Riqualificazione energetica di edifici esistenti : metodolia di analisi e progettazione, strategie ed esempi applicativi

Riccardo Ando

Riqualificazione energetica di edifici esistenti : metodolia di analisi e progettazione, strategie ed esempi applicativi.

Rel. Mario Grosso, Luca Raimondo. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura, 2009

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Abstract:	Energia e ambiente sono le due parole più pronunciate nei discorsi della società di oggi. Questi discorsi riguardano soprattutto tre aspetti generali: i consumi energetici, le risorse di energia disponibili e i rimedi per limitare gli sprechi di energia. La società moderna e il suo benessere ha le basi su diversi aspetti come trasporti, innovazione, comfort, benessere, consumi, sanità, informazione. L'elemento che lega questi aspetti e che stabilisce il tenore di vita delle società è l'energia. L'energia ci ha permesso di compiere una evoluzione straordinaria ma, allo stesso tempo, ci ha resi dipendenti da essa. Un'eventuale interruzione dei rifornimenti di petrolio e di gas naturale avrebbe conseguenze gravissime soprattutto in quei paesi che importano la maggior parte dell'energia utilizzata, come l'Italia che importa da paesi esteri circa il 90% del suo fabbisogno di energia. Nella vita di tutti i giorni usiamo l'energia in modo naturale e veloce senza pensare più all'energia consumata e, per questo, tendiamo a considerarne l'uso come un fatto scontato e molte volte arriviamo ad abusarne. Si deve però ricordare che una persona riesce a sviluppare approssimativamente una potenza di 50 Watt: se dovessimo tornare a produrre la nostra energia in questo modo, ognuno di noi riuscirebbe a produrre l'energia necessaria appena per accendere una lampadina. Inoltre alcuni recenti eventi a livello internazionale stanno evidenziando la grande fragilità dei sistema di approvvigionamento energetico: rialzi dei prezzo di petrolio, tagli dei rifornimenti di gas naturale, black-outs, ecc. Il consumo planetario, spinto anche dai Paesi in forte crescita economica, come Cina ed India, ha così raggiunto e superato le attuali capacità produttive, creando una forte tensione nei mercati mondiali. Questo fa prevedere una costante diminuzione delle risorse energetiche e che la scarsezza e inaffidabilità dei rifornimenti siano fenomeni destinati a durare nel tempo. Per questo l'uomo si deve anche ricordare che il passaggio a nuove piattaforme energetiche richiede tempi mediamente lunghi per la messa in funzione delle imponenti infrastrutture necessarie e che quindi non si deve aspettare l'ultimo momento per agire. Il problema energetico è, e resterà a lungo, un problema complesso, perché il punto di vista scientifico-tecnologico si intreccia con i problemi di natura economica, ecologica, sociologica e politica. Fortunatamente esistono differenti soluzioni alla crisi energetica, attuabili nel medio e nel lungo termine, che vanno studiate in modo integrato e non singolarmente, come biomasse, energia solare ed eolico. Comunque, sicuramente, le più efficaci azioni riguardano il risparmio energetico e l'uso efficiente dell'energia, che potrebbero permettere in tempi brevi una riduzione dei consumi superiore al 50%, così da ridurre notevolmente le esigenze di approvvigionamento. Comportamenti di risparmio devono riguardare ogni settore della nostra società: trasporti, riscaldamento domestico, energia elettrica e illuminazione, ma il settore più interessante e proficuo è indubbiamente quello del risparmio per il riscaldamento e per il raffrescamento degli edifici dalla fase di costruzione a quella successiva di gestione degli immobili. La nuova crisi energetica incombente, pur rappresentando una grave minaccia, può e deve trasformarsi in un'occasione di riscatto. Questo concetto è ben noto ai cinesi che per scrivere la parola "crisi" usano un doppio ideogramma, il cui primo elemento significa "pericolo", mentre il secondo significa "opportunità". La sfida non è solo tecnologica, ma soprattutto culturale, e il futuro nostro e dei nostri figli è legato a come sapremo affrontarla. Lo studio, edito nella presente tesi è uno strumento per la diffusione delle conoscenze scientifiche e tecniche finalizzate agli scopi citati nel campo della progettazione sostenibile e della bioedilizia: diminuzione dei consumi, tutela ambientale, miglioramento del comfort e del benessere indoor, innovazione e trasferimento tecnologico. Si parlerà in un primo momento dei consumi energetici, dal livello mondiale ai consumi nazionali Italiani, dove verranno sottolineati quelli derivanti dal mondo dell'edilizia. Inoltre, la correlazione tra i cambiamenti climatici e i consumi energetici e le relative strategie ambientali che si stanno sviluppando a livello internazionale e locale. Saranno descritti i provvedimenti legislativi internazionali che corrispondono al primo strumento nato per attuare le strategie di salvaguardia ambientale fino ad arrivare alle strategie progettuali e la normativa che hanno il compito di regolare i consumi energetici dell'edilizia. Per quanto riguarda l'edilizia verrà approfondito l'argomento della riqualificazione energetica del costruito con l'indicazione delle metodologie di intervento per ogni fase del progetto.
Relatori:	Mario Grosso, Luca Raimondo
Tipo di pubblicazione:	A stampa
Soggetti:	S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica A Architettura > AO Progettazione
Corso di laurea:	Corso di laurea specialistica in Architettura
Classe di laurea:	NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici:	NON SPECIFICATO
URI:	http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/1504
Capitoli:	Sommario Premessa PARTE PRIMA INTRODUZIONE Consumi energetici Nel mondo, dal passato ad oggi Prospettive future nel mondo al 2030 - Consumi di energia - Esaurimento fonti energetiche Consumi energetici dell'edilizia - L'Unione Europea - L'Italia Cambiamenti climatici e strategie ambientali Il clima L'andamento della temperatura dal lontano passato ad oggi Le cause dei cambiamenti climatici Approccio al miglioramento ambientale Protocollo di Kyoto Provvedimenti legislativi europei e nazionali Disposizioni europee - Direttiva 2002/91/CE � EPBD - Revisione della direttiva europea 2002/91/CE La situazione italiana - D.Lgs 192/2005 e correttivo D.Lgs 311/2006 Le regioni La Regione Piemonte La Regione Emilia Romagna Approccio ecocompatibile nell'edilizia Strategie progettuali o Analisi del sito Sistema edificio impianto L'involucro edilizio Gli impianti Le fonti rinnovabili La normativa Normativa tecnica europea Normativa italiana PARTE SECONDA LINEE GUIDA PER L'ITER PROGETTUALE Introduzione Simbologia A _ Audit energetico A.1 _ Richieste e vincoli imposti dalla committenza A.2 _ Recupero dati e documentazione di base A.2.1 - Dati generali sul sito A.2.2 - Dati generali sull'edificio A.2.3_ Dati relativi all'occupazione e all'utilizzo dell'edificio A.2.4 - Elaborati grafici A.3 - Definizione crono programma per l'analisi A.4 Sopraluogo A.4.1 Analisi del sito A.4.2 Controllo elaborati grafici A.4.3 Analisi involucro dell'edificio A.4.3.1 Chiusure opache A.4.3.2 Chiusure trasparenti A.4.3.3 Ponti termici A.4.4 Analisi interventi di manutenzione ristrutturazione A.4.5 Analisi impianto termico A.4.5.1 Sistema di generazione A.4.5.2 Sistema di accumulo A.4.5.3 Sistema di distribuzione A.4.5.4 Sistema di regolazione A.4.5.5 Sistema di emissione A.4.6 Analisi impianto A.C.S. A.4.6.1 Sistema dì generazione A.4.6.2 Sistema di accumulo A.4.6.3 Sistema di distribuzione A.4.6.4 Sistema di erogazione A.4.6.5 Fabbisogno di energia per A.C.S. A.4.7 Analisi impianto di ventilazione A.4.7.1 Sistema a ventilazione meccanica A.4.7.2 Sistema a ventilazione naturale diurna/notturna A.5 Stesura dei dati raccolti A.6 Modellazione e diagnosi energetica A.6.1 Creazione modello di calcolo A.6.2 Confronto tra i consumi di calcolo e quelli esistenti A.7 Classificazione energetica A.8 Relazione tecnica B Progetto degli interventi migliorativi B.1 Screening possibili azioni B.1.1 Pacchetto "rapporto sito-edificio" B.1.1.1 Impiego di elementi schermanti B.1.1.2 Modifica distribuzione interna degli ambienti B.1.1.3 Modifica dell'estensione delle superfici vetrate B.1.1.4 Inserimento di soluzioni atte all'uso passivo dell'energia solare B.1.2 Pacchetto involucro B.1.2.1 Isolamento termico chiusure verticali opache B.1.2.2 Isolamento termico chiusure orizzontali opache superiori B.1.2.3 Isolamento termico chiusure orizzontali inferiori su terreno B.1.2.4 Isolamento termico chiusure orizzontali opache inferiori su spazi aperti o non climatizzati B.1.2.5 Chiusure trasparenti B.1.2.6 Ponti termici B.1.3 Pacchetto impianti B.1.3.1 Impianto termico B.1.3.2 Impianto Acqua Calda Sanitaria B.1.3.3 Impianto di ventilazione meccanica B.1.3.4 Impianto di ventilazione naturale diurna/notturna B.2 Modellazione e valutazione energetica B.2.1 Integrazione modello di calcolo B.2.2 Valutazione energetica B.3 Valutazione economica B.4 Scelta degli interventi B.4.1 Analisi costi/benefici B.4.2 Valutazione con la committenza B.5 Classificazione energetica B.6 Progetto preliminare B.7 Relazione tecnica C Realizzazione interventi C.1 Progettazione esecutiva C.2 Costruzione C.2.1 Controllo in corso d'opera C.3 Conclusione lavori C.3.1 Formazione e comunicazione C.4 Classificazione energetica D Gestione dell'edificio D.1 Redazione manuale di gestione e manuale d'uso D.2 Monitoraggio e controllo D.3 Ottimizzare il funzionamento del sistema edificio-impianto PARTE TERZA CASO STUDIO: RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA SCUOLA MEDIA L. DA VINCI St. ILARIO D'ENZA (RE) Introduzione Audit energetico Richieste e vincoli imposti dalla committenza Dati generali sul sito Tav.1 Planimetria al 500 Tav.2 Ombreggiamenti/schermature/ Dati generali sull'edificio Tav.3-4-5 Inquadramento fotografico Tav.6-7-8 Mappe destinazioni d'uso Descrizione dell'involucro edilizio Chiusure verticali opache Orientamento Sud-Est Orientamenti Nord-Ovest e Nord-Est Verso cortile interno Involucro della palestra Chiusure orizzontali opache Superiori Inferiori su spazi aperti Chiusure trasparenti Descrizione interno edificio Sistema impiantistico Impianto termico Sistema di generazione Sistema di distribuzione Sistema di regolazione Sistemi di emissione Tav.9 Schema funzionale centrale termica - ésistente Impianto acqua calda sanitaria Sistema di generazione Sistema di accumulo Sistema di distribuzione Sistema di regolazione Progetto interventi migliorativi Screening possibili azioni Tav.10 Interventi Piano Terra Tav.11 Interventi Piano Primo Tav.12 Interventi Piano Secondo Interventi sull'involucro edilizio Chiusure verticali opache Isolamento a cappotto esterno verticale Tav.13 Sistema a cappotto verticale Isolamento porzione di muratura retrostante ai radiatori Tav.14 Isolamento porzione di muratura retrostante ai radiatori Chiusure orizzontali opache superiori Installazione di controsoffitto con materassino isolante Tav.15 Sistema con controsoffitto e materassino isolante Chiusure orizzontali opache inferiori su spazi aperti Isolamento a cappotto esterno orizzontale Tav.16 Sistema a cappotto orizzontale Chiusure trasparenti Schermatura solare con pellicola riflettente Interventi sull'impianto termico Tav.17 Suddivisione impiantistica piano terra Tav.18 Suddivisione impiantistica piano primo Tav.19 Suddivisione impiantistica piano secondo Sistema di generazione Tav.20 Schema funzionale centrale termica - interventi Tav.21 Schema funzionale centrale termica - progetto Sistema di distribuzione Tav.22 Coibentazione tubi a vista Sistema di emissione Aerotermi a bassa temperatura Tav.23 Aerotermi a bassa temperatura Pannelli radianti a soffitto Tav.24 Confronto tra ventilconvettori e pannelli radianti Tav. 25 Pannelli radianti a soffitto PARTE QUARTA CONCLUSIONE Conclusione Metodologia di comunicazione Bibliografa Volumi Riviste Sitografia
Bibliografia:	BIBLIOGRAFIA VOLUMI AICARR, Pubblicazione Convegno Certificazione energetica normative e modelli di calcolo per il sistema edificio-impianto posti a confronto, AICARR, Torino 25 novembre 2008 C. Zappone, La serra solare, Esselibri, Napoli 2008 M. Grosso, Il raffrescamento passivo degli edifici in zone a clima temperato, Maggioli editore, II edizione, 2008 E. Nuzzo, E. Tomasinsig, Recupero ecoefciente del costruito, EdicomEdizioni, Manzano 2008 AA.VV., Convegno Le regioni italiane e la bioedilizia, le esperienze e le proposte per una normativa in materia, EdicomEdizioni, Bologna 9 febbraio 2002 Maria A.Barucco, D. Trabucco, Architettura energia, un'indagine sul complesso rapporto tra la professione del/architetto e la questione energetica, EdicomEdizioni, Manzano 2007 R. Messana, Capire il confort, elementi di climatizzazione radiante, Tecniche nuove, Milano 2004 V. Corrado, S. Paduos, La nuova legislazione sull'efficienza energetica degli edifici, Celid, Torino 2008 S. Brunoro, Efficienza energetica delle facciate, Maggioli editore, 2006 P. Rava, Tecniche costruttive per l'efficienza energetica e la sostenibilità, Maggioli Editore, II edizione, 2008 E. Arbizzani, Tecnologia dei sistemi edilizi, progetto e costruzione, Maggioli editore, 2008 M.Balzani, G.Tonelli, R.Meschini, AS1 Architettura sostenibile, 40 esempi digitali di edilizia residenziale, Maggioli editore, 2008 W.Grassi, G.Scatizzi, Moderne soluzioni impiantistiche per íl risparmio energetico, Maggioli editore, 2001 AA.VV., AS3 Edilizia sostenibile, 60 progetti bioclimatici, analisi e parametri energetici, Esselibri-Simone, II ed., 2008 N. Rossi, Manuale del termotecnico, fondamenti di riscaldamento condizionamento refrigerazione, Hoepli, 1998 Ing. Nicola G.Grillo, Impianti termici alimentati da energia solare, Geva edizioni, 2007 AA.VV., Manuale della climatizzazione, vo%1-2, Tecniche nuove, 2001 L. Asquini, E. Oleotto, L. Bassi, Efficienza energetica e sostenibilità, EdicomEdizioni, Manzano 2008 RIVISTE Il sole 24 ore, Arketipo, Residenze plurifamiliari. Elementi termoisolanti. Apparecchi illuminanti ad alta efficienza, n.23/2008 Il sole 24 ore, Arketipo, Edifici ed energia. Sistemi per il cappotto termico. Impianti fotovoltaici integrati, n.24/2008 Il sole 24 ore, Arketipo, Low cost. Prodotti riciclati per l'edilizia. Microcogenerazíone, n.27/2008 Il sole 24 ore, Arketipo, Calcestruzzo. Solai a piastra: grandi luci e bassi spessori. Radiante a parete e a soffitto, n. 28/2008 Il sole 24 ore, Arketipo, Sostenibilità costruita/2, n.S2/2008 Il sole 24 ore, Arketipo, Recupera Serramenti ad alte prestazioni. Gruppi frigoriferi integrabili, n.30/2009 Il sole 24 ore, Arketipo, Flessibilità. Pavimenti tecnici sopraelevati. Sistemi radianti a secco, n.32/2009 Il sole 24 ore, Arketipo, Edifici ed energia. Schermature solari. Microeo/ico, n.33/2009 Edilizia Specializzata, Klinahouse. Blocchi in laterizio rettificato. Rampe di accesso. Miniescavatori, n.172/2008 Modulo, Zaha Hadid. Il recupero energetico degli edifici esistenti. Cad e Bim: nuove frontiere, n.345/2008 SITOGRAFIA http://www.diecipro.it http://www.casaeclima.com http://www.edilia2000.it/informazione/notizie http://www.enel.it/attivita/ambiente/energy http://www.agenziacasaclima.it http://www.caleffi.it http://www.cened.it http://www.cti2000.it http://www.enea.it http://www.giacomini.it http://www.aipe.biz http://wwvv.eia.doe.gov http://www.eniscuola.net http://www.solarteitaIia.it http://www.vaillant.it http://www.regione.piemonte.it/ambiente/energia http://www.regione.emiIia-romagna.it http://www.zensyst.com http://www.sabiana.it http://www.poweron.ch http://www.assomineraria.org http://www.risparmialeenergie.e-coop.it http://www.fast.mi.it http://edilportale.com http://www.isesitalia.it

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