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Ando, Riccardo

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

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

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
Soggetti: S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
A Architettura > AO Progettazione
Corso di laurea: Corso di laurea specialistica in Architettura
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

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E. Nuzzo, E. Tomasinsig, Recupero ecoefciente del costruito, EdicomEdizioni, Manzano 2008

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Maria A.Barucco, D. Trabucco, Architettura energia, un'indagine sul complesso rapporto tra la professione del/architetto e la questione energetica, EdicomEdizioni, Manzano 2007

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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

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http://www.cened.it

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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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