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Gli edifici ad alte prestazioni energetiche in Piemonte

Rendinella, Gabriele

Gli edifici ad alte prestazioni energetiche in Piemonte.

Rel. Guglielmina Mutani. Politecnico di Torino, Corso di laurea in Architettura, 2014

Abstract:

Premessa.

Il superamento dei sistemi a bassa efficienza. La crisi letta come il blocco di un sistema a bassa efficienza incapace di rinnovarsi ed evolvere verso nuovi modelli socio-economici

Il tema della "crisi" ricorre ormai da anni, senza che vi sia una chiarezza rispetto a cosa effettivamente sia e senza che vengano indicate soluzioni concrete per uscire dal periodo di stallo.

Ciò delinea da un lato l'incapacità del sistema di fare autocritica, dall'altro, una non volontà di superare schemi di comportamento ed abitudini consolidate caratterizzate da un basso livello di efficienza e ispirate a modelli ormai obsoleti.

Non è un caso che paesi tradizionalmente più efficienti siano meno in crisi di paesi tradizionalmente orientati in senso opposto. Lo stesso dicasi per i settori dell'industria e dell'economia all'interno dei singoli paesi: quelli più orientati all'innovazione sono in crescita, mentre, quelli legati a dinamiche obsolete, che non hanno avuto la capacità di innovare, sono in drastica contrazione.

Il ripetersi continuo di situazioni sempre uguali, avendo la sensazione che nulla cambi, può essere visto come il sintomo di un attaccamento a valori non sostanziali da cui inconsciamente la società cerca di liberarsi per far posto a modelli organizzativi più direttamente espressione delle reali esigenze. Analogamente, la sofferenza della società può essere letta come espressione di una resistenza a profondi cambiamenti in atto, che sfociano talvolta in conflitti generazionali, essendo le nuove generazioni tendenzialmente più predisposte a recepire i nuovi modelli.

La globalizzazione è senza dubbio tra i cambiamenti che maggiormente hanno influenzato il corso degli eventi negli ultimi decenni. Senza voler alimentare la sterile diatriba tra chi è pro o contro, è indubbio che essa abbia accentuato gli squilibri tra e all'interno dei singoli paesi, forzando un riadattamento dell’economia e della società nella direzione di una maggiore efficienza e di un maggiore sviluppo tecnologico. La cosiddetta competitività economica, il conseguimento della quale risulta necessario per garantire la sopravvivenza in un mondo globalizzato, può anche essere vista come uno strumento "positivo" in grado di innescare i cambiamenti suddetti, come un pungolo atto ad evidenziare i difetti della società, al fine di poterli correggere nell'ottica di una società armonica e progredita.

L'eccessiva concentrazione di risorse, corollario del processo determinatosi, e conseguenza di una lettura esclusivamente sul piano economico del processo, risulta essere una distorsione che andrà gradualmente e necessariamente corretta nel corso dei prossimi anni.

La competitività non deve infatti essere utilizzata ideologicamente come strumento fine a se stesso, con la conseguenza di "eliminare" parti di società non più adeguate alle attuali esigenze, ma come uno strumento in grado di dare la spinta iniziale, spesso dolorosa, necessaria a staccarsi da vecchi schemi per creare dei nuovi modelli socio-economici equilibrati.

La globalizzazione non è però l'unica spinta esistente verso la creazione di una società efficiente. L'alto tasso di antropizzazione del pianeta ed il conseguente impatto dell'attività umana sul delicato ecosistema terrestre pongono un altro limite invalicabile all'inefficienza dei sistemi economico-produttivi. L'attuale pressione ambientale è tale da richiedere un ridimensionamento deN'economia se non si vogliono alterare in modo definitivo ed irrimediabile gli. L'unico modo per continuare ad espandersi vi sempre maggiori, è operare con sistemi ad altire le poche rie e con il minor spreco possibile. In tal mmite, può diventare opportunità.

Volgendo la riceemi aile superare i limiti di sviluppo attuali, co necessità umane, dovuto ad un naturale processocitàggiungimento di un elevato tasso di innovazun circolo virtuoso che metterà l'uomo nella condizia che ciò comprometta gli equilibri ambientali, ma ancLo sviluppo tecnologico non dovrà portare arà ali. In tal senso l'high-tech ed il low-tech potranno e dovranno fondersi, in accordo con il principio filosofico dell'unità degli opposti: soltanto ricercando una sintesi tra qualità contrastanti infatti sarà possibile raggiungere una condizione di equilibrio: ecologia e tecnologia non si escludono, ma si completano a vicenda.

- La ricerca dell'efficienza nel sistema edificio-impianto

La ricerca dell'efficienza nel sistema economico e sociale ha delle ricadute anche nell'ambito della progettazione e costruzione degli edifici, dove negli ultimi anni si assiste ad un incremento dell'attenzione rivolta agli aspetti energetici ed ambientali.

Il punto di partenza è il concetto di sviluppo sostenibile, che, come definito dalla Commissione Bruntland nel 1987, « ... è uno sviluppo che soddisfa i bisogni del presente senza compromettere la possibilità delle generazioni future di soddisfare i propri» (WCED,1987). Da allora l'efficienza energetica si è diffusa sempre di più nella cultura e nei codici dei paesi industrializzati: in Italia, dal 1991 (anno di emanazione della L. 10/91) e poi dal 2005 (anno di emanazione del D.Lgs. 192/2005) la normativa energetica in ambito edilizio ha subito importanti modifiche, e risulta allo stato attuale in continuo aggiornamento, con prospettive fino al 2020 (anno in cui, secondo la revisione della Direttiva europea EPBD sull'efficienza energetica degli edifici, tutti gli edifici di nuova costruzione dovranno essere a energia quasi zero). Quando tale percorso sarà portato a termine, si potrà dire che in quindici anni si è passati da un concetto di edificio a basse prestazioni energetiche, dove l'impianto sopperiva in maniera significativa alle dispersioni dell'involucro, con conseguenti costi elevati per il riscaldamento (edifici progettati in accordo alla L.10/91), ad un concetto di edificio ad altissime prestazioni, con un consumo di energia virtualmente nullo (nearly zero energy building). Questo comporta una vera e propria rivoluzione nel modo di progettare e costruire, in un lasso di tempo relativamente breve, e pone alcune questioni al contorno:

- La prima questione è nella definizione dell'oggetto, vale a dire come si definisce un edificio a energia quasi zero?

- La seconda considerazione riguarda la sfera tecnologica, ovvero come si progetta un edificio a energia quasi zero? Quali sono le tecnologie da impiegare al fine di realizzare un tale edificio? Quale il rapporto con i vari contesti climatici?

- Il terzo punto riguarda le ricadute sul piano architettonico-compositivo, vale a dire quali sono i limiti che un tale standard impone a livello compositivo nella progettazione di un edificio? Il rischio potrebbe essere che per garantire eccellenti prestazioni energetiche si debba rinunciare a qualcosa sul piano della composizione, realizzando edifici estremamente rigidi come le prime passivhaus progettate in Germania negli anni'80.

(4) L'ultima considerazione è di carattere economico: elevare costantemente le prestazioni dell'edificio (comportamento energetico, acustico, strutturale in risposta agli adeguamenti della normativa sismica) può portare ad un incremento dei costi di costruzione insostenibile e non commisurato alle reali possibilità del mercato. Possiamo giungere quindi al paradosso di realizzare l'edificio perfetto, supertecnologico, che resiste ai terremoti ed uragani, che non consuma energia, ma che poi nessuno è in grado di permettersi, o che determina costi ambientali maggiori di quelli che sono i benefici apportati. Come ovviare dunque all'incremento dei costi? Qual è il modello da seguire? Meglio un edificio molto performante ma costoso, o meglio rinunciare ad un po' di comfort e seguire modelli più ecologici e più semplici da realizzare?

Il presente lavoro parte da tali considerazioni per approfondire il concetto di edificio ad alte prestazioni energetiche nel contesto piemontese, al fine di valutare come il modello di passivhaus nato in Nord Europa, e diffusosi a partire prevalentemente dalla Germplicato, e in che modo, nella nostra regione.

Il presente lavoro di tesi è strutturato in quattro parti: la prima, affronta il concetto di edificio a energia quasi zero da un punto di vista teorico, illustrando lo stato attuale del dibattito a partire dall'analisi di documenti presenti in letteratura; la seconda, descrive le caratteristiche tecnologiche degli edifici ad alta efficienza energetica partendo dagli esempi di passivhaus realizzati in Europa, e giungendo ad un concetto di passivhaus allargato anche ai contesti mediterranei; la terza parte descrive due ricerche in ambito europeo relativamente all'analisi degli edifici passivi (il progetto Cepheus ed il progetto Passive-On) al fine di valutare la fattibilità tecnico/economica del modello di casa passiva ed estendere poi tale concetto ai climi mediterranei;

la quarta ed ultima parte invece, si propone di tradurre, attraverso l'analisi di un caso studio realizzato sul territorio piemontese, tale concetto in un modello effettivamente applicabile al Piemonte, da un punto di vista prestazionale, economico ed architettonico.

Relatori: Guglielmina Mutani
Tipo di pubblicazione: A stampa
Soggetti: G Geografia, Antropologia e Luoghi geografici > GG Piemonte
S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
Corso di laurea: Corso di laurea in Architettura
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3894
Capitoli:

INDICE

Premessa.

Il superamento dei sistemi a bassa efficienza. La crisi letta come il blocco di un sistema a bassa efficienza incapace di rinnovarsi ed evolvere verso nuovi modelli socio-economici

La ricerca dell'efficienza nel sistema edificio-impianto

PARTE I

Gli edifici ad alte prestazioni energetiche: concetti e definizioni

Introduzione

1.1 Edifici a zero energia: una panoramica delle definizioni e delle metodologie di calcolo

1.1.1 Introduzione

1.1.2 Questioni da affrontare per giungere ad una definizione

1.1.3 Considerazioni finali

1.2 Le implicazioni dei fattori di ponderazione sulle scelte tecnologiche

1.2.1 Introduzione

1.2.2 Metodologia

1.2.3 Conclusioni

1.3 Come valutare le performance degli edifici a energia quasi zero (ZEB)

1.3.1 Giungere ad una definizione condivisa

1.3.2 Le tecnologie degli edifici a energia quasi zero

1.3.3 Metodi di valutazione

1.3.4 Trend di sviluppo degli edifici a energia quasi zero

1.4 Una metodologia per una progettazione economicamente efficiente degli edifici ad energia quasi zero (NZEB)

1.4.1 Introduzione

1.4.2 Modello di analisi e software

1.4.3 II calcolo dei fabbisogni di energia

1.4.4 Esempio di applicazione del software su un edificio ad un piano fuori terra

1.4.5 Conclusioni

PARTE II

Il concetto di Passivhaus e la sua evoluzione per il sud Europa

Introduzione

2.1 L'energia negli edifici dalle origini ad oggi

2.2 Nascita ed evoluzione del concetto Passivhaus

2.3 Strategie di progettazione degli edifici ad alte prestazioni energetiche

2.3.1 Introduzione

2.3.2 Controllo del microclima nelle zone circostanti l'edificio

2.3.3 Forma e tipologia

2.3.4 Orientamento

2.3.5 Distribuzione planimetrica

2.3.6 Albedo

2.3.7 Elettrodomestici e illuminazione artificiale

2.3.8 Illuminazione naturale

2.3.9 Isolamento termico

2.3.10 Ponti termici

2.3.11 Inerzia termica

2.3.12 Involucro trasparente

2.3.13 Ombreggiamento

2.3.14 Infiltrazioni e tenuta all'aria

2.3.15 Ventilazione

2.3.16 Sistemi di recupero del calore

2.3.17 Zone cuscinetto (tampone)

2.3.18 Altre strategie passive per la rimozione del calore in estate

2.3.19 Comfort

2.4 Impianti e strategie attive di utilizzazione dell'energia solare

2.4.1 Contributo dell'utilizzazione attiva dell'energia solare

2.4.2 Impianti termici e riscaldamento degli ambienti

2.4.3 Soluzioni per soddisfare il basso fabbisogno di energia residuo

PARTE III

Esperienze internazionali di ricerca sviluppate sul concetto di edificio passivo

3.1 II progetto CEPHEUS

3.1.1 Descrizione

3.1.2 Strumenti di valutazione del progetto

3.1.3 Presentazione dei risultati

3.1.4 Conclusioni

3.1.5 Schede di alcuni edifici passivi realizzati nel contesto del progetto CEPHEUS

3.2 II progetto PASSIVE-ON

3.2.1 Estensione del modello Passivhaus

3.2.2 Contesto climatico

3.2.3 Descrizione

3.2.4 Analisi di ottimizzazione sulla permeabilità dell'involucro edilizio

3.2.5 Analisi di ottimizzazione sull'isolamento dell'involucro: le superfici trasparenti

3.2.6 Analisi di ottimizzazione sull'isolamento dell'involucro: le superfici opache

3.2.7 Analisi di sensitività

3.2.8 Analisi di comfort

3.2.9 Sintesi dei risultati dell'analisi

PARTE IV

Un modello per il Piemonte

4.1 Normativa energetica nazionale

4.1.1 Introduzione

4.1.2 Quadro temporale: cronistoria degli obblighi di legge

4.1.3 La "Relazione Legge 10"

4.2 Normativa energetica della Regione Piemonte

4.3 Un modello adatto al contesto piemontese

4.3.1 Scopo dell'analisi

4.3.2 Determinazione della prestazione energetica per il riscaldamento

4.3.3 Descrizione dell'edificio di riferimento

4.3.4 Condizione 1: edificio originale, standard normativo

4.3.5 Condizione 2: edificio originale, standard ad alte prestazioni energetiche

4.3.6 Condizione 3: riconfigurazione architettonica, standard ad alte prestazioni energetiche

4.3.7 Condizione 4: riconfigurazione architettonica, standard ad alte prestazioni energetiche, con aumento della superficie vetrata a sud

4.3.8 Accenni sulla valutazione dei costi delle strategie di efficienza energetica

Tavole di sintesi

Conclusioni

Bibliografia

Allegati

Bibliografia:

BIBLIOGRAFIA

Pubblicazioni

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Atti di convegni.

Dott. Ing. A. Ursini Casalena, "Influenza della capacità termica aerica interna periodica su risparmio energetico e comfort ambientale negli edifici" in Strategie per un involucro edilizio sostenibile. Atti del Convegno di Ancona, 2009 -www.mygreenbuilding.org;

Agenzia Casaclima, Atti di convegni, www.agenziacasaclima.it.

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