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Tecnologie per il recupero energetico degli edifici

Riqualificazione energetica del costruito per la sostenibilità futura, considerando la normativa europea e l'apporto di diversi sistemi e componenti e analizzando problematiche e scenari

 

La riqualificazione prestazionale del patrimonio costruito costituisce oggi e per il prossimo futuro una priorità ineludibile in ambito europeo, promossa a livello normativo (Direttive) e di indirizzi di ricerca (Horizon 2020 - EU Framework  Programmefor Research&lnnovation).

Le Direttive2010/31/UE- Prestazione energetica nell'edilizia e 2012/27/UE - Efficienza energetica, nel contesto di una generale definizione di obiettivi di sensibile riduzione del fabbisogno  energetico degli  edifici e dell'introduzione  di nuovi modelli prestazionali di elevata efficienza (nZEB- Net Zero Energy Building), pongono con decisione l'attenzione sul tema delle riqualificazione del patrimonio esistente.

 

A fronte di una situazione di tale patrimonio che si dimostra estremamente energivora, è necessario impostare efficaci strategie di riqualificazione: la riduzione dei fabbisogni energetici degli edifici  apporta  infatti il duplice beneficio di migliorare sensibilmente il livello di comfort interno agli ambienti confinati e contribuire in maniera rilevante alla riduzione del consumo energetico, con positive ricadute in termini economici e di sostenibilità ambientale.

 

Fronte di edificio plurifunzionale caratterizzato dalla presenza di ponti termici ed elevata estensione delle parti trasparenti. parzialmente schermate da tendaggi interni.

 

 

 

 

 

 

 

 

In edifici a energia quasi zero il fabbisogno energetico estremamente ridotto dovrebbe essere coperto, in misura molto significativa,  da energie rinnovabili.

In termini più specifici, la Direttiva 2010/31/UE prevede che la prestazione energetica degli edifici o parti di questi soggetti a ristrutturazioni importanti soddisfi requisiti minimi prefissati per quanto tecnicamente, funzionalmente ed economicamente fattibile. La soglia che definisce le ristrutturazioni importanti, almeno economicamente pari al 25% del valore dell'immobile o estese al 25% della superficie del sistema di involucro, è piuttosto contenuta e tende a includere nella previsione di riqualificazione gran parte delle ristrutturazioni significative del patrimonio edilizio esistente.

 

La successiva Direttiva 2012/27/UE stabilisce inoltre che dall'inizio del 2014 il 3% della superficie coperta utile totale degli edifici  riscaldati  e/o  raffreddati  di  proprietà o uso pubblici sia ristrutturata ogni anno per rispettare almeno i requisiti minimi di prestazione energetica stabiliti (in applicazione dell'art. 4 della Direttiva 2010/31).

 

Le recenti normative comunitarie in ambito di qualità e certificazione dei prodotti da costruzione  (il Regolamento UE 305/2011 armonizza la commercializzazione di prodotti da costruzione) nella definizione dei requisiti di base delle opere introducono, oltre ai sei precedenti, un settimo requisito inerente l'uso sostenibile delle risorse naturali.

Le opere da costruzione  devono essere concepite, realizzate  e demolite in modo che l'uso delle risorse naturali sia sostenibile e garantisca  in particolare:

a)  il riutilizzo o la riciclabilità delle opere di costruzione, delle loro parti e dei materiali dopo la demolizione ;

b)  la durabilità  delle opere di costruzione;

c)   l'uso di materie prime e secondarie ecologicamente compatibili.

 

La definizione di procedure armonizzate e facilmente comparabili è strategica in tema di Dichiarazione Ambientale di prodotto, da attestare mediante etichettatura ambientale che restituisca in modo uniforme e confrontabile i risultati delle valutazioni LCA relative all'insieme dei processi di produzione di sistemi e componenti nel settore edile.

 

Edificio scolastico a Linz Solar City: le schermature longitudinali proteggono dall'irraggiamento solare diretto le superfici trasparenti del fronte meridionale, caratterizzandone la morfologia

 

La dichiarazione EPD ( Environmenta/ Product Dec/aration), costituisce  un documento volontario di rilevante valore strategico e qualificazione, che accompagna la commercializzazione del prodotto a seguito di un processo di verifica dei contenuti da parte di un ente di certificazione terzo. Tra gli obiettivi di qualificazione del settore è opportuno segnalare la progressiva evoluzione della valutazione di sostenibilità dal ciclo di vita dei prodotti per l'edilizia  (EPD) al ciclo di vita utile degli edifici (EBD - Environmental Building Declaration), mediante strategie diversificate comprendenti l'applicazione di sistemi di valutazione multicriteriali a punteggio della sostenibilità e qualità ambientale, già di largo uso internazionale, quali protocolli per la definizione del profilo ambientale degli interventi.
Tra quelli di maggiore applicazione si possono annoverare i protocolli LEED - Leadership in Energy and Environmental Design (di origine nordamericana, US Green Building Council), BREEAM (inglese, Building Research Establishment Environmental Assessm ent  Method), HQE - Haute Qualité Environnementale (francese, CSTB Centre Scientifique Technique du Batiment), GBTool­ Green Building Tool - Green Building Challenge (di origine canadese, Green Building Council), ITACA - Innovazione e Trasparenza degli Appalti per la Compatibilità Ambientale (italiano, legato al GBCTool), CASBEE - Comprehensive Assessment System far Building Environmental Efficiency (Giapponese, JSBC).

 

Documentazione tecnica/certificazione EPD ditta PREFA, Bolzano

 

Il tema della riqualificazione prestazionale degli  edifici deve essere affrontato in termini integrati, sviluppando approfonditamente l'apporto potenziale di  diversi sistemi e componenti al risultato complessivo, analizzandone dettagliatamente problematiche e scenari.

 

- Una strategia essenziale per l'implementazione prestazionale dell'involucro edilizio è costituita dall'applicazione di sistemi a  cappotto, in varie forme e accezioni, a integrazione delle chiusure verticali perimetrali opache degli edifici. Obiettivo degli interventi è la riduzione della trasmittanza termica dell'involucro opaco a livelli indicativamente compresi tra 0,1 - 0,2 W/m2K. Per perseguire tale risultato è necessario utilizzare sistemi di significativo spessore, utilizzando materiali isolanti adeguati e di elevata qualità. Le fasi realizzative devono essere attentamente programmate ed eseguite, ponendo  attenzione a ridurre/evitare per quanto possibile la presenza di ponti termici. All'incremento di ermeticità dell'involucro si deve accompagnare l'introduzione di sistemi meccanici di ventilazione controllata degli ambienti confinati, al fine di garantire adeguata aerazione ed elevate condizioni di comfort e qualità ambientale interna.

 

- L'integrazione dei sistemi a cappotto con rivestimenti esterni ventilati incrementa i benefici termoigrometrici perseguibili in interventi di nuova costruzione e riqualificazione dell'esistente. Tra i molteplici materiali utilizzabili per la realizzazione di sistemi di rivestimento si analizzano soluzioni leggere a elevata resistenza agli agenti atmosferici e bassa incidenza manutentiva, quali i rivestimenti in alluminio (anche di origine secondaria, che possono consentire risparmi energetici in fase di produzione dell'ordine del 95%). Fattore essenziale per lo sviluppo di sistemi efficaci è l'integrazione ottimizzata di componenti prestazionalmente qualificanti (moduli solari, fotovoltaici,  ecc.). 

Certificazioni  EPD attestano il profilo ambientale dei sistemi,  caratterizzati  da  uso di alluminio secondario, riciclabilità del materiale utilizzato a fine utilizzazione, durabilità, notevole contemimento  delle necessità manutentive.

 

 

Soluzione di involucro verticale con cappotto esterno, finitura a intonaco e serramenti applicati a filo esterno. Tale configurazione consente in generale di ridurre efficacemente la presenza di ponti termici.

 

- I serramenti sono tra i componenti  che,  in  anni recenti, più sono  stati  oggetto di  profonde evoluzioni in senso innovativo, accompagnate da incrementi prestazionali di assoluta rilevanza. Il settore del vetro si è profondamente rinnovato, arrivando a offrire gamme di prodotti compositi, adatti a contesti climatici differenziati, caratterizzati da prestazioni specifiche di rilievo a costi progressivamente più contenuti (vetrate composite stratificate, basso emissive, selettive, fotocromatiche, ecc.). L'evoluzione del prodotto, attestata da certificazioni EPD  diversificate, non è però in generale stata adeguatamente accompagnata dalla codificazione di tecniche di posa in opera di elevata efficacia, garantite e standardizzate (specie relativamente alle superfici di interfaccia, quali le giunzioni  tra  muratura, falso telaio e infisso).

Profili compositi (es. in legno, con sughero e abete) termotrattati e additivati con materiali innovativi (es. aerogel) possono progressivamente innalzare i livelli di prestazione del prodotto, ma per ottenere soluzioni effettivamente efficaci pare necessario incrementare analogamente la qualità dei  sistemi di messa in opera, operando sugli elementi di controtelaio e sulle tecniche di posa. Sistemi di verifica quali termografie e prove di tenuta (blower door test) costituiscono utili strumenti di controllo dei risultati. Tra gli obiettivi sono l'ottenimento di ottimi livelli di isolamento acustico, risparmio energetico e impermeabilità del sistema di involucro, mediante la gestione facilitata delle operazioni esecutive, la riduzione delle  problematiche di cantiere e dei tempi  di installazione.

 

Soluzione  di copertura di morfologia articolata con manto in lastre di alluminio.  Edificio scolastico a Ravenna, progetto G. De Carlo e Associati

 

- Le energie rinnovabili giocano un ruolo essenziale nella ricerca di nuovi equilibri energetici caratterizzati da minore dipendenza da petrolio e derivati. Di particolare interesse è il caso delle  biomasse  legnose e della filiera di produzione e distribuzione a supporto. Naturalmente l'efficacia del sistema  dipende,   per il raggiungimento di un'elevata percentuale di soddisfacimento del fabbisogno energetico con energie rinnovabili, dal preventivo miglioramento del comportamento passivo dell'edificio in oggetto.

 

 

Fronte meridionale di insediamento residenziale a schiera realizzato con soluzioni di involucro trasparente ad elevata efficienza. Solar City Linz, Austria.

 

- In tema di prestazioni indoor assume particolare rilevanza la strategia adottata per il miglioramento delle condizioni di comfort luminoso negli spazi confinati, anche in relazione a interventi di  retrofit  energetico che talvolta possono comportare l'effetto secondario di penalizzare l'illuminazione naturale. A titolo esemplificativo, a seguito dell'applicazione di strati significativi di cappotto esterno e/o della sostituzione di infissi esistenti con nuovi elementi a vetro triplo selettivi (a doppia  camera),  può risultare sensibilmente ridotta la quantità di luce naturale in ingresso negli ambienti confinati. Al contrario l'uso di vetri maggiormente trasparenti, con telai sottili e ante ampie (riduzione degli elementi di telaio), le colorazioni chiare degli ambienti interni, l'abbinamento di finestre verticali e zenitali, il ricorso a schermature mobili piuttosto che fisse, sono fattori che tendono a favorire l'efficacia dell'illuminazione naturale e il comfort visivo indoor.

 

- Per l'ottimizzazione del controllo e della gestione integrata e intelligente dei  diversi  sistemi  presenti negli edifici può giocare un ruolo essenziale la componente domotica, consentendo l'applicazione di strategie evolute e interoperabili delle attrezzature a supporto del corretto funzionamento edificio. I sistemi mirano a ottimizzare al contempo livelli di comfort e consumi energetici degli edifici, potendo consentire la termoregolazione localizzata, la visualizzazione istantanea dei consumi di acqua, gas ed energia elettrica, la contabilizzazione, la gestione e il controllo dei carichi.

 

Serra centrale nell'intervento di riqualificazione di un complesso residenziale di edilizisociale. L'esperienza dequartierSavonarola a Padovhcostituito un esempio significativo dContratto di Quartiere in ambito nazionale.

 

ARTICOLO TRATTO DA “BUILD THE FUTURE. Progetto e costruzione dell’architettura sostenibile
Andrea Rinaldi e Pietromaria Davoli
edito da Infoweb s.r.l. 2015

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