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Dalla Passivhaus allo Zeb : nuovi metodi di prefabbricazione nell’ambito dell’edilizia residenziale.

Vottero, Eleonora and Zerbinati, Giulia

Dalla Passivhaus allo Zeb : nuovi metodi di prefabbricazione nell’ambito dell’edilizia residenziale.

Rel. Marco Filippi, Valentina Serra. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città, 2014

Abstract:

"Il cambiamento climatico rappresenta una delle maggiori sfide che l'umanità dovrà affrontare nei prossimi anni. L'aumento delle temperature, lo scioglimento dei ghiacciai, la maggiore frequenza degli episodi di siccità e delle alluvioni sono tutti sintomi di un cambiamento climatico ormai in atto. I rischi per il pianeta e per le generazioni future sono enormi. Gli scienziati sono sostanzialmente d'accordo nel ritenere che all'origine di tali cambiamenti vi siano le emissioni di gas a effetto serra prodotte dall'attività umana. Tali emissioni e il loro costante aumento hanno fatto salire le temperature e il fenomeno dovrebbe proseguire nei prossimi decenni. Su scala mondiale le temperature dovrebbero aumentare di 1,4°C - 5,8° C entro il 2100 (rispetto alle temperature del 1990). Questo è quanto emerge dalla Convenzione Quadro sui Cambiamenti climatici UNFCCC del 1992".

"É sempre più evidente come sia necessaria una strategia globale, anche a livello legislativo, al fine di limitare gli effetti del cambiamento del clima per la salvaguardia del pianeta.

Gli edifici sono responsabili del 40% del consumo globale di energia nell’Unione Europea. Il settore delle costruzioni è in espansione e ciò è destinato ad aumentarne il consumo energetico. Pertanto la riduzione del consumo energetico e l’utilizzo di energia da fonti rinnovabili nel settore dell’edilizia costituiscono misure importanti necessarie per ridurre la dipendenza energetica dell’Unione e le emissioni di gas a effetto serra” .

Di risparmio energetico si è cominciato a parlare a partire dagli anni '70 del secolo scorso, in seguito alla prima grave crisi sull’approvvigionamento del petrolio. Alle preoccupazioni di allora, legate più che altro all'esaurimento, in breve tempo, delle fonti di energia fossile, si sono sommate quelle legate alle emissioni di biossido di carbonio (C02), derivanti dalla combustione di petrolio, carbone e gas naturale, che sarebbero la causa dell'effetto serra e conseguentemente del cambiamento del clima globale.

Col Protocollo di Kyoto (1997), riguardante la Convezione sui cambiamenti climatici, numerosi Stati, tra cui anche l’Italia, si sono impegnati a ridurre tali emissioni (del 7% rispetto ai valori del 1990) e quindi a perseguire una nuova politica di sviluppo sostenibile, incentrata essenzialmente sul risparmio energetico e sullo sfruttamento delle fonti di energia rinnovabile.

Quello dell'edilizia è uno dei settori in cui si può risparmiare la maggior quantità di energia, eppure, ancora oggi, manca un'adeguata cultura energetica.

Si pensi che l'energia impiegata nel settore residenziale e terziario, composto per la maggior parte da edifici, rappresenta oltre il 40% del consumo finale di energia della Comunità europea.

Le statistiche dicono che nelle case italiane si consumano due terzi dell'energia per il riscaldamento invernale e il raffrescamento estivo, un quinto per cucinare e produrre acqua calda e il resto per l'illuminazione e altri usi domestici. Tuttora, la maggior parte degli edifici residenziali europei non risponde alle normative sul risparmio energetico; basti pensare che un edificio residenziale italiano consuma intorno ai 160 kwh/m2a, di cui più di 100 kwh/m2a sono attribuibili al riscaldamento invernale. E' chiaro, quindi, che si può fare davvero tanto, intervenendo propriila rionti di energia rinnovabili. Negli ualricati ad alta efficienza energetuzioni é chiaramo a bassi coguadagni solari, permettono l’illuminaeescanodi minimizzare i consumi energetici. Per questo cciaro e la sua progettazione incida sulare, abstandard Passivhaus fino ad arrivare agli Zero Eiaome si ei svolgono un ruolo fondamentale per la ridamente abbiamo cercato di capire se esistono dei metodi do adattare aglinendoci come obiettivo una trasmittanza del W/m2K. La seconda parte della tesi riguarda i differentiicazione in campo di case passive: legno, calcestruzzo ed acciaio (abbinato sempre ad altri materiali)

Relatori: Marco Filippi, Valentina Serra
Tipo di pubblicazione: A stampa
Soggetti: A Architettura > AH Edifici e attrezzature per l'abitazione
A Architettura > AO Progettazione
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3557
Capitoli:

1. INTRODUZIONE

2. EVOLUZIONE DEL CONCETTO DI INVOLUCRO E IL QUADRO NORMATIVO

2.1 La trasformazione del concetto di involucro

2.1.1 Dalla nascita dell'involucro all'approccio bioclimatico

2.1.2 Analogia tra involucro e membrana

2.2 Introduzione ai concetti di bioclimatica e sostenibilità

2.3 Evoluzione della normativa a livello italiano

2.3.1 Legge 373/76

2.3.2 Legge 10/91

2.4 Normativa a livello europeo

2.4.1 D.Lgs. 311/06

2.4.2 Direttiva Europea 2010/31

2.4.3 Obiettivo 20 20 20

2.4 Bibliografia capitolo 2

3. INTRODUZIONE AL CONCETTO DI ZEB

3.1 Introduzione al concetto di ZEB e definizioni

3.2 Percorso evolutivo verso gli ZEB attraverso il LowEnergy building e la Passivhaus

3.2.1 Edifici a energia zero

3.2.2 Net Zero Energy Building (NZEB)

3.2.3 Zero Energy Building

3.3 Punti chiave per la definizione degli ZEB

3.4 Controllo degli aspetti tipologici

3.5 Controllo degli aspetti tecnico-costruttivi

3.5.1 isolamento termico dell'involucro

3.5.2 Inerzia termica dell'involucro

3.5.3 Permeabilità all'aria dell'involucro

3.5.4 Trasparenza dell'involucro

3.5.5 Sistemi di climatizzazione naturale (passivi)

3.6 Scelte impiantistiche

3.6.1 Scelte impiantistiche per la produzione del fabbisogno di energia

3.6.2 Scelte impiantistiche per la produzione di energia da fonti rinnovabili

3.7 Criticità degli ZEBs

3.8 Orientamenti normativi internazionali

3.9 ZeroCarbon Home. Il caso inglese

3.10 L'unione Europea verso gli ZEB

3.11 L'obiettivo 20 20 20

3.12 La Direttiva Europea 2010/31/UE

3.13 Recepimento della normativa negli stati membri europei

3.14 Bibliografia capitolo 3

4. CONSUMI ENERGETICI - DALL'INVOLUCRO TRADIZIONALE ALLA PASSIVHAUS

4.1 Consumi energetici e risparmio potenziale

4.2 I consumi energetici nell'Unione Europea e in Italia

4.2 Impieghi finali di energia

4.3 I consumi di energia nel settore residenziale in Italia

4.4 Standard energetici degli edifici

4.5 II modello Passivhaus per il Nord Europa

4.5.1 Passivhaus per il Mediterraneo

4.6 Bibliografia capitolo 4

5. LA PREFABBRICAZIONE

5.1 Sistema Struttura/Rivestimento

5.2 Bibliografia capitolo 5

6. IL LEGNO

6.1 L'ARCA e la Passivhaus

6.2 I vantaggi di costruire in legno

6.2.1 Sostenibilità

6.2.2 Statica e antisismica

6.2.3 Protezione antincendio

6.2.4 Protezione dall'umidità

6.2.5 Alta protezione termica

6.2.6 Benessere e confort abitativo

6.2.7 Prefabbricazione - sistema di costruzione a secco

6.2.8 Durabilità e manutenzione

6.3 Sistemi a Telaio o Platform Frame

6.4 Sistema XLam

6.5 Meglio costruire "a telaio" o con XLam?

6.6 Progetti

6.6.1 Villa passiva a Roncone (TN), Italia

6.6.2 Complesso CASE S.p.a. a Firenze

6.6.3 Residenza passiva Colda Est (SO), Italia

6.6.4 BiosPHera: ZEPHIR-ARCA Passive House, Italia

6.7 Bibliografia capitolo 6

7. L'ACCIAIO ASSOCIATO AD ALTRI MATERIALI

7.11 vantaggi delle case in acciaio

7.2 Sistema a telaio

7.3 Progetti

7.3.1 La Passivhaus di Chignolo d'isola

7.4 Bibliografia capitolo 8

8. IL CALCESTRUZZO

8.1 II calcestruzzo nell'architettura

8.2 I vantaggi del calcestruzzo: l'inerzia termica del calcestruzzo

8.3 La prefabbricazione dei pannelli in calcestruzzo e i suoi vantaggi

8.4 Pannello prefabbricato in calcestruzzo a taglio termico alleggerito

9. DALLA PASSIVHAUS ALLO ZEB: INTEGRAZIONE ARCHITETTONICA DELLA TECNOLOGIA FOTOVOLTAICA

9.1 Energia solare e tecnologia fotovoltaica

9.2 Tecnologia fotovoltaica

9.2.1 L'effetto fotoelettrico

9.2.2 La cella fotovoltaica: tecnologia

9.2.3 L'impianto fotovoltaico

9.2.4 Requisiti di progettazione

9.3 BIPV: Building Integrated Photovoltaics

9.3.1 Storia e attualizzazione dell'integrazione fotovoltaica in architettura

9.3.2 II mercato Europeo dei sistemi fotovoltaici integrati negli edifici

9.3.3 II caso Italiano: Obbligo di integrazione delle fonti rinnovabili negli edifici nuovi e

ristrutturati ai sensi del D.lgs 28/2011

9.3.4 Modalità e tipologie di integrazione fotovoltaica

9.4 Cenni sulle principali caratteristiche delle celle fotovoltaiche di nuova generazione per

l'integrazione architettonica

9.4.1 Aspetti energetici

9.4.2 Aspetti visivi

9.5 Bibliografia capitolo 9

10. CONCLUSIONI

11. BIBLIOGRAFIA GENERALE

Bibliografia:

Articoli e riviste

Barbhuiya S., Barbhuiya S., Nikraz H., Adaptation to the Future Climate: A Low Carbon Building Design Challenge, Procedia Engineering 51 (2013);

AA.VV., Handbook of photovoltaic science and engineering, ed. WILEY, Chippenham, 2003.

AA.VV. ,Passivhaus per ilsud Europa, Lineeguida per taprogettazione,end and use

EfficiencyResearch Group, Milano

AA.VV., Principle for nearly zero-energy buildings. Paving the way for effective implementation of policy requirements, Buildings Performance Institute Europe, Novembre, 2011;

AA.W., Technology roadmap: Energy efficiency buildings: heating and cooling equipment, International Energy Agency, 2011;

ECEEE, European Councilfor an Energy Efficiency Economy, Net zero energy buildings: definitions, issues and experience, 2009;

European Commission, Low energy building in Europe: current state of play definitions and best practice, Brussels, 2009;

Hermandez P., Kenny P., From net energy to zero energy buildings: defining life cycle zero energy buildings (LC-ZEB), Energy and Buildings, n. 42, 2010;

Lausten J., Energy Efficiency requirements in building codes, energy efficiency policies for new buildings, IEA, Parigi, 2008;

Li D. H. W., Yang L., Lam J. C., Zero energy buildings and sustainable development implications, Energy 54 (2013);

MarszalA.J, Per Heiselberg, A literature review of Zero Energy Building (ZEB) definitions, Aalborg University, Dicembre 2009;

MarszalA.J. et al.,Zero Energy Building - A review of definitions and calculation methodologies, Energy and Buildings, Dicembre 2010;

Mitterer C„ Kunzel H.M., Herkel S., Holm A., Optimizing energy efficiency and occupant comfort with climate specific design of the building, Frontiers of Architectural Researc (2012);

Napolitano, R. Lollini, Energia "quasizero", come quantificarla?, in Casa&Clima n. 32, settembre 2011;

Pe'rez-Lombard L., Ortiz J., Pout C.,A review on buildings energy consumption information, Energy and Buildings 40 (2008);

Salah-Eldinlmbabi M., A passive-active dynamic insulation system for all climates, The University of Aberdeen, School of Engineering, King’s College, University of Aberdeen AB24 3UE, UK, 2013, International Journal of Sustainable Built Environment;

Sartoril., Napolitano A., MarszalA. J., PlessS., TorcelliniP., VossK.,Criteria for Definition of Net Zero Energy Buildings, 2006;

Sartori I. et al., Criteria for Definition of Net Zero Energy Buildings, In the Proceedings of EuroSun 2010, Marzo 2010.

PlessS., TorcelliniP., Net-Zero Energy Buildings: A Classification System Based on Renewable Energy Supply Option, 2010, Technical Report NREL/TP-550- 44586;

Libri

Altomonte S., L’involucro architettonico come interfaccia dinamica, ALINEA Editrice, Firenze 2004

Aste N., Il fotovoltaico in architettura: l’integrazione dei sub-sistemi a energia solare negli edifici, ed. Esselibri, Napoli, 2002

Banham R., Architecture of thè Well-Tempered Environment 1969

Bartoli B., La Casa Passiva. Standard energetici per un abitare ecologico, Gruppo Editoriale Esselibri - Simone, Napoli 2010

Bazzini G., Celiai G., Gai M. (2007), Le prestazioni energetiche degli edifici, MaggioliEditore, Santarcangelo di Romagna (RN)

Bigi F., Carosi A., Principi e sistemi di architettura bioclimatica, Università di Roma la Sapienza, 2007

Blasi W., Fisica applicata all’edificio, Esempi e strumenti di calcolo, SistemiEditoriali, Edizione,Napoli, 2011

Boeri A., Criteridiprogettazioneambientale. Tecnologie per edificia basso consumoenergetico, Editoriale Delfino, 2007

Bonanomi M., De Flumeri C,, Lavagna M., Edifici a consumo energetico zero. Orientamenti normativi, criteri progettuali ed esempi di zero energy e zero emission building, Maggioli Editore, 2012

Bruno S., Progettazione bioclimatica e bioedilizia, Il Sole 24 Ore, 2000

Brunoro S., Efficienza energetica delle facciate. Standard; requisiti; Esempi per l'adeguamento e la riqualificazione architettonica, Maggioli Editore, Santarcangelo di Romagna (RN) 2006

Butera F. M., Dalla caverna alla casa ecologica. Storia del comfort e dell’energia, Edizioni Ambiente, 2004

Cannaviello M., Violano A. (2007), La certificazione energetica degli edifici esistenti : leggi e norme di riferimento, metodologie, strumenti e modelli di calcolo, casi esemplificativi, FrancoAngeli Editore, Milano

Capoila M., La casa energetica, Indicazioni e idee per progettare la casa a consumo zero,MaggioliEditore,Dogana,2009

Carotti A., Architettura e sostenibilità, La casa passiva, costruzione e struttura, Libreria Clup,Milano,2004

Carotti A., Made D., La casa passiva in Italia. Teoria e progetto di una casa passiva in tecnologia tradizionale, Milano, 2006

Carria F., Il rinnovo delle facciate. Nuovi ruoli per l’involucro edilizio, Dario Flaccovio Editore, Palermo 2009

Colafranceschi S. D., Sull’involucro in architettura, Dedalo, Bari 1996

Ciriminna R., Pagliaro M., Palmisano G., BIPV il fotovoltaico integrato nell'edilizia, Dario Flaccovio Editore, PAIermo, 2009

Enea, CRESME ricerche (2010), Analisi suH’impatto socio economico delle detrazioni fiscalidel 55% per la riqualificazione energetica del patrimonio esistente, Ente per le Nuovetecnologie, l’Energia e l’Ambiente, Roma

Enea (2007), Rapporto Energia e Ambiente 2006. Analisi e scenari, Ente per le Nuovetecnologie, l’Energia e l’Ambiente, Roma

Enea (2008), Rapporto Energia e Ambiente 2007. Analisi e scenari, Ente per le Nuovetecnologie, l’Energia e l’Ambiente, Roma

Enea (2009), Rapporto Energia e Ambiente 2008. Analisi e scenari, Ente per le Nuovetecnologie, l’Energia e l’Ambiente, Roma

Enea (2010), Rapporto Energia e Ambiente 2009. Analisi e scenari, Ente per le Nuovetecnologie, l’Energia e l’Ambiente, Roma

Gauzin-Muller D., a cura di M. Moro, Case ecologiche. I principi, le tendenze, gli esempi. 25 proposte nel mondo, Edizioni Ambiente srl, Milano 2006 Herzog T., Krippner R., W. Lang,Atlante delle facciate. 18 voli., UTET, Torino 2004

Imperadori M. (a cura di), Risparmio energetico e forma architettonica. Progettazione sostenibile e innovazione tecnologica negli edifici, Politecnico di Milano, in collaborazione con Costruire

Imperadori M. (a cura di), La progettazione con tecnologia stratificata a secco, Il Sole 24 Ore, Milano 2007

Imperadori M. (a cura di), Sandwich architecture. Progettare e costruire con i pannelli sandwich poliuretanici, Il Sole 24 Ore voi. VII p.389, Milano 2012

James T., Goodrich A., Woodhouse M., R. Margolis.Sean O., Building- Integrated Photovoltaics (BIPV) in the Residential Sector: An Analysis of Installed Rooftop System Prices, Technical Report , National Renewable Energy Laboratory

LangstromN. J., Ecologia, Zanichelli, Milano 2000

Lanteschner N. (2007), CasaClima. Vivere nel più, Raetia Edition, Bolzano

Lanteschner N. Bancher M., Erlacher R., Klammsteiner N. (2009), La mia CasaClima.Progettare,costruire, e abitare nel segno della sostenibilità, Raetia Edition, Bolzano

Lavagna M., Life cycleAssessment in edilizia, Hoepli, Milano 2008

Pagliaro M., Palmisano G., Ciriminna R., Il nuovo fotovoltaico, EdizioniFlaccovio

Prasad D., Snow M. (Editors), Designing with solar power: a source book for building integrated photovoltaics (BIPV), Earthscan Publications, London, 2005

Prof. Lorenzo Pagliano, Ing. Salvatore Cariucci, Ing. Tommaso Toppi, Ing. Paolo Zangheri “Passivhaus per il Sud Europa linee guida per la progettazione”, Rockwool, 2008

Rizzo V., Sofi L., Zangara N., (Tesi di Laurea Specialistica) La tecnologia dell’involucro. Progetto, innovazione e sostenibilità, Torino settembre 2012

Rossi M., Prodotti e sistemi di involucro innovativi per il progetto di edifici energeticamente efficienti, Edizioni Simple, Macerata 2009

Tucci F., Involucro ben temperato, Alinea Editore, Firenze 2006

UweWienke, Edifici Passivi. Standards, requisiti ed esempi, Alinea, 2002

Vincenti A., Sistemi fotovoltaici, impianti solari in conto energia, Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2007

Zingarelli N., voce Involucro, in Vocabolario della lingua italiana, Nicola Zanichelli, Bologna 1993

Sitoarafia

http://www.bipv.ch

http://www.casaclima.com

http://www.casedilegno.org

http://www.crit-research.it

http://www.edilportale.com

http://www.efficienzaenergetica.acs.enea.it

http://www.elsevier.com

http://www.energyglass.eu

http://www.greenbuildingadvisor.com

http://www.greentechmedia.com

http://www.gse.it

http://www.icmontenero.it

http://www.iisalessandrini.it

http://www.ilrisparmioenergetico.com

http://www.ingegneri.cc

http://www.knauf.it

http://www.mygreenbuilding.com

www.passivehouse-international.org

http://www.rinnovabili.it

http://www.rockwool.it

http://www.scoremed.eu

http://www.sciencedirect.com

http://www.sneresearch.com

http://www.solarenergysunrise.com

http://www.studioricercheambientali.com

http://www.vanoncini.it

http://www.wbdg.org

http://www.wikipedia.it

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