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Progettazione dei sistemi costruttivi (8CFU)Attilio Nesi
CORSO DI LAUREA IN ARCHITETTURA ue A. A. 2011-12
Rapporto edificio-ambiente
IL SISTEMA EDIFICIO E IL SISTEMA AMBIENTE
CRITERI PROGETTUALI : ASPETTI AMBIENTALI E TECNOLOGICI
LA QUALITÀ AMBIENTALE COME REQUISITO IMPRESCINDIBILE DELL’ATTIVITÀ PROGETTUALE
..non possono sussistere progettazioni che non conside rano gli impatti e le interazioni tra trasformazione e ambiente …
Si riferisce alla complessità delle interazioni tra oggetto edilizio e ambiente (nel caso specifico, contesto e clima)
L’edificio viene considerato un sistema: un insieme di parti interconnesse e finalizzate; il cui fine è raggiungere il miglior livello di comfort e di risparmio energetico globale utilizzando fonti energetiche rinnovabili
Sistema edificio e sistema ambiente
Georg W. Reinberg Uffici e Laboratori "Biotop", Weidling(Austria) 2003
La costruzione viene considerata come un organismo “vivente” (non una barriera ma un filtro) e le sue forme integrate con il sistema ambientale in cui è collocata.
Sistema edificio e sistema ambiente
(STRATEGIE PROGETTUALI)
Criteri progettuali: aspetti ambientali e tecnologi ci
(Arch. Andrea Moro, Environment park, TO )
e raffrescamento
Orientare in maniera corretta l’edificio per: - ottimizzare lo sfruttamento della radiazione solare in inverno- offrire poca superficie ai raggi solari nel periodo in cui è necessario dissipare calore (estate)
Nell’area mediterranea, dove le condizioni di freddo e caldo sono entrambe presenti,è bene considerare tutti e due i valori cercando di risolvere congiuntamente i problemi per ottenere la migliore efficienza solare complessiva.
efficienza di captazione solare (condizioni di comfort minimizzando l’uso degli impianti)
Criteri progettuali: orientamento e posizione dell ’edificio
Alle nostre latitudini il SUD e’ l’orientamento ottimale per l’esposizione delle pareti vetrate, perche’ riceve la massima quantita’ di energia solare d’inverno e la minima d’estate. Ridurre al minimo le superfici orientate verso Est e verso Ovest, irraggiati principalmente nel periodo estivo e molto difficili da schermare.
Affacci contrapposti: SUD (funzioni principali) – NORD (spazi di servizio)
Criteri progettuali: orientamento e posizione dell ’edificio
Leggero (Struttura puntiforme con tecnologie a secco).
Sistemi costruttivi in legno e acciaio
Pesante (struttura continua con tecnologie umide).
Sistemi costruttivi in muratura e c.a.
…”l’involucro è il luogo in cui avvengono gli scambi energetici (dispersioni/accumuli) e rappresenta il punto di maggiore concentrazione di innovazione di prodotto e di progetto” .
(S. Croce, 2004)
Criteri progettuali: caratteristiche dell ’involucro
Comportamento termicoL’involucro dell’edificio (pareti e copertura) in relazione alle proprietà dei materiali costituenti può avere un comportamento rispetto alla trasmissione del calore in cui prevale la conduttività termica (materiali leggeri porosi cattivi conduttori) o la capacità termica che è la caratteristica di un elemento costruttivo di immagazzinare calore per cederlo poi lentamente (materiali pesanti ed elevati spessori).L’effetto combinato delle due caratteristiche: capacità termica e conduttività termica determina l’inerzia termica di una parete o copertura.
Criteri progettuali: caratteristiche dell ’involucro
…caratteri tipologici e clima…
Trulli, Alberobello – involucri termoregolatori del microclima interno.
Inerzia e raffrescamento
Materiale: pietra calcarea
Spessore murature: da 100 a 250 cm
Forma dell’edificio : pianta quadrata con
copertura conica
Criteri progettuali: caratteristiche dell ’involucro
…caratteri tipologici e clima…
Ville di Costozza, Vicenza raffrescamento Trasferimento dell’aria attraverso i
“covoli” e i prolungamenti artificiali
Criteri progettuali: forma e geometria dell ’edificio
La forma dell’edificio è un elemento che ne condiziona in modo decisivo la prestazione energetica.
In inverno si riscalda un volume (V), ma il calore si perde attraverso le superfici dell’involucro (A). La compattezza dell’edificio, cioè il rapporto tra superficie e volumetria (A/V), incide quindi sul fabbisogno energetico. Tanto più piccola è la superficie di una casa, tanto meno energia si disperderà attraverso l'involucro
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8 dadi uniti in un grande dado
8 dadi schierati
8 dadi singoli
Alle nostre latitudini la forma più indicata è quella a parallelepipedo (controllo della dispersione termica invernale e degli apporti di calore in estate - sfruttamento della radiazione solare nei mesi freddi
Criteri progettuali: forma e geometria dell ’edificio
Per contenere il consumo di energia durante il periodo invernale:
Ridurre le dispersioni termiche (isolam. termico)
Sfruttare gli apporti gratuiti forniti dal soleggiamento (accumulo termico)
Differenziando le caratteristiche prestazionali dell’involucro, in relazione alle caratteristiche climatiche
• Coibentazione
• Accumulo termico
• Sfruttamento guadagni energia termica solare (sistemi passivi
diretti, indiretti, isolati)
Le strategie
Bilancio energetico
Criteri progettuali: strategie passive di coibentaz ione e accumulo
Per contenere il consumo di energia durante il periodo estivo
Massimizzare la ventilazione
Ridurre gli apporti termici forniti dal soleggiamento eccessivo
• Sistemi di raffrescamento passivo e ventilazione trasversale naturale (per abbattere il carico termico eccessivo)
• Schermature delle pareti perimetrali orientate a sud (aggetti, persiane, tende di tela, frangisole, pareti verdi
Le strategie
Criteri progettuali: strategie passive di raffresca mento e schermatura
Bilancio energetico
Nel periodo estivo ed invernale: favorire l’ Illuminazione naturale (adeguata posizione e dimensionamento delle superfici trasparenti, adozione di sistemi di riflessione e/o canalizzazione)
I componenti vetrati dell’involucro regolano il flusso dell’energia termica solare e della luce.La forma geometrica delle aperture determina la capacità dell’edificio di sfruttare il guadagno termico solare gratuito. E’ consigliabile che le finestre abbiano:• sul fronte Sud uno sviluppo verticale• sul fronte Est e Ovest uno sviluppo orizzontale
Criteri progettuali: strategie di illuminazione
- Estrazione di materie prime
- progettazione
- produzione
- assemblaggio
- distribuzione
- uso/consumo
- Dismissione
- Riuso/riciclo, compostaggio
Ciclo di vita del prodotto
Un materiale è tanto più sostenibile quanto minore èl'energia, da un lato, e la produzione di rifiuti in tutto il ciclo di vita
La eco-compatibilità di un prodotto si valuta sempre rispetto all’intero ciclo di vita e alla sua contestualizzazione
Criteri progettuali: materiali e tecnologie
Le certificazioni di qualità…
L’innovazione materiale
all’interno
..le chiusureverticali
…la coibentazione
La facciata ventilataall’esterno
SP tradizionale, involucro massivo
Criteri progettuali: materiali e tecnologie
SP in legno o acciaio, a secco, involucro leggero
Tamponamenti stratificati a secco, a bassa trasmittanza
Criteri progettuali: materiali e tecnologie
maggiore consapevolezza nelle scelte progettuali pe r ottenere:
IL RISPARMIO ENERGETICO
LA RIDUZIONE DEI RIFIUTI
LA SALUBRITA’ DEGLI AMBIENTI
La qualit à ambientale come requisito imprescindibile dell ’attivit à progettuale
attraverso
L’attuale ambito normativo prevede l’integrazione di nuovi requisiti quali minimizzazione di risorse materiali non rinnovabili e di massimo riutilizzo delle risorse naturali impegnate dall’intervento e di massima manutenibilità, durabilità dei materiali e componenti, sostituibilità degli elementi, compatibilitàde i mater ia l i ed agevo le cont ro l labi l i tà del le prestaz ioni del l ’ in tervento nel tempo
( D l g s 1 6 3 1 2 a p r i l e 2 0 0 6 c o d i c e D e l i s e o t e s t o u n i c o d e g l i a p p a l t i )
In termini normativi
- - Miglioramento dell'efficienza energetica e riduzione delle emissioni inquinanti del settore civile- - valori di trasmittanza minimi per gli elementi di chiusura (orizzontale e verticale)
Decreto lgs. n.192 del 19 agosto 2005 (coord. Con dl gs 311/2006) su Rendimento energetico nell'edilizia
Coibentazione e accumulo termico: il sistema a cappo tto (scheda approfondimento)
›› controllo dei ponti termici
››› sfruttamento inerzia termica delle murature cui è applicato
››› riduzione delle escursioni termiche estate-inverno;››› aumento della capacità dell’edificio di trattenere il calore durante i periodi di spegnimento dell’impianto di riscaldamento.
Pannello coibente in
sughero
Pannello coibente in
polistirene espanso
I
L’edificio viene avvolto con un “cappotto” di materiale isolante, di norma applicato all’esterno per sfruttare l’inerzia termica della muratura
sottostruttura
coibente termico
intercapedine
fissaggi
rivestimento
La facciata ventilata è definita tale in quanto si crea una camera d'aria fra il muro dell'edificio ed il rivestimento esterno.
Coibentazione : la facciata ventilata (scheda approf ondimento)
Stagione estiva: riduzione carico termico dell’edificio per effetto combinato della riflessione superficiale e della ventilazione all’interno dell’intercapedine
Isolamento termico omogeneo e continuo, con totale controllo dei ponti termici
Sistemi solari passivi: non ci sono sistemi meccanici in movimento per l’utilizzazione dell’energia solare
Sfruttamento energia termica solare: sistemi solari passivi (scheda approfondimento)
Due richieste fondamentali:
- vetrate esposte a sud- est, sud-ovest
- una massa termica in grado di assorbire, immagazzinare, ridistribuire il calore
Tre possibili soluzioni
A guadagno diretto
A guadagno indiretto
A guadagno isolato
Guadagno diretto
Guadagno indiretto ( a parete e sul tetto)
Guadagno isolato (separato dall’area abitativa. Serre solari)
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