Diapositiva 1

Paolo Bertozzi
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PARMA
PROGETTO ESI
“NUOVE IDEE E TECNICHE
PER UNA CASA SOSTENIBILE”
Soluzioni di tecnologia stratificata a secco
per un’edilizia a basso consumo energetico
e ad alta prestazione ambientale
CONVEGNO 17 MAGGIO 2007
Parma
17 maggio 2007
Centro S. Elisabetta
Università degli Studi di Parma
Paolo Bertozzi
Paolo Bertozzi - STRATEGIE PER IL MIGLIORAMENTO DELL’EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Parma
17 maggio 2007
Parma, 25 febbraio 2006
Centro S. Elisabetta
Università degli Studi di Parma
Prof.ssa Anna Barozzi
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Programma di convenzione di ricerca
Soluzioni per applicazione di sistemi
di tecnologia stratificata a secco per edilizia civile
L’Università degli Studi di Parma, con il sostegno di imprese locali operanti nel settore
edile e in sinergia con aziende produttrici di sistemi e componenti per l’‘assemblaggio a
secco’, ha avviato una convenzione di ricerca in campo tecnologico per evidenziare un
percorso progettuale e produttivo, alternativo a quello attualmente in uso, privilegiando
l’uso di tecnologie ad alto contenuto ambientale.
La tecnologia stratificata a secco si pone come alternativa efficace ai tradizionali
sistemi costruttivi a umido di tipo blocco su blocco, cassero e riempimento e più in
generale ai sistemi ibridi, quali i sistemi latero-cementizi.
La costruzione stratificata a secco, denominata anche S/R (Struttura-Rivestimento):
• minimizza l’uso dei materiali;
• consente il raggiungimento di requisiti di qualità e alte prestazioni energetiche;
• fa uso di prodotti di derivazione industriale di qualità certificata;
• consente una totale libertà di espressione architettonica.
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Obiettivi
Obiettivo della ricerca è la messa a punto di un sistema di progettazione integrata per
la realizzazione di edifici multipiano, a prevalente uso residenziale, basato sull’impiego di
tecnologia stratificata a secco, contemplando le due possibilità di apparato tecnologico
misto o interamente a secco.
In particolare, assunto come dato la ormai radicata consuetudine, diffusa nel territorio
locale e nazionale, delle costruzioni con telaio di c.c.a., appare prioritaria l’indagine sul
sistema misto in cui, alla tecnologia a umido cassero-riempimento del conglomerato
cementizio, è associata la tecnologia di stratificazione a secco per gli elementi di chiusura
verticale, chiusura orizzontale e di partizione interna.
"BUILDING 2000" - Danimarca - Edificio per uffici
Progettista: arch. prof. Jens Arnfred Vandkunsten.
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Obiettivi
In particolare, la ricerca svilupperà un’analisi critica della tecnologia di involucro più
avanzata dal punto di vista dei nessi funzionali.
L’involucro è, infatti, la porzione dell’organismo edilizio che maggiormente si presta ad
essere indagato per la complessità dei temi progettuali coinvolti. In esso viene compreso
il problema della giunzione tra telaio e tamponamento, della coibentazione termica e
acustica, della impermeabilità, della captazione solare attiva e passiva, della resistenza
meccanica e della stabilità. L’insieme di requisiti associati al sistema di chiusura verticale
e orizzontale – ossia all’involucro – rimanda alle principali famiglie prestazionali
individuate dal cosiddetto ‘Regolamento edilizio tipo’ della Regione Emilia Romagna, così
come espresse dalla L.R. 33/90 e sgg., rivelandosi quindi come interessante campo di
applicazione per una progettazione integrata in cui ogni elemento tecnico contribuisce
singolarmente e in modo sistemico alla realizzazione dell’obiettivo funzionale prestabilito.
L’assemblaggio a secco, grazie alla sue estese possibilità combinatorie e alla vastità di
proposte provenienti dal mercato dell’industria edilizia, permette di sviluppare un’ampia
campionatura di soluzioni tecniche e facilita la costituzione di un metodo di progettazione
integrata che, a seconda delle esigenze espresse dalla committenza, può proporre
soluzioni tecniche combinatorie affidate ad un ‘kit di montaggio’ soggetto a
implementabilità tecnologica e ciclicità di funzionamento.
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Modalità di attuazione della ricerca
La ricerca si articola in fasi di indagine e di studio in rapporto ai risultati attesi. Lo
svolgimento prevede la collaborazione tra personale e attrezzature dell’Università di
Parma e partner esterni operanti nel settore.
E’ evidente che la ricerca non potrà rifondare l’assetto dello scenario produttivotecnologico del settore, ma verosimilmente agire all’interno di un repertorio critico dei
prodotti e delle soluzioni di mercato. In questo senso la ricerca acquista senso proprio
nella relazione attiva con gli operatori di settore. All’interno del processo edilizio italiano
l’attività di ricerca e di innovazione è infatti delegata ai produttori di materiali, sistemi,
componenti in un contesto culturale nel quale tecnici progettisti, costruttori, istituzioni
pubbliche di controllo spesso accettano passivamente soluzioni che rispettivamente non
sono in grado di interpretare e di gestire.
La sinergia tra attori, diretti e indiretti, del processo edilizio - Università, produttori,
costruttori – che può realizzarsi con la ricerca è finalizzata alla definizione, attraverso
un processo di verifica comparativa, delle soluzioni ottimali in rapporto alle
prestazioni attese.
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Modalità di attuazione della ricerca
Dalla crisi energetica degli anni ’70, sulla relazione tra edifico e clima si sono succedute
diverse fasi di ricerca, sperimentazione e applicazione, che hanno visto integrarsi
progressivamente l’applicazione di principi fisici con le caratteristiche dei luoghi, i
materiali, le forme e le configurazioni edilizie al fine di raggiungere situazioni ottimali di
microclima interno agli edifici, riducendo al minimo l’applicazione dei sistemi impiantistici
tradizionali.
Da “Architettura e involucro sostenibile: criteri
di valutazione tecnologia stratificata a secco”
G. Peretti
II facoltà di Architettura - Politecnico di Torino
Esempio di impiego di TWD –
Thermische Waerme Daemmerung
Studentato a Widnberg - Thomas Herzog
Le tecnologie e i sistemi sperimentali messi a punto, venivano verificati con metodologie
basate su calcoli e regole di matrice matematica e fisica, orientate esclusivamente per
formulare valutazioni di tipo energetico, economico, e sostanzialmente riferibili ai consumi
di gestione. Dagli anni ‘80 si è iniziato a parlare di approccio ecosostenibile, non solo
bioclimatico. In tale ottica anche il processo di valutazione ha assunto, quindi, un
carattere più completo e complesso, e ad oggi esistono diversi metodi e strumenti di
valutazione
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Modalità di attuazione della ricerca
La ricerca potrà assumere come riferimento la procedure UNI e cioè il sistema di
valutazione a punteggio, basato sull’approccio esigenziale – prestazionale, che prende in
considerazione, quale parametro misurabile di valutazione:
• la salvaguardia ambientale;
• l’uso razionale delle risorse;
• benessere, igiene, salute
Le esigenze sono divise in base
alle fasi del processo
• Fase di produzione fuori opera;
• Fase di produzione in opera;
• Fase funzionale;
Da “Architettura e involucro sostenibile: criteri
di valutazione tecnologia stratificata a secco”
G. Peretti
II facoltà di Architettura - Politecnico di Torino
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Modalità di attuazione della ricerca
Le esigenze sono divise in base alle
fasi del processo; per quanto
concerne la fase di produzione fuori
opera si comprende l’estrazione e la
trasformazione delle materie prime,
l’imballaggio, il trasporto.
I materiali, i componenti e gli
elementi tecnici sono valutati in
relazione agli impatti ambientali e ai
consumi
energetici
attraverso
diversi parametri quali la qualità
dell’aria e dell’acqua, la protezione
del suolo, la produzione dei rifiuti, il
risparmio energetico.
Da “Architettura e involucro sostenibile: criteri di valutazione tecnologia stratificata a secco”
G. - II facoltà di Architettura - Politecnico di Torino
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Modalità di attuazione della ricerca
La fase produttiva in opera fa
riferimento alla realizzazione nel
cantiere sia per quanto concerne
l'esecuzione, che la manutenzione e
la dismissione, quella funzionale
alla vita utile dell’edificio.
Le fasi di produzione sono
connesse con le classi di esigenze
di salvaguardia ambientale e uso
razionale delle risorse, mentre la
fase funzionale è connessa anche
alla classe di esigenze del
benessere, igiene e salute.
Da “Architettura e involucro sostenibile: criteri di valutazione tecnologia stratificata a secco”
G. Peretti - II facoltà di Architettura - Politecnico di Torino
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Fasi di ricerca
Fase 1 - L’indagine parte dall’analisi dei principali sistemi di completamento di involucro
per strutture a telaio – prevalentemente chiusure verticali e orizzontali – attualmente
prodotti dall’industria del settore e dalla successiva classificazione in funzione di
prestabiliti requisiti prestazionali.
Fase 2 - Successivamente, si procede alla verifica funzionale – prestazionale-statica e
prestazionale-ambientale - e di possibilità di giunzione tra telaio ed elementi di
completamento, evidenziando i punti di criticità.
Fase 3 – Infine, sarà condotta un’analisi sui costi complessivi di ogni singola soluzione in
comparazione con analoghe soluzioni a umido. In questa fase si svilupperà una indagine
organica della relazione costi-prestazioni di ogni singola soluzione, con riferimento a tutte
le fasi del ciclo di vita del sistema e dei suoi componenti, dalla produzione al montaggio,
alla successiva fase di gestione e infine di dismissione o di reimpiego.
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Fasi di ricerca
Più precisamente, le prestazioni – cogenti e volontarie, secondo la distinzione del
Regolamento edilizio tipo della regione Emilia Romagna L. R. 33/90 e sgg. - a cui si
presterà particolare attenzione sono quelle connesse a:
•
•
•
•
•
•
•
resistenza meccanica e stabilità;
igiene, salute ed ambiente – impermeabilità, temperatura superficiale, … ;
protezione dal rumore;
risparmio energetico – contenimento dei consumi;
uso razionale delle risorse energetiche;
uso razionale delle risorse idriche;
controllo delle caratteristiche nocive dei materiali da costruzione
Particolare riguardo verrà riservata alla delicata relazione tra involucro edilizio, impianti
per il comfort interno e risparmio energetico.
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Fasi di ricerca
Le verifiche prestazionali, come previsto dalla normativa, saranno articolate in:
•verifiche di calcolo;
•prove di laboratorio;
•prove in sito su casi reali o riproduzioni in scala.
Per la complessa fase di verifica prestazionale, oltre al ricorso alle specifiche tecniche di
ogni componente, redatte dal produttore, verranno compiute prove sperimentali sul
comportamento ambientale del pacchetto di involucro, nonché prove di montaggio in
cantiere al fine di stabilire le soluzioni più idonee.
Es. - Misura in sito dei parametri termo-igrometrici
‾Misura della trasmittanza
‾Rilievi termografici
‾Misure di temperatura
‾Misure di umidità
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Risultati attesi
Definizione e applicazione di un protocollo di verifica, selezione, ottimizzazione
di soluzioni di assemblaggio a secco caratterizzate da:
• elevata compatibilità costruttiva rispetto a strutture a telaio in c.c.a.;
• costo finale – comprensivo di gestione e smaltimento – competitivo con
tecnologia equivalente a umido;
• maggiore valore ambientale in termini di salvaguardia dell’ambiente e uso
razionale delle risorse;
• maggiore versatilità nel ciclo di vita dell’immobile;
• elevata possibilità di innovazione e scambio con le aziende produttrici;
• sensibilizzazione di tutti gli attori del processo edilizio sul tema della
sostenibilità ambientale
Organizzazione della ricerca e aree tematiche
Coordinamento scientifico: prof. Ivo Iori
• Area Verifica prestazioni statiche
• Area Tecnologia e prestazioni ambientali
• Area Analisi costi
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
SCHEMATIZZAZIONE PARETE
KNAUF W385
Soluzioni di riferimento
A
B
pilastro portante
in cemento armato
profilo a "c" in acciaio
2.50
Lastra KNAUF in gessofibra
Lastra con barriera vapore Knauf in gesso rivestito
accoppiata con micro lamina di alluminio sul lato interno
10.00
Pannello isolante in
fibra di legno Celenit FL45
12.2
Intercapedine d'aria
4.00
Pannello isolante in
fibra di legno Celenit FL45
4.00
1.80
Lastra Knauf gesso rivestito
10.00
4.00
0.7 1.25
38.45
Interno
Barriera all'acqua Tyvek
Lastra KNAUF Aquapanel Outdoor
Rasante
Esterno
scala 1:4
A
B
SEZIONE B-B
CARATTERISTICHE
PRORIETA' TERMICHE
PRORIETA' IGROMETRICHE
UNITA' DI MISURA
RISULTATO
TRASMITTANZA
W/mq K
U = 0.3295
SFASAMENTO
ORE
10h 34'
ACCUMULO CONDENSA
senza ventilazione
g/mq
non presente
SEZIONE A-A
CARATTERISTICHE
PRORIETA' TERMICHE
PRORIETA' IGROMETRICHE
UNITA' DI MISURA
RISULTATO
TRASMITTANZA
W/mq K
U = 0.1683˜
SFASAMENTO
ORE
8h 06'˜
ACCUMULO CONDENSA
senza ventilazione
g/mq
non presente
Schematizzazione pacchetto tamponamento esterno
Soluzione ibrida
SCHEMATIZZAZIONE PACCHETO
Paolo Bertozzi
STRUTTURA-TAMPONAMENTO ESTERNO
CELENIT ( B4 )
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Soluzioni di riferimento
pilastro portante in legno
profilo a "c" in acciaio
2.60
Doppia lastra KNAUF
10.00
Celenit FL 45
5.40
Freno al vapore
14.00
Intercapedine d'aria
12.00
4.60 2.00
31.60
Interno
1.50 3.50 2.00
Sapiliege con sughero
Celenit N35
Intonaco esterno
scala 1:4
Esterno
CARATTERISTICHE
PRORIETA' TERMICHE
PRORIETA' IGROMETRICHE
UNITA' DI MISURA
RISULTATO
U = 0.1983
TRASMITTANZA
W/mq K
SFASAMENTO
ORE
13 h 14'
ACCUMULO CONDENSA
senza ventilazione
g/mq
non presente
Schematizzazione pacchetto tamponamento esterno
Soluzione interamente a secco
SCHEMATIZZAZIONE PACCHETO
Paolo Bertozzi
STRUTTURA-TAMPONAMENTO ESTERNO
CELENIT ( B4 )
Parma, 17 maggio 2007
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata
Soluzioni di riferimento
pilastro portante in legno
profilo a "c" in acciaio
2.60
Doppia lastra KNAUF
10.00
Celenit FL 45
5.40
Freno al vapore
14.00
Intercapedine d'aria
12.00
4.60 2.00
31.60
Interno
1.50 3.50 2.00
Sapiliege con sughero
Celenit N35
Intonaco esterno
scala 1:4
Esterno
CARATTERISTICHE
PRORIETA' TERMICHE
PRORIETA' IGROMETRICHE
UNITA' DI MISURA
RISULTATO
U = 0.1983
TRASMITTANZA
W/mq K
SFASAMENTO
ORE
13 h 14'
ACCUMULO CONDENSA
senza ventilazione
g/mq
non presente
Schematizzazione pacchetto tamponamento esterno
Soluzione interamente a secco
Paolo Bertozzi
Parma, 17 maggio 2007
Soluzioni di riferimento
Soluzione a secco U = 0.1983 W/mq K
Trasmittanza termica per strutture opache verticali
ai sensi del D. Lgs. 311/07
Architettura sostenibile
Criteri per una ricerca applicata