto 2013 n. 90
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DIRETTIVE EUROPEE
2. Entro il 31 dicembre 2018 gli edifici di
proprietà pubblica od occupati da enti
pubblici dovranno essere ad energia quasi
zero
3. Entro il 31 dicembre 2020 tutti gli edifici
di nuova costruzione dovranno essere ad
energia quasi zero.
.
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Il decreto n. 59 del 2 Aprile 2009
all’articolo 2 definisce:
Trasmittanza termica periodica (YIE) (W/m²K), è il parametro che
valuta la capacità di una parete opaca di sfasare ed attenuare il flusso
termico che la attraversa nell’arco delle 24 ore, definita e determinata
secondo la norma UNI EN ISO 13786:2008 e successivi
aggiornamenti.
a) L’articolo 4, al comma 18 ne impone la valutazione:
[…]
il progettista, al fine di limitare i fabbisogni energetici per la
climatizzazione estiva e di contenere la temperatura interna degli
ambienti, nel caso di edifici di nuova costruzione e nel caso di
ristrutturazioni totali di edifici esistenti:
[…]
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b) esegue, in tutte le zone climatiche ad esclusione della F, per le
località nelle quali il valore medio mensile dell’irradianza sul piano
orizzontale, nel mese di massima insolazione estiva, sia maggiore o
uguale a 290 W/m²:
1) relativamente a tutte le pareti verticali opache con l’eccezione di
quelle comprese nel quadrante nord-ovest / nord / nord-est, almeno
una delle seguenti verifiche:
1.1 che il valore della massa superficiale Ms, di cui al comma 22
dell’allegato A, sia superiore a 230 kg/mq;
1.2 che il valore del modulo della trasmittanza termica periodica (YIE),
di cui al comma 4, dell’articolo 2, sia inferiore a 0,12 W/mq°K;
2) relativamente a tutte le pareti opache orizzontali ed inclinate che il
valore del modulo della trasmittanza termica periodica YIE sia inferiore
a 0,20 W/mq°K;
[…]
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Decreto 26 giugno 2009, “Linee guida nazionali per la certificazione
energetica degli edifici”, al paragrafo 6.2 (solo ai fini della valutazione
della qualità termica estiva dell’involucro edilizio):
Congiuntamente all’applicazione delle metodologie di cui al paragrafo
5.2, punto 3, e con le limitazioni ivi previste, in alternativa alla
metodologia di cui al paragrafo 6.1, si può procedere alla
determinazione di indicatori quali: lo sfasamento (S), espresso in ore,
ed il fattore di attenuazione (fa), coefficiente adimensionale. Il
riferimento nazionale per il calcolo dei predetti indicatori è la norma
tecnica UNI EN ISO 13786, dove i predetti parametri rispondono
rispettivamente alle seguenti definizioni:
‐ fattore di attenuazione (fa): è il rapporto tra il valore dell’ampiezza dell’onda termica esterna e quello dell’ampiezza dell’onda termica interna all’ambiente abitativo;
‐ coefficiente di sfasamento (Φ): è il ritardo espresso in termini di ore tra il picco dell’onda termica esterna e quello corrispettivo dell’onda termica interna all’ambiente abitativo.
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La trasmittanza termica periodica
Per semplificare si potrebbe affermare che la trasmittanza
termica periodica rappresenta l’”equivalente estivo” della
trasmittanza termica U utilizzata d’inverno, nel senso che viene
utilizzata come parametro rappresentativo del comportamento
di un elemento di involucro nel periodo estivo. Inoltre è il
parametro che permette al progettista la scelta tra agire
sull’isolamento o sulla massa.
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La trasmittanza termica periodica Yie è data da:
Yie = f x U
[W/(m²·K)]
dove il fattore di decremento f è riferito ad una sollecitazione
armonica con periodo di 24 ore.
Il metodo per il calcolo di tutti i dati richiesti (fattore di attenuazione,
sfasamento e trasmittanza termica periodica) è disponibile nella UNI
EN ISO 13786.
Per meglio chiarire è possibile utilizzare un esempio: se su di una
superficie incide un certo flusso termico dovuto alla radiazione
solare, ebbene quel flusso termico farà sentire il suo effetto
all'interno dell’ambiente con un certo ritardo temporale (sfasamento)
e con una intensità ridotta (attenuazione).
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La trasmittanza termica periodica, in sostanza, quantifica la
capacità “inerziale” delle pareti o delle coperture.
Nell’ambiente abitativo l’inerzia termica si traduce in due benefici
effetti durante la stagione calda: una attenuazione delle oscillazioni
della temperatura rispetto a quelle della temperatura dell’ambiente
esterno (che, a seconda delle condizioni climatiche, può
raggiungere i 75°C) e una notevole riduzione della richiesta
energetica per il raffrescamento grazie allo spostamento del picco
termico nelle ore notturne.
Il comportamento inerziale ha risvolti positivi anche durante la
stagione fredda: il calore proveniente dalla radiazione solare, infatti,
viene accumulato durante il giorno e rilasciato durante le fredde ore
notturne.
Le prestazioni in termini inerziali di una parete o di una
copertura sono strettamente connesse alla sua massa
superficiale: quanto questa è maggiore tanto maggiore è la sua
capacità inerziale.
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Sulla base dei valori assunti da tali parametri si definisce la seguente
classificazione valida per tutte le destinazioni d’uso:
Requisiti fisico tecnici
Sfasamento
(ore)
S > 12
12 ≥ S > 10
10 ≥S > 8
8 ≥S > 6
6≥S
Attenuazione
Prestazioni
Fa<0,15
0,15≤ Fa <0,30
0,30≤ Fa <0,40
0,40≤ Fa <0,60
0,60≤ Fa
ottime
buone
medie
sufficienti
mediocri
Qualità
prestazionale
I
II
III
IV
V
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MATERIALI INNOVATIVI
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MATERIALI TERMO-RIFLETTENTI
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La natura specifica degli isolanti sottili multistrato riflettenti, unita
alla posa in opera tra 2 lame d'aria, costringe l'energia a
trasmettersi per irraggiamento piuttosto che per conduzione o
convezione.
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E' un sistema di isolamento termico composto da una serie di film riflettenti e relativi
materiali separatori (ovatte, schiume, ecc...). I film riflettenti hanno la funzione di riflettere
l'irraggiamento termico.
(Intercapedine d'aria: area completamente priva di materiali conduttivi).
Per capire il funzionamento dei materiali riflettenti è necessario conoscere i meccanismi di
trasmissione del calore: convezione, conduzione e irraggiamento.
I materiali riflettenti infatti agiscono sulla riduzione dell'energia trasmessa per
irraggiamento da una superficie all'altra (in termini di scambio effettivo) in una
intercapedine con moti convettivi in atto.
A parità di efficacia termica, gli isolanti sottili multistrato riflettenti
consentono un isolamento da 3 a 5 volte più elevato (lame d'aria comprese)
rispetto agli isolanti spessi tradizionali.
Sono perfettamente idonei all'isolamento di edifici ad uso residenziale, commerciale e
industriale - su tetti, sottotetti, muri e pavimenti.
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Modalità di trasmissione del calore
IRRAGGIAMENTO:
I film riflettenti esterni rimandano con grande efficacia
l'irraggiamento infrarosso verso la sua sorgente di
emissione (impianti di riscaldamento in inverno,
irraggiamento solare in estate).
Inoltre, ogni pellicola riflettente interna costituisce uno
sbarramento ulteriore alla trasmissione di calore per
irraggiamento.
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Modalità di trasmissione del calore
CONVEZIONE
Movimento di aria calda dovuto a una differenza di
temperatura e di massa volumica.
Gli isolanti termo-riflettenti permettono di contrastare le
infiltrazioni di aria fredda in inverno e di aria calda in
estate che sono all'origine della dispersione termica.
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Modalità di trasmissione del calore
CONDUZIONE:
Trasmissione di calore per contatto attraverso un mezzo solido, liquido o
gassoso.
I separatori a bassa densità (ovatte, schiume ecc.) degli isolanti termoriflettenti, chiusi tra i film riflettenti, costituiscono delle lame d'aria isolanti che
sono anche delle barriere alla conduzione (stesso principio dei doppi vetri).
All'esterno del composto multistrato:
La messa in opera tra 2 lame d'aria, ovvero senza contatto con la parete da
isolare, consente di limitare notevolmente i trasferimenti di energia per
conduzione (l'unica conduzione si ha tra la parete e l'aria - e in essa l'aria
svolge il ruolo di un isolante).
All'interno del composto multistrato:
C'è pochissima conduzione, dal momento che i film sono separati da materiali
che al contempo sono delle piccole lame d'aria isolanti che fanno da barriera
alla conduzione stessa.
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Comfort termico estate e inverno
- In inverno: crea una barriera al freddo e
restituisce il calore emesso all’interno delle stanze
- In estate: rimanda all’esterno l’irraggiamento per
evitare il surriscaldamento nei sottotetti.
Vantaggi
• Maggior volume e superficie abitabile
• Prodotti senza fibre irritanti
• Isolamento duraturo
• Posa facile e veloce : si taglia con il cutter, può
essere posato e fissato tramite graffe.
• Costo contenuto: ≈̴ 10 €/mq
• Unica precauzione: in caso di posa dall'esterno,
indossare degli occhiali da sole per evitare disturbi
provocati dai raggi solari riflessi.
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Le applicazioni di questa forma di isolamento in altri
settori ne evidenziano il funzionamento e l'efficacia,
ecco alcuni esempi:
Le coperte di emergenza sono a tutti gli effetti un
rivestimento basso-emissivo che impedisce alla calotta
celeste di sottrarre gran parte dell'energia termica della
sorgente (uomo) per irraggiamento.
In edilizia: l'applicazione dell'isolamento delle
coperture con materiale riflettente comporta
miglioramento invernale notturno.
.
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Il funzionamento dei thermos per i liquidi
caldi (o freddi) è basato sull'eliminazione
del meccanismo di trasmissione del calore
per convezione (nell'intercapedine c'è il
vuoto) e sulla riduzione del meccanismo di
trasmissione del calore per irraggiamento
per mezzo di superfici dell'intercapedine
basso-emissive.
In edilizia: tale applicazione è
rappresentata dall'impiego del materiale in
intercapedini tra murature in laterizio. In
questo caso è impossibile eliminare gli
effetti della presenza di aria e quindi dei
moti convettivi ad essa legati.
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Nella cottura e nel mantenimento del
cibo "caldo". Le pellicole in alluminio che
si impiegano limitano il raffreddamento del
cibo e dell'aria all'interno di esso
rallentando il meccanismo di trasmissione
del calore per irraggiamento con l'ambiente
circostante.
In edilizia: tale applicazione è
rappresentata dall'impiego del materiale
associato a sorgenti di calore tipo caloriferi.
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201 mm di lana di vetro ≈ 30 mm di materiale termo-riflettente
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L'aerogel è una miscela
simile al gel costituita da
una sostanza allo stato
solido e un gas, per cui
rispetto al gel il
componente liquido è
sostituito con gas. Il
risultato è una schiuma
solida dalle molte
proprietà particolari, la
più importante delle quali
è l'efficacia nell'isolare.
Viene soprannominato
fumo ghiacciato, fumo
solido o fumo blu per la
sua trasparenza
AEROGEL
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Spaceloft® è un materassino isolante flessibile composto
da Aerogel™.
Utilizzando nanotecnologie brevettate, l’isolante
Spaceloft® combina Aerogel™ di silice amorfa e fibre di
rinforzo per fornire un prodotto ad altissime prestazioni e
traspirabilità.
Le proprietà uniche di Spaceloft® - conducibilità termica
estremamente bassa, flessibilità superiore, migliore
resistenza alla compressione, permeabilità al vapore,
idrofobicità e facilità di posa- lo rendono di fatto il
prodotto più efficace ed avanzato per le applicazioni che
richiedono le massime prestazioni in termini di
isolamento termico, con il minimo dello spessore.
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Spaceloft® è disponibile negli
spessori 5-10mm in rotolo, 5-10-2030mm in pannello. Colore bianco o
nero.
Conducibilità termica λ = 0,013
W/mk a 10°C.
Costo: circa 60 €/mq 1 cm spessore
Il grafico esprime la curva di
variazione della conducibilità
termica Aerogel Spaceloft® in
funzione della temperatura
λ (W/mK) = k/1.000
buone notizie ….
Prof. Arch. Francesco Bianchi
I corsi di formazione per i certificatori energetici degli edifici possono
essere svolti a livello nazionale da:
Università
Organismi ed enti di ricerca
Consigli, ordini e collegi professionali
È disponibile on line lo schema aggiornato di procedura per l'autorizzazione
allo svolgimento dei corsi.
Il Ministero dello Sviluppo Economico ha pubblicato sul proprio sito l'elenco dei 18
enti autorizzati a svolgere corsi di formazione per la certificazione energetica
degli edifici. I corsi sono autorizzati dal Ministero dello sviluppo economico, d’intesa
con il Ministeri dell'ambiente e delle infrastrutture.
6.
Università degli
Studi Roma Tre
14.
Via Vittorio Emanuele
Ordine degli Ingegneri
Orlando, 83
della Provincia di Roma
00185 Roma
Via Ostiense, 159
00154 Roma
www.uniroma3.it
www.ording.roma.it
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SFIDA ATTUALE
buone notizie ….
Prof. Arch. Francesco Bianchi
Accordo Ance, Anci ed Enea per la riqualificazione energetica degli edifici
pubblici
10/04/2014
un accordo quadro per favorire la riqualificazione del patrimonio edilizio
pubblico attraverso interventi di innovazione tecnologica secondo i
modelli più evoluti di Smart City.
In particolare l’obiettivo è il miglioramento dell’efficienza energetica,
l’utilizzo di energie rinnovabili, e la messa in sicurezza sismica degli
edifici e idrogeologica del territorio.
In alcune Regioni saranno avviate iniziative pilota …..
L’obiettivo è di arrivare poi alla riqualificazione sostenibile del
patrimonio edilizio esistente in tutto il Paese.
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Prof. Arch. Francesco Bianchi
Basta! Grazie,
Francesco Bianchi

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