Involucri sperimentali per il retrofit energetico del patrimonio edilizio esistente : il progetto sperimentale "Naturwall":analisi e monitoraggio

Alessandro Marchetti

Involucri sperimentali per il retrofit energetico del patrimonio edilizio esistente : il progetto sperimentale "Naturwall":analisi e monitoraggio.

Rel. Guido Callegari, Valentina Serra, Lorenza Bianco, Antonio Spinelli. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura Per Il Progetto Sostenibile, 2014

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Abstract:	Premessa Oggi più che mai il tema del risparmio delle risorse, in particolare quelle energetiche, e la sostituzione di combustibili inquinanti (in particolare i gas ad effetto serra, i più nocivi per ciò che concerne il gravissimo problema dei cambiamenti climatici) con un ciclo energetico ecocompatibile, sono argomenti di primaria importanza a livello mondiale. La comunità europea ha risposto promuovendo l'efficienza energetica e la riduzione dei consumi nei settori maggiormente energivori (industria, edilizia, trasporti), attraverso direttive sempre più stringenti, programmi di ricerca e finanziamenti. Il settore edilizio, in particolare, è stato individuato come settore chiave verso il risparmio energetico. Molte ricerche confermano che, in Europa, circa il 40% dei consumi totali di energia primaria sono da attribuire agli edifici, includendo sia il settore residenziale (costituente la maggior parte dello stock) che non residenziale. Il maggior potenziale in termini di risparmio energetico, risiede nel patrimonio edilizio esistente. Mentre i nuovi edifici possono e devono essere progettati ed edificati seguendo alti livelli di performance energetiche, lo stock residenziale e non, costituito soprattutto da edifici degli anni '45-'70, è dominato dalla bassa efficienza prestazionale. Ciò è storicamente dovuto alle vicende che investono il territorio europeo nel secondo dopoguerra, legate al problema della ricostruzione e della pressante domanda abitativa. Il carattere di urgenza determinato dalla necessità di restituire un alloggio a ogni famiglia, l'esigenza di ricostruire velocemente intere città distrutte e il contemporaneo flusso migratorio verso i centri urbani, produce radicali trasformazioni del tessuto edilizio. Fanno la loro comparsa i primi quartieri residenziali, le tipologie pluri alloggio e con esse i sistemi costruttivi che, sfruttando i processi di industrializzazione e prefabbricazione1 pesante rispondono a criteri di rapidità costruttiva con scarsa attenzione ai livelli di qualità architettonico-tecnologica e urbanistica. Si tratta di un patrimonio importante, che non può più essere ignorato e il cui recupero non va sottovalutato. E' chiaro che la riqualificazione più o meno approfondita di tali immobili, costituirà nel medio periodo una percentuale significativa delle attività nel settore edilizio, decisamente superiore agli interventi di nuova costruzione. Oltre a rappresentare una sfida a livello energetico, la riqualificazione dell'edilizia esistente è una grande opportunità per ripensare e riprogettare interi quartieri, conferendo benefici anche a livello sociale, architettonico, urbano, come dimostrano numerosi progetti dislocati in vari paesi europei. Molti progetti di ricerca e finanziamenti sia a livello nazionale che europeo, stanno virando verso la progettazione di involucri prefabbricati che permettano, con un solo radicale intervento, di ottimizzare il livello energetico, di rinnovare l'aspetto architettonico ed eventualmente pensare ad ampliamenti di superficie con tecnologie leggere, costruendo sul costruito. In questo contesto, nel 2009 è nata una ricerca del Politecnico di Torino2, e recentemente è stato ottimizzato un prototipo di involucro prefabbricato in legno, incentrato sul retrofit energetico dello stock edilizio, riferendosi alle ultime ricerche in materia. Il contributo principale di questo lavoro di tesi è: inquadrare lo stato di fatto del patrimonio edilizio europeo e italiano, valutando come alcuni paesi europei stiano affrontando il problema, esaminare il tema della prefabbricazione pesante e leggera, individuare e analizzare i progetti di ricerca, terminati recentemente o attualmente in corso, incentrati sulla progettazione e produzione di moduli prefabbricati per il retrofit energetico, proponendo alcuni casi studio esemplari, ed infine descrivere la campagna di monitoraggio del prototipo di facciata “Naturwall", illustrando le prestazione energetiche e tecnologiche dell'elemento.
Relatori:	Guido Callegari, Valentina Serra, Lorenza Bianco, Antonio Spinelli
Tipo di pubblicazione:	A stampa
Soggetti:	S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali
Corso di laurea:	Corso di laurea magistrale in Architettura Per Il Progetto Sostenibile
Classe di laurea:	NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici:	NON SPECIFICATO
URI:	http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3905
Capitoli:	PREMESSA 1. QUADRO LEGISLATIVO e CARATTERISTICHE DEL PATRIMONIO EDILIZIO EUROPEO 1.1. Le crisi energetiche e la nascita della questione “sostenibilità” 1.2. Direttive e normative europee/italiane 1.3. Stock edilizio europeo 1.4. Stock edilizio italiano 1.5. Politiche finanziarie, incentivi, programmi di ricerca di alcuni paesi UE 1.5.1. Germania 1.5.2. Austria 1.5.3. Regno unito 1.5.4. Francia 1.5.5. Spagna 1.5.6. Italia 2. SISTEMI PREFABBRICATI . Evoluzione e innovazione 2.1. La prefabbricazione pesante nel dopoguerra 2.1.1. Le tecnologie adottate 2.1.2. Alcuni casi studio 2.2. Prefabbricazione leggera 2.2.1. Processo costruttivo a secco 2.2.1.1. Caratteristiche principali 2.2.2. Il recupero edilizio Le strategie progettuali di riqualificazione attraverso la prefabbricazione leggera 2.2.3. Alcuni casi studio 3. L’INVOLUCRO PREFABBRICATO PER IL RETROFIT ENERGETICO 3.1. I principali progetti di ricerca a livello intemazionale 3.1.1. IEA Annex 50 Prefabricated Systems far Low Energy Renovation of Residential Buidings 3.1.1.1. Casi studio 3.1.2. TES Energy Facade 3.1.2.1. Casi studio 3.1.3. MEEFS_ Multifunctional energy efficient facade system 3.1.4. EASEE_ Envelope Approach to improve Sustainability and Energy-Efficiency in existing multi-storey multi-owner residential buildings 3.2. Prodotti sul mercato 3.2.1. GAP 3.2.1.1. Casi studio 3.2.2. LUCIDO 3.2.3. AKTIVE GEBAUDEHULLE 3.3. Programmi di riqualificazione 3.3.1. e2ReBuild 3.3.1.1. Casi studio 3.3.2. eA80gebaudhe 3.3.2.1. Caso studio 4. L’INVOLUCRO NATURWALL 4.1. Descrizione progetto 4.2. Possibili configurazioni dell’elemento 4.3. Il prototipo 5. CARATTERIZZAZIONE SPERIMENTALE TRAMITE MISURE IN TEST CELL 5.1. Fasi di montaggio 5.2. La campagna di misurazione 5.3. Set-up del sistema sperimentale 5.4. La misura termoflussimetrica 5.5. I sensori 5.6. Metodi e parametri utilizzati per l’analisi delle performance energetiche 5.7. Naturwall _ Il monitoraggio 5.7.1. Qualità della ventilazione naturale in intercapedine 5.7.2. Perfomance energetiche dell’isolante in pannelli di cartone ondulato e pannelli in sughero 5.7.3. Capacità di schermatura o accumulo di calore da parte del collettore solare 5.7.4. Caratterizzazione energetica dell’involucro 6. CONCLUSIONI Bibliografia
Bibliografia:	Bibliografia Capitolo 1 AECOM, ECBCS, Energy Conservation in Buildings & Community Systems programme -Annul report, International Energy Agency, 2011. ATANASIU Bogdan, DESPRET Chantal, ECONOMIDOU Marina, MAIO Joana,NOLTE Ingeborg, RAPF Oliver, Europe's buildings under the microscope. Acountry-by-country review of the energy performance of buildings, BuildingsPerformance Institute Europe (BPIE), October 2011. ATANASIU B., MAIO J., STANIASZEK D., KOULOUMPli I., "Overview Of the eU-27 building policies and programs, factsheets On the nine entrarne target countries" BPIE, settembre 2014. CORRADO V., BALLARINI I., CORGNATI S.P.,TALA' N., "Building Typology Brochure-ltaly. Fascicolo sulla Tipologia Edilizia Italiana", Politecnico di Torino, Dipartimento di Energetica, Gruppo di ricerca TEBE, Dicembre 2011. GASPARI J., TRABUCCO D., ZANNONI G., "Involucro edilizio e aspetti di sostenibilità : riflessioni sul comportamento energetico di pareti massive e stratificate iperisolate" Franco angeli, Milano, 2010. Piano d'Azione Italiano per l'Efficienza Energetica 2014. SINOPOLI N., TATANO V., "Sulle tracce dell'innovazione tttura" Mi Cape dell' edilizia" BIMPttazione con ta a see 24 orehe : saggio sutecniche tura" SINOPOLI N.,hitettura" MilSMITH,ure : a", HobIN E., "Storia della teoggi" Firee : Alinea, 1998. ZAMBELLI E., "Ristrutazifunziooettonica degli spazi”, Milano : Il sotolo 3 SCHWEP., FISCHER R., "Building Typology anMulti-F, IEA-ECBCS Annex 50, gennaio 2010. ZIMMEnovation Case Studies", IEA-ECBCS Annex 50, Marzo 2011. ZIMMERMANN M., "Retit Strategies Design Guide. Advanced Retrofit Strategies &10 Steps to a Prefab Module". IEA-ECBCS Annex 50, Marzo 2011. ZIMMERMANN M., "Retrofit Module Design Guide". IEA-ECBCS Annex 50, Marzo 2011. ZIMMERMANN M., "Retrofit Simulation Report". IEA-ECBCS Annex 50, Marzo 2011. LATTKE F., LARSEN K.E., OTT S. CRONHJORT Y. "TES EnergyFagade -prefabricated timber based building system for improving the energy efficiency of the building envelope" progetto di ricerca 2008-2009. BENEDETTI C., "Costruire in legno : edifici a basso consumo energetico", Bolzano University Press, 2009. KOLB J., "Systems in Timber Engineering:loadbearing structures and component Layers", Birkhauser, Berlin, 2008; Sitografia capitolo 3 http://www.lucido-soIar.com/ http : / /aktive-huelle.de/ http://www.gap-solution.at/ http://www.e2rebuild.eu/ http://www.easee-proiect.eu/ http://www.tesenergvfacade.com/ Capitolo 5 BIANCO L., "Involucri trasparenti innovativi. Modellazione e sperimentazione su componenti dinamici e sistemi di facciata attivi", ITAC, Politecnico di Torino, 2014. CORRADO V., FABRIZIO E., "Applicazioni di termofisica dell'edificio e climatizzazione", Torino, CLUT, 2005. FAVOINO F., GOIA F., PERINO M., SERRA V., "Experimental assessment of the energy performance of an advanced responsive multifunctional facade module" Energy and Buildings, 68 (2014) 647-659. GOIA F., BIANCO L., CASCONE Y., PERINO M., SERRA V., " Experimental analysis of an advanced dynamic glazing prototype integrating PCM and thermotropic layers" SHC 2013, International Conference on Solar Heating and Cooling for Buildings and Industry September 23-25, 2013, Freiburg, Germany. GOIA F., BIANCO L., PERINO M., SERRA V., "Energy performance assessment of and advanced integrated façade through experimental data analysis" SHC 2013, International Conference on Solar Heating and Cooling for Buildings and Industrtember 23-25, 2013, Freiburg, Germany. LANZ., “Diagnosi e certificazione energetica: prove stri difici. Termografia. oor.TermoflussimMaggioli editore, 2010. PERINO M. (Ed.). State-of-the-art Review. Vol. 2A. Responsive Bg Elements. Oyvind Aschehoug: Norwegian of e and technology (NTNU), Trondheim, Norway, Marco Perinit di Torino, Dipartime Energia (Torino. PERINO M., CORGNATI S.P., SERRA V., "Experimental assessment of the performance of an activsparent facade during actual operating cons", Solar Energy, Journal of the International Solar Enoc1 (8) (2007) 993-1013.A V., ZANGHIRE, PERINO M., "Experimental evaluation of a climate facade: energy efficiency and thermal comfort performance", Energy and Buildings 42(2010) 50-62. TUCCI F., "Involucro ben temperato : efficienza energetica ed ecologica in architettura attraverso la pelle degli edifici : con 50 casi di studio", Firenze : Alinea, 2006. NORMATIVA ISO 9869, Thermal Insulation - Building elements - In situ Measurement of Thermal Resistance and Thermal Transmittance, 1994. UNI EN ISO 13768, Thermal performance of building components - Dynamic thermal characteristics - calculation method, 2008.

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