![Intonaco in malta di calce sp. 1,5 cm
Mattone forato sp. 12 cm
Intonaco in malta di calce sp. 1 cm
Isolante in polistirene espanso sp. 6,5 cm
Mattone forato sp. 8 cm
Intonaco in malta di calce sp. 1 cm
STATO DI FATTO_ Trasmittanze
U = 0,28 W/(m2K)
DM 26/01/2010
UNI EN ISO 10355 (murature)
Intonaco in malta di calce sp. 1,5 cm
Mattone forato sp. 8 cm
Mattone forato sp. 8 cm
U = 1,53 W/(m2K)
U = 2,31 W/(m2K)
𝑈 𝑤 =
𝐴 𝑔 ∙ 𝑈𝑔 + 𝐴 𝑓 ∙ 𝑈𝑓 + 𝐿 𝑔 ∙ Ψ𝑙
𝐴 𝑔 + 𝐴 𝑓
𝑈 =
1
𝑅
=
1
1
𝑛
𝑅 𝑛
=
1
1
α𝑖
+
1
α 𝑒
+ 1
𝑛 𝑆 𝑛
λ 𝑛
Ψl trasmittanza lineare
perimetro superficie vetrata
[W/(mK)]
Ag area superficie vetrata [m2]
Ug trasmittanza superficie
vetrata [W/(m2K)]
Uf trasmittanza telaio [W/(m2K)]
Lg lunghezza perimetrale
superficie vetrata [m]
Af area telaio [m2]
UNI EN ISO 10077-1 (infissi)
αe = adduttanza liminare
esterna = 25 W/(m2K)
αi = adduttanza liminare
interna = 7,7 W/(m2K)
λ conducibilità termica [W/(mK)]
S spessore [m]
Finestra 107x154 cm
Finestra 57,5x154 cm
Portafinestra 107x250 cm
Portafinestra 57,5x250 cm
MURATURA TIPO MURATURA SOTTO-FINESTRA
ULTIMO SOLAIOABACO DEGLI INFISSI
Intonaco in malta di calce sp. 1 cm
U = 2,89 W/(m2K)
U = 2,91 W/(m2K)
U = 2,88 W/(m2K)
U = 2,85 W/(m2K)](https://image.slidesharecdn.com/presentazionetesizanardellimauroperlinkedin-161009165816/85/Tesi-di-laurea-in-ingegneria-edile-architettura-Ing-Mauro-Zanardelli-6-320.jpg)
Tesi di laurea in ingegneria edile-architettura: Ing. Mauro Zanardelli
- 1. UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BRESCIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA EDILE-ARCHITETTURA a.a.2011/2012 RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA, ARCHITETTONICA E STRUTTURALE DEL COSTRUITO ESISTENTE: ASPETTI ENERGETICI Relatori: Prof. Ing. Giovanni Plizzari Laureando: MAURO ZANARDELLI mat. 56771 Ing. Alessandra Marini CorrelatorI: Ing. Marco Belardi Prof. Arch. Marina Montuori Ing. Barbara Badiani Ing. Francesca Feroldi
- 2. «THINK GLOBAL, ACT LOCAL» (Richard Buckminster Fuller) AUMENTO CONSUMO ENERGIA (raddoppiato negli ultimi 40 anni) ESAURIMENTO RISORSE FOSSILI MUTAMENTI CLIMATICI COSTI CRESCENTI DELLE MATERIE PRIME CAMBIO DI MENTALITÀ A LIVELLO ENERGETICO FONTI RINNOVABILI + EFFICIENZA ENERGETICA SOSTENIBILITÀ IN EDILIZIA Progettazione Costruzione Gestione LCC: LIFE CYCLE COSTING THINK GLOBAL ACT LOCAL PROBLEMATICHE A LIVELLO MONDIALE AGIRE LOCALMENTE Smaltimento IMPIEGHI DI ENERGIA PER SETTORE TRASPORTI ( 31 % ) CIVILI ( 35 % ) INDUSTRIA ( 23 % ) NON ENERGETICI ( 6 % ) AGRICOLTURA ( 5 % ) 35% 31% 23% 6%5% Fonte: ENEA 2011 + Vita dei materiali (da produzione a smaltimento) =
- 3. PREMESSA_OBIETTIVO_LOGICA D’INTERVENTO PROGETTAZIONE INTEGRATA Riqualificazione strutturale Riqualificazione energetica + INTERVENTO POCO INVASIVO OBIETTIVO TESI STRUTTURAZIONE DELLA PRESENTAZIONE • Permanenza dell’utenza nell’edificio durante i lavori • Conservazione delle strutture esistenti • Conservazione degli alloggi esistenti PROGETTO STATO DI FATTO VALUTAZIONI ENERGETICHE Regime Semi-stazionario Regime Dinamico
- 4. Cucina STATO DI FATTO_ Prospetti Ovest e Sud – Sezioni – Pianta AA BB OVEST SUD 110 m2 95 m2 95 m2 80 m2 8 m2 5 m2 4 m2 Scala I Scala L Camera 3 Camera 4 Soggiorno Soggiorno Soggiorno SoggiornoCamera 3 Camera 3 Camera 2Bagno 2 Bagno 2 Camera 1 Camera 2 Cucina Cucina CucinaBagno 1 Camera 2 Camera 2 Camera 1Camera 1 Camera 1 Bagno 2 Corridoio Corridoio Corridoio CorridoioIngresso Ingresso Ingresso Ingresso Bagno 1 Bagno 1 Bagno 1 8 m2 Zone giorno Zone notte
- 5. STATO DI FATTO_ Particolari Costruttivi Intonaco in malta di calce sp. 1,5 cm Laterizio forato sp. 12 cm Intonaco in malta di calce sp. 1 cm Isolante in polistirene espanso sp. 6,5 cm Laterizio forato sp. 8 cm Intonaco in malta di calce sp. 1 cm Infisso in legno e vetro singolo Veletta prefabbricata in cemento Intonaco in malta di calce sp. 1,5 cm Laterizio forato sp. 8 cm Laterizio forato sp. 8 cm Banchina in cemento Contorno prefabbricato in cemento Controtelaio in legno di abete Pilastro in C.A. da 30x30 cm SEZIONE MURATURA TIPO SEZIONE MURATURA SOTTO FINESTRA PIANTA INFISSO Criticità Solaio in laterocemento sp. 23 cm Solaio in laterocemento sp. 23 cm
- 6. Intonaco in malta di calce sp. 1,5 cm Mattone forato sp. 12 cm Intonaco in malta di calce sp. 1 cm Isolante in polistirene espanso sp. 6,5 cm Mattone forato sp. 8 cm Intonaco in malta di calce sp. 1 cm STATO DI FATTO_ Trasmittanze U = 0,28 W/(m2K) DM 26/01/2010 UNI EN ISO 10355 (murature) Intonaco in malta di calce sp. 1,5 cm Mattone forato sp. 8 cm Mattone forato sp. 8 cm U = 1,53 W/(m2K) U = 2,31 W/(m2K) 𝑈 𝑤 = 𝐴 𝑔 ∙ 𝑈𝑔 + 𝐴 𝑓 ∙ 𝑈𝑓 + 𝐿 𝑔 ∙ Ψ𝑙 𝐴 𝑔 + 𝐴 𝑓 𝑈 = 1 𝑅 = 1 1 𝑛 𝑅 𝑛 = 1 1 α𝑖 + 1 α 𝑒 + 1 𝑛 𝑆 𝑛 λ 𝑛 Ψl trasmittanza lineare perimetro superficie vetrata [W/(mK)] Ag area superficie vetrata [m2] Ug trasmittanza superficie vetrata [W/(m2K)] Uf trasmittanza telaio [W/(m2K)] Lg lunghezza perimetrale superficie vetrata [m] Af area telaio [m2] UNI EN ISO 10077-1 (infissi) αe = adduttanza liminare esterna = 25 W/(m2K) αi = adduttanza liminare interna = 7,7 W/(m2K) λ conducibilità termica [W/(mK)] S spessore [m] Finestra 107x154 cm Finestra 57,5x154 cm Portafinestra 107x250 cm Portafinestra 57,5x250 cm MURATURA TIPO MURATURA SOTTO-FINESTRA ULTIMO SOLAIOABACO DEGLI INFISSI Intonaco in malta di calce sp. 1 cm U = 2,89 W/(m2K) U = 2,91 W/(m2K) U = 2,88 W/(m2K) U = 2,85 W/(m2K)
- 7. STATO DI FATTO_ Impianto TELERISCALDAMENTO allaccio eseguito a inizio anni ‘90 LOGICA DELL’INTERVENTO POCO INVASIVO: MANTENIMENTO IMPIANTO ORIGINALE Generatore di calore: potenza termica del focolare totale 70 kW. Sottosistema di emissione: radiatori in acciaio collocati principalmente sotto le finestre. La tipologia è di tipo On/Off (no regolazioni intermedie). Tipologia di distribuzione: verticale con montanti correnti nell’intercapedine senza isolamento con tubazioni precedenti al 1977, rendimento del 93%. Sistema di accumulo: dai 200 ai 1500 litri. CENTRALE + TERMOUTILIZZATORE cogenerazione energia elettrica e calore Acqua 90-120 °C Acqua 65 °C SCAMBIATORE DI CALORETUBAZIONI PRECOIBENTATE Radiatore Scambiatore a piastre INSTALLAZIONE di valvole termostatiche digitali wireless Controllo temperatura singolo ambiente Regolazione a piacere delle fasce orarie MIGLIORAMENTO POCO INVASIVO: Valvola termostatica wireless
- 8. NORD: Cappotto di isolamento termico e pannelli in policarbonato di tipo Lexan ® EST – OVEST: Facciate verdi Flexiverde Poliflor ® SUD: Serre solari ed Ambienti di controllo PROGETTO_ Idee concettualiCONCETTI BASE Sfruttamento passivo dell’energia solare Riduzione delle dispersioni termiche tramite: • Rivestimento a cappotto • Nuovi infissi • Eliminazione ponti termici Materiali moderni ma non dal costo esagerato Attenzione alle condizioni acustiche ABSTRACT PROGETTO Facciata nord Facciate est-ovest Facciata sud Sfruttamento passivo dell’energia solare
- 9. CONFRONTO ESISTENTE & PROGETTO PROGETTO_ Scelte in dettaglio Ventilazione trasversale Percorsi distributivi Volume aggiuntivo* Parete verde Facciata parzialmente smantellata Volumi modificati Ambiente di controllo Ambiente di controllo Ambiente di controllo Ambiente di controllo Camera 3 Camera 4 Soggiorno Soggiorno Soggiorno Soggiorno Serra solare Serra solare Serra solare Serra solare Serra filtro Serra filtro Camera 3 Camera 3 Camera 2Bagno 2 Bagno 2 Camera 1 Camera 2 Bagno 1 Cucina Cucina Cucina CucinaBagno 1 Bagno 1 Bagno 1Camera 2 Camera 2 Camera 1Camera 1 Camera 1 Bagno 2 Corridoio Corridoio Corridoio Corridoio Ingresso Ingresso Ingresso Ingresso Camera 3 Camera 4 Soggiorno Soggiorno Soggiorno SoggiornoCamera 3 Camera 3 Camera 2Bagno 2 Bagno 2 Camera 1 Camera 2 Bagno 1 Cucina Cucina Cucina CucinaBagno 1 Bagno 1 Bagno 1Camera 2 Camera 2 Camera 1Camera 1 Camera 1 Bagno 2 Corridoio Corridoio Corridoio CorridoioIngresso Ingresso Ingresso Ingresso Facciata con semplici aggiunte alla stratigrafia originaria * = L.r. Lombardia 4/2012 – (Piano Casa) – Bonus volumetrici fino al 20% per gli intereventi di riqualificazione sociale
- 10. B B C C PROGETTO_ Scelte in dettaglio Serrasolare Esterno Interno Pannelli in policarbonato Lexan ruotabili lungo l’asse verticale e impacchettabiliVolume serra solare Pannelli in policarbonato Lexan fissi Infissi Schuco chiudibili a libro Infissi Schuco scorrevoli Volume interno all’edificio SEZIONE AA: SERRA SOLARE Interno Serra solare Esterno PIANTA SERRA SOLARE 2,20 m A A Serra solare: Ambiente filtro tra esterno ed interno Pannelli in posizione completamente chiusa Pannelli in posizione ruotata Pannelli in posizione impacchettata
- 11. B C C A A Ambientedi controllo Esterno Interno PROGETTO_ Scelte in dettaglio Pannelli in policarbonato Lexan ruotabili lungo l’asse verticale (non impacchettabili) Pannelli in policarbonato Lexan fissi Infissi Schuco scorrevoli SEZIONE BB: AMBIENTE DI CONTROLLO PIANTA AMBIENTE DI CONTROLLO Volume ambiente di controllo Volume interno all’edificio Interno Ambiente di controllo Esterno AMBIENTE DI CONTROLLO: Ambiente non riscaldato nè attivamente nè passivamente B 2,20 m Pannelli in posizione completamente chiusa Pannelli in posizione ruotata Pannelli non impacchettabili
- 12. B B A A C C SEZIONE CC: PARETE VERDE Aggiunte da progetto PROGETTO_ Scelte in dettaglio Aggiunte da progetto PARETE CON RIVESTIMENTO A CAPPOTTO: - 0,98 kWh PARETE VERDE: - 0,9O kWh CONFRONTO*: * = DATI RICAVATI DA SIMULAZIONI IN REGIME DINAMICO RELATIVI AL MESE DI GENNAIO RISPARMI DEL 10 % + SCELTA ARCHITETTONICA TIPOLOGIA Flexiverde Poliflor ®FACCIATE VERDI: PERCHÉ? ASSORBIMENTO POLVERI FILTRO DA INQUINAMENTO URBANO MIGLIORAMENTO PRESTAZIONI TERMICHE MIGLIORAMENTO PRESTAZIONI ACUSTICHE MIGLIORAMENTO DELLA QUALITÀ PERCEPITA
- 13. PIANTA INFISSO SEZIONE MURATURA TIPO SEZIONE MURATURA SOTTO FINESTRA DIAGRAMMA DI GLASER Laterizio forato sp. 8 cm Isolante in polistirene espanso sp. 6,5 cm Laterizio forato sp. 12 cm Intonaco in malta di calce sp. 1 cm Isolante in polistirene espanso sp. 12 cm Isolante silentECO sp 5 cm cadauno (x4) Pannello in policarbonato Lexan fisso Laterizio forato sp. 8 cm (x2) Intonaco in malta di calce sp. 1 cm Isolante in polistirene espanso sp. 12 cm Isolante silentECO sp 5 cm cadauno (x4) Pannello in policarbonato Lexan ® ruotabile e impacchettabile sul lato dell’infisso Infisso Schuco doppio vetro Isolante silentECO sp. 10 cm cadauno (x2) Controsoffitto in cartongesso PROGETTO_ Scelte in dettaglio Aggiunte da progetto Pressione parziale del vapore Pressione di saturazione del vapore < 1,8 W/(m2K)
- 14. PROGETTO_ Comportamento volumi aggiuntivi COMPORTAMENTO INVERNALE SERRA SOLARE COMPORTAMENTO ESTIVO 23 DICEMBRE ore 2.00 pm Inclinazione raggi solari sull’orizzonte 46° FLUSSO ENERGETICO STAZIONARIO MONODIREZIONALE FLUSSO ENERGETICO VARIABILE BIDIREZIONALE 21 GIUGNO ore 2.00 pm Inclinazione raggi solari sull’orizzonte 67° Ventilazione trasversale passante Giorno: flusso energetico in entrata Notte: flusso energetico in uscita Giorno e Notte: flusso energetico in uscita
- 15. DINAMICHE Possibilità di analisi a qualsiasi livello Analisi in dettaglio di : • VENTILAZIONE • APPORTI SOLARI • INERZIA TERMICA DELL’EDIFICIO VALUTAZIONI ENERGETICHE_ Cened+ Design Builder Energy Plus PERCHÉ ? • Obbligo di certificazione per contratti di tipo oneroso • Valutare il comportamento energetico di un edificio • Possibilità di comparazione di diverse scelte progettuali SEMI-STAZIONARIE Dati di input mediati su base mensile o annuale Differenze di temperatura tra interno ed esterno scaturisce da valori fissati nel tempo SIMULAZIONI APPROCCIO DIFFERENTE DIVERSO OUTPUT DI INFORMAZIONI LIVELLO TEORICO
- 16. INVERNO PRIMAVERA ESTATE AUTUNNO INVERNO PRIMAVERA ESTATE AUTUNNO STAZIONARIA (con aumento di superficie vetrata)Energia dispersa vetrata Energia dispersa pareti esterne Volumi orari ricambi d’aria DIMINUITA (- 75 % ) AUMENTATI STATO DI FATTO VALUTAZIONI ENERGETICHE _Design Builder Energy PlusDINAMICHE STATO DI FATTO SOLUZIONE DI PROGETTO INVERNO PRIMAVERA ESTATE AUTUNNO INVERNO PRIMAVERA ESTATE AUTUNNO Energia di riscaldamento DIMINUITA ( - 65 % ) AUMENTATI ( + 80 % )Energia apporti solari finestre esterne 220 MWh annui 80 MWh annui 20 MWh annui 100 MWh annui kWh kWh 21 Dicembre 21 Dicembre
- 17. VALUTAZIONI ENERGETICHE _ Design Builder Energy PlusAPPORTI ENERGETICI INFISSI IPOTESI: SOGGIORNO AL PRIMO PIANO ESTATE: DIMINUZIONE APPORTI ATTRAVERSO VETRATE Aumento notevole della superficie vetrata a SUD Poca ombra dovuta al nuovo aggetto orizzontale Aggetto orizzontale del ballatoio e quindi maggior ombra in estate STATO DI FATTO SOLUZIONE DI PROGETTO STATO DI FATTO SOLUZIONE DI PROGETTO INVERNO: AUMENTO APPORTI ATTRAVERSO VETRATE
- 18. La differenza delle percentuali tra l’analisi in condizioni semi-stazionarie ed una in regime dinamico è dovuta alle differenti modalità di approccio 65%30% 5% Percentuali dispersione calore Infissi Altro Pareti esterne SEMI-STAZIONARIE VALUTAZIONI ENERGETICHE_ Cened+ kWh/(m2a) kWh/(m2a) PROGETTO CONSUMI: - 70 % CRITICITÀ Infissi non performanti Stratigrafie con alta trasmittanza Ponti Termici STATO DI FATTO ALTI CONSUMI SOLUZIONI Modifica stratigrafia pareti Installazione di serre solari Sostituzione degli infissi Progettazione di facciate verdi Aumento delle superfici vetrate Alto consumo Basso consumo EPH EPH EPH = fabbisogno annuo di energia primaria per la climatizzazione invernale
- 19. PROGETTO_ Comportamento serra solareSERRA SOLARE Pannello in policarbonato Lexan ® ruotabile e impacchettabile Pannello in policarbonato Lexan ® fisso Intercapedine ventilata (bocchette apribili ) Muro Knauf a secco Pavimento in cotto e solaio ad accumulo termico (getto in calcestruzzo su lamiera grecata) Vetro per diminuire le dispersioni termiche Massa termica (forati di varie misure) Pannello Thermacoustic dB
- 20. 4 3 2 1 0 - 1 - 2 - 3 - 4 INDICE KSU: sudorazione e cambiamento temperatura pelle STATODIFATTOSOLUZIONEDIPROGETTO INVERNO PRIMAVERA ESTATE AUTUNNO INDICE FANGER: f(Ta, Ur, v, Tm.rad, clo, met) Ta = Temperatura aria Ur = umidità relativa v = velocità dell’aria Tm.rad = temperatura media radiante clo = isolamento termico del vestiario met = livello di attività metabolica Temperatura aria Temperatura radiante Temperatura operante Temperatura esterna VALUTAZIONI ENERGETICHE: COMFORTIndiceIndice INDICI PIERCE: uomo scambia calore con ambiente ET = ambiente a temperatura prefissata PMV = temperatura media standard Caldissimo Molto caldo Caldo Leggermente caldo Neutro Leggermente freddo Freddo Molto freddo Freddissimo INVERNO PRIMAVERA ESTATE AUTUNNO
- 21. PROGETTO_ Comportamento volumi aggiunti COMPORTAMENTO INVERNALE AMBIENTE DI CONTROLLO COMPORTAMENTO ESTIVO 23 DICEMBRE ore 2.00 pm Inclinazione raggi solari sull’orizzonte 46° FLUSSO ENERGETICO STAZIONARIO MONODIREZIONALE FLUSSO ENERGETICO VARIABILE BIDIREZIONALE 21 GIUGNO ore 2.00 pm Inclinazione raggi solari sull’orizzonte 66° Giorno: flusso energetico in entrata Notte: flusso energetico in uscita Ventilazione trasversale non passante Giorno e Notte: flusso energetico in uscita
- 22. RENDER INTERNO
- 25. CONCLUSIONI PROGETTAZIONE INTEGRATA NO Riqualificazione strutturale & Riqualificazione energetica Riqualificazione strutturale Riqualificazione energetica IN PARALLELO IN SERIE Soluzione dei problemi in contemporanea Risparmio di tempo, approccio multidisciplinare e attenzione al concetto di sostenibilità CASO OGGETTO DI STUDIO • Volumi aggiuntivi con funzioni antisismiche ed energetiche • Intervento poco invasivo (impossibile ipotizzarlo senza la progettazione comune di strutture e miglioramenti energetici) • Setto di controvento microforato con valenza antisismica, architettonica e potenziali risvolti positivi a livello di ventilazione trasversale SÌ MIGLIORAMENTI ENERGETICI E STRUTTURALI
- 26. UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BRESCIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA EDILE-ARCHITETTURA a.a.2011/2012 GRAZIE PER L’ ATTENZIONE GRAZIE PER L’ ATTENZIONE