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WORKSHOP:
Mario Grosso
Prestazioni estive dell’involucro edilizio: soluzioni innovative per la progettazione
La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
Prof. Arch. Mario GROSSO,
II Facoltà d’Architettura, Politecnico di Torino
Bolzano, 26 gennaio 2007
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WORKSHOP:
Mario Grosso
Prestazioni estive dell’involucro edilizio: soluzioni innovative per la progettazione
La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Prestazioni estive dell’involucro edilizio: soluzioni innovative per la progettazione
La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
PENETRAZIONE DEGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO DELL’ARIA
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
Prestazioni estive dell’involucro edilizio: soluzioni innovative per la progettazione
La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
INCREMENTO DEI CONSUMI PER IL CONDIZIONAMENTO DELL’ARIA
Bolzano, 26 gennaio 2007
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
INCREMENTO DELLE EMISSIONI DI CO2 PER IL CONDIZIONAMENTO DELL’ARIA
Bolzano, 26 gennaio 2007
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SISTEMA ELETTRICO ITALIANO: EVOLUZIONE STORICA DOMANDA DI PICCO, 1990-2004
Fonte: MAP, Scenario tendenziale dei consumi e del fabbisogno al 2020, Roma, 2005
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SISTEMA ELETTRICO ITALIANO: PROIEZIONE DOMANDA ELETTRICA DI PICCO
Fonte: MAP, Scenario tendenziale dei consumi e del fabbisogno al 2020, Roma, 2005
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
INTENSITÀ ENERGETICA E ELETTRICA IN ITALIA, 1995-2003
Variazioni % dell’intensità energetica e dell’intensità elettrica (Numeri indice 1995=100)
Fonte: ENEA, Rapporto energia e ambiente 2005
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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DEGRADAZIONE TERMICA DELLE CITTÀ
Source : WMO
Bolzano, 26 gennaio 2007
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ISOLA DI CALORE URBANA
3,5 °C
6 °C
4 °C
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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IMPATTO ENERGETICO DELL’ISOLA DI CALORE URBANA
(KW)
ATENE – carico di raffrescamento
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
POLITICHE ENERGETICHE
Una politica di
conservazione
energetica può
sostituire la
costruzione di
diverse centrali
elettriche
Bolzano, 26 gennaio 2007
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POLITICA ENERGETICA PER IL SETTORE EDILIZIO
Costo
energetico
dell’energia
elettrica e della
conservazione
Costo dell’elettricità di picco
Costo dell’eletttricità in uso
Costo della conservazione
energetica
10,2 cents / kWh
3,9 cents / kWh
2.6 cents / kWh
Fonte : Energy Service Directive, EEC
Bolzano, 26 gennaio 2007
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RAFFRESCAMENTO
PASSIVO
RIDUZIONE DEL
SURRISCALDAMENTO DI UNO
SPAZIO ATTRAVERSO CONTROLLO
TERMICO E TECNICHE DI
RAFFRESCAMENTO NATURALE
Bolzano, 26 gennaio 2007
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OBIETTIVI DEL RAFFRESCAMENTO
PASSIVO
ELIMINARE, CON USO DI RISORSE CLIMATICHE,
CONDIZIONI DI SURRISCALDAMENTO GENERATE DA:
¾radiazione solare
¾scambio convettivo tra aria calda (infiltrazione e/o
ventilazione) e superfici
¾guadagni interni da persone e apparecchiature
TRAMITE:
CONTROLLO TERMICO
RAFFRESCAMENTO
NATURALE
Bolzano, 26 gennaio 2007
Riduzione del calore in
eccesso, prima
dell’accumulo
Dissipazione del calore
accumulato in eccesso verso
pozzi termici naturali
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TECNICHE DI
RAFFRESCAMENTO PASSIVO
CONTROLLO
TERMICO
RAFFRESCAMENTO
NATURALE
Bolzano, 26 gennaio 2007
¾ solare
¾ convettivo
¾ degli apporti
interni
¾ ventilativo
¾ geotermico
¾ evaporativo
¾ radiativo
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
TECNICHE DI CONTROLLO TERMICO
CONTROLLO ¾ ombreggiamento di sito
¾ superfici a bassa emissività
SOLARE
¾ isolamento e inerzia termica
¾ schermi alle finestre
CONTROLLO ¾ utilizzo inerzia termica
CONVETTIVO ¾ riduzione delle infiltrationi
d’aria calda
CONTROLLO ¾ utilizzo d’apparecchiature
GUADAGNI
elettriche ad alta efficienza
INTERNI
Bolzano, 26 gennaio 2007
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
TECNICHE DI RAFFRESCAMENTO
NATURALE
¾ diretto (edifici ipogei)
¾ indiretto (condotti interrati)
¾ corporeo
VENTILATIVO
¾ ambientale
¾ strutturale
EVAPORATIVO ¾ diretto
¾ indiretto
¾ ibrido
¾ diretto
RADIATIVO
¾ indiretto
GEOTERMICO
Bolzano, 26 gennaio 2007
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CONTROLLO SOLARE
Cliff Dwellings, Mesa Verde, Colorado
I Sassi, Matera
Ombreggiamento di sito e uso della massa
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Residenze a Siviglia, Arch. Lopez de Asian
Uso del
colore e
della
massa
SISTEMI DI
CONTROLLO
SOLARE
Palazzo del parlamento,
Berlino, Arch. Foster
Figura 5, Tende orizzontali
(Kiessel + Partner, Parco Scientifico, Gelsenkirchen,
Germania)
Schermi solari
Bolzano, 26 gennaio 2007
Figura 6, Doghe
orizzontali in legno
Figura 7, Veneziana esterna in
acciaio, (Edificio per Uffici, Stoccarda, Germania)
(Foster and Partners, Sede regionale
dell’EDF, Bordeaux, Francia)
Figura 8, Sporto in lamelle
metalliche
Figura 9, Lamelle
orizzontali in metallo
(Frigerio Design Group, Ras Assicurazioni, Milano)
(Mecanoo, Facoltà di Utrecht, Paesi
Bassi)
Figura 10, Sporto inclinato
( G. Murcutt, Casa Simpson-Lee, Arnhem Land,
Australia)
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
VENTILAZIONE NATURALE
Il Teepe dei Pellerossa
Variazione dell’involucro in funzione del clima e dell’attività
Bolzano, 26 gennaio 2007
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VENTILAZIONE NATURALE
Passante
verticale
da vento
Città di Sind,
Pakistan
Malkaf egiziano
Bolzano, 26 gennaio 2007
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VENTILAZIONE NATURALE
5.0
4.0
Ìwân Nord
1.0
0.4
0.7
0.65
Ìwân Sud
0.55
0.8
Sala centrale degli ospiti (qa’a) nella casa di
Othman Katkhuda, Il Cairo, Egitto, ca. 1350
0.25
Giorno
Passante
verticale
combinata
vento –
effetto
camino
(e condotti
interrati)
Vento
vento
giorno
Notte
notte
Porta
Terreno
Tunnel
Fontana
Torre del vento iraniana
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Queen’s Building, Leicester, UK – Short & Ford
SISTEMI DI
RAFFRESCAMENTO
VENTILATIVO
Plazzina i’Guzzini, Recanati – Arch. Mario Cucinella
Effetto camino
Ventilazione
notturna della
massa
Bolzano, 26 gennaio 2007
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SISTEMI DI RAFFRESCAMENTO VENTILATIVO
Evaporativo
a caduta
d’aria e
effetto
camino
Ristrutturazione Palazzo della Borsa,
Malta – Arch. Brian Ford
Laboratori di Ricerca Torrent, Gujarat, India
Archh. Abhikram e Ford
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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SISTEMI DI CONTROLLO DELLA VENTILAZIONE NATURALE
ATTUATORI
D’APERTURA
PER FINESTRE
GRIGLIA DI
VENTILAZIONE
CONTROLLORI DI FLUSSO
OMEOSTATICI
umidità
pressione
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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RAFFRESCAMENTO VENTILATIVO GEOTERMICO
(INDIRETTO)
I covoli, Costoza (VI)
Bolzano, 26 gennaio 2007
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RAFFRESCAMENTO
VENTILATIVO
GEOTERMICO (INDIRETTO)
Progetto di un complesso
residenziale a Sperlonga,
archh. Dell’Anna e Cassibba
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
Schermi solari
SISTEMI DI
CLIMATIZZAZIONE
IBRIDI INTEGRATI
vetri low-e
Pre-riscaldamento solare dell’aria
Condotti interrati
Edificio CONSALUD, Santiago del Cile,
Archh. May y Soler
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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Sistemi di climatizzazione ibridi integrati:
il progetto della Scuola media di Imola
Complesso religioso
Scuola materna
Nuova area
attrezzata e
parcheggio
Nuova scuola
media
- COMUNE DI IMOLA Bolzano, 26 gennaio 2007
NO
RD
Attrezzature per
attività sportive
esterne
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Mario Grosso
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
La morfologia dell’edificio
COMPOSIZIONE DISTRIBUTIVA - FUNZIONALE
due principali blocchi uniti da un atrio a tutt’altezza
sviluppo su asse est-ovest
ingresso
bibliote
ca, men
sa, uffic
ie
laborato
ri
atrio centrale
NO
RD
blocco aule
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
Progetto architettonico
SIMULAZIONE 3-D: vista da NW a volo d’uccello
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
Progetto architettonico
SIMULAZIONE 3-D: vista da SE a volo d’uccello
Bolzano, 26 gennaio 2007
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SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
Progetto architettonico
SIMULAZIONE 3-D: vista da terra dell’entrata principale
Bolzano, 26 gennaio 2007
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
Progetto architettonico
SIMULAZIONE 3-D: vista interna di un’aula sud
Bolzano, 26 gennaio 2007
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
Progetto architettonico
SIMULAZIONE 3-D: vista interna del piano superiore dell’atrio
Bolzano, 26 gennaio 2007
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
Progetto architettonico
SIMULAZIONE 3-D: vista interna del piano terreno dell’atrio
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
Il fabbisogno energetico
PRELIMINARE - 1 FASE
Simulazioni mirate, come ausilio nella definizione delle strategie progettuali a
partire da una situazione standard di riferimento
Utilizzo di strumenti semplici e veloci (tipo fogli excel, …)
Ripartizione del fabbisogno di riscaldamento
Dispersioni elementi
opachi
attenzione al sistema di ventilazione
prestazioni componenti vetrati
Ripartizione fabbisogno invernale - estivo
riscaldamento
Dispersioni per
ventilazione
Dispersioni elementi
trasparenti
Dati riferiti agli ambienti per la didattica a Sud-Ovest
privilegiare strategie per il raffrescamento
passivo
raffrescamento
Dati riferiti agli ambienti per la didattica a Sud-Ovest,
considerando un utilizzo da settembre a luglio
Bolzano, 26 gennaio 2007
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Mario Grosso
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
Le strategie e i sistemi per il raffrescamento
Raffrescamento passivo strutturale tramite ventilazione naturale notturna
Raffrescamento ventilativo geotermico indiretto (XGT: condotti interrati)
Predisposizione per il collegamento con la rete di tele-raffrescamento
Raffrescamento passivo
ventilativo strutturale
Pavimento radiante
Ventilazione meccanica
XGT
Bolzano, 26 gennaio 2007
UTA
Condizionatore
assorbimento
RETE
DI TELERISCALDAMENTO
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Mario Grosso
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
Le strategie e i sistemi di raffrescamento passivo
Ventilazione naturale per effetto
camino, finalizzata al
raffrescamento strutturale estivo
Bolzano, 26 gennaio 2007
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SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
I sistemi di raffrescamento passivo
Raffrescamento passivo ventilativo strutturale: simulazione CFD dei flussi d’aria attraverso le
aule e l’atrio – velocità e temperatura dell’aria, coeff. di scambio termico totale pavimento- soffitto
Bolzano, 26 gennaio 2007
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
I sistemi di raffrescamento passivo
SISTEMA DI SCAMBIO GEOTERMICO INDIRETTO: CONDOTTI INTERRATI
Caratteristiche:
40000 m3 aria trattati
n° 11
condotti,
L=70 m
n° 10
condotti,
L=75 m
CAMPO 3
raffrescamento
deumidificazione
CAMPO 2
profondità media di 2.5 m
10
5m
1 0
tubi in polietilene, d=0.25 m
NO
RD
lunghezza totale condotti di 2
Km circa
n° 12
condotti,
L=75 m
filtraggio aria e raccolta
condensa
Bolzano, 26 gennaio 2007
CAMPO 1
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Mario Grosso
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
I sistemi raffrescamento passivo
percorso
dell'aria
rete di
protezione
filtro aria
UTA 1-2
involucro
SISTEMA DI SCAMBIO GEOTERMICO INDIRETTO: CONDOTTI INTERRATI
filtro aria
p > 1%
U TA 3-4-5
CAMERA DI
ISCELAZIONE
CAMPO DI
CONDOTTI
CAMERA DI
PRESA ARIA
Bolzano, 26 gennaio 2007
CAMERA DI
DENSAZIONE
raccolta
condensa
raccolta
condensa
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Mario Grosso
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
Analisi termica in regime dinamico
Simulazione TRNSYS – temperature blocco aule e atrio
Bolzano, 26 gennaio 2007
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La tecnologia passivhaus nel clima mediterraneo: problemi e soluzioni
SCUOLA MEDIA PEDAGNA - IMOLA
Contributo delle diverse strategie di risparmio energetico
Eseguita utilizzando il programma TRNSYS, versione 16, accoppiato con COMIS
Strategie/tecnologie di controllo
microclimatico
Intensità energetica
annuale
[kWh/m2-slp]
Uvalue (pareti) = 0,45 W/m2K
Uvalue (vetro) = 2,65 W/m2K
Riscaldamento
Raffrescamento
Configurazione di riferimento (a)
79.5
22.4
Ventilaz. mecc. per 12 h/giorno
Configurazione di riferimento (b)
141.0
38.3
Come configurazione (a) con
ventilaz. mecc. per 24 h/giorno
Super-isolamento (elementi opachi )
72.7
25.1
Super-isolamento (elementi trasparenti )
66.2
28.6
Ottimizzazione temporale della ventilazione meccanica (VM)
64.9
15.4
Schermi fissi
84.0
15.8
Schermi fissi e mobili
86.8
14.0
Totale delle tecnologie d’involucro
67.0
20.1
Tecn involucro + ottim. VM + recupero calore
44.3
13.4
Tecn involucro + ottim. VM + Solarwall
42.5
13.4
Tecn involucro + ottim. VM + raffrescamntno strutturale
54.1
6.6
Totale delle strategie/tecnologie integrate
37.4
6.6
Bolzano, 26 gennaio 2007
Uvalue (pareti) = 0,30 W/m2K
Uvalue (vetro) = 1,57 W/m2K
179500 kWh/anno
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