Nuovo edificio residenziale ad alte prestazioni energetiche a Sassuolo (MO)
Progettista: Arch. Enrico Termanini
Committente: (privato)
Perdiodo di esecuzione: gennaio 2006 - febbraio 2009
CONTENUTI PROGETTUALI
L’immobile con tipologia abbinata è composto da due abitazioni collegate da corpo comune centrale. La progettazione dell’intervento ha mirato a realizzare un edificio a basso impatto ambientale che si prefigge di incidere in misura minima sul territorio rispetto ad “un edificio tradizionale”, un edificio capace di diversificarsi sotto il profilo estetico, dei contenuti e delle prestazioni energetiche.
Obiettivo progettuale primario è stato quello della riduzione drastica dei consumi energetici ed idrici rispetto ad un edificio “tradizionale”.
Per ottimizzare l’apporto solare gratuito e garantire affacci “panoramici” nei confronti del giardino di proprietà è stato approfondito il tema dell’orientamento del fabbricato. Rispettando i parametri derivanti dalle norme edilizie in merito a visuali libere e distanze da confini, l’immobile risulta organizzato con asse principale eliotermico (est-ovest) con una leggera inclinazione di circa 10° verso ovest. Tale sistema permette di ottimizzare l’apporto solare specialmente in fase invernale poiché la facciata posta a sud-sud-ovest è in grado di captare i raggi solari caldi del pomeriggio.
Sono stati utilizzati materiali costruttivi “naturali”, con caratteristiche capaci di ottimizzare le “prestazioni” dell’edificio e raggiungere un notevole risparmio energetico; l’immobile è dotato di sistemi di captazione attiva dell’energia solare.
Per ottimizzare il comfort estivo indoor è stata realizzata una facciata ventilata in lastre trafilate di grès ceramico, che riveste tutto l’immobile, proteggendo dall’irraggiamento solare; un impianto di ricambio d’aria forzato, che in inverno recupe-ra calore attraverso un efficiente recuperatore, è in grado di effettuare un free-cooling notturno estivo.
Facciata del fabbricato
Impianto solare termico: 8,4 mq
Il fabbricato è dotato di impianto solare termico capace di produrre acqua calda per usi sanitari. L’impianto solare termico è in grado di soddisfare il 69% del fabbisogno sanitario di acqua calda di entrambi i nuclei famigliari insediati nel nuovo fabbricato.
L’impianto solare termico è costituito da 4 pannelli Buderus Logasol SkS4.os (dim. 2,07x1,145 m cad) con accumulo 300+300 litri.
Impianto di riscaldamento e produzione di acqua calda con caldaie ad alto rendimento a condensazione
Ogni unità immobiliare è riscaldata tramite caldaia a condensazione (22,4 kW - BUDERUS LOGAMAX PLUS GB 142-24 (dt 40-30), a gas metano, e sistema a pannelli a pavimento. Le caldaie a condensazione ad alto rendimento sono in grado di produrre anche acqua calda sanitaria; sono complete di “bollitore” a doppio scambiatore (caldaia – sola-re) con capacità di accumulo di 300+300 litri. Sono stati installati regolatori ambiente con compensazione climatica per controllo zona ad uso uniforme, dispositivi per la regolazio-ne automatica della temperatura ambiente nei singoli locali o nelle singole zone.
Riscaldamento a pavimento a bassa temperatura. La coibentazione è stata realizzata con pannelli in sughero a singolo o doppio strato (3 o 6 cm); sopra e sotto lo strato di pannelli è stata stesa barriera al vapore in nylon con l’intenzione di salvaguardare l’opportunità di riutilizzo (riciclo) futuro dei pannelli di sughero stessi (in questo modo lo strato coibente non viene intaccato dal massetto superiore).
Particolare materiali isolanti
Sono stati effettuati monitoraggi sui consumi del fabbricato durante il trascorso inverno. L’analisi dei dati registrati ha permesso di constatare che i consumi reali del fabbricato sono nettamente inferiori rispetto ai consumi presunti in fase di progetto. Il dato che appare più sorprendente è quello relativo alla registrazione della temperatura del fluido vettore dell’impianto: la temperatura di mandata è risultata essere costantemente attorno ai 21-22°C e quella di ritorno pari a 20-21°C con un delta T di appena 1-2°C. L’impianto è stato calibrato sulla funzione di regolazione che prevede il mantenimento co-stante, nell’arco delle 24 ore (giorno e notte), della temperatura degli ambienti interni (20°C reparti giorno e 19°C reparti notte). In questo modo è stato massimizzato lo sfruttamento del rendimento della caldaia a condensazione (che migliora ai bassi re-gimi) e conseguentemente ridotti i consumi di gas metano. L’ottimo comfort interno raggiunto si è manifestato nella registrazione delle temperature “uniformi” delle diverse superfici degli ambienti (pavimenti, soffitti, pareti, serramenti).
Il consumo previsto per il riscaldamento è pari a 35,89 kWh/mqanno
Impianto di climatizzazione estiva
In fase progettuale è stato approfondito il tema della valutazione qualitativa delle caratte-ristiche dell’involucro edilizio volte a contenere il fabbisogno per la climatizzazione estiva. In questa logica, dopo la verifica dei consumi energetici presunti conseguenti la realizzazione di impianti di climatizzazione che comunque sono risultati molto contenuti [Ete < 10 kWh/mqa], si è proceduto alla determinazione dello sfasamento e del fattore di attenuazione. I valori dello sfasamento e del fattore di attenuazione hanno dato indicazio-ni confortanti in merito al comfort estivo interno; è stato ritenuto, sulla scorta dei dati pro-gettuali, di prevedere la sola predisposizione di un impianto di climatizzazione per il raffrescamento estivo. La conformazione dell’edificio, la tipologia dei materiali utilizzati per le murature, solai, serramenti e oscuramenti garantiranno un ottimo livello di comfort estivo interno senza l’utilizzo di impianti di raffrescamento evitando, quindi, inutili sprechi energetici.
Recuperatore del calore
Le unità di recupero di calore ad alta efficienza, installate in locali tecnici, dotate di si-lenziosi motori a risparmio energetico (consumo elettrico di soli 30 W/h), sono in grado di recuperare più del 90% del calore dell’aria di ripresa. I recuperatori sono provvisti di scambiatori di calore in controcorrente. Il ricambio d’aria forzato di progetto è di 0,5V/ora, ma può essere regolato grazie un interruttore a più velocità.
L’impianto è dotato di sistema By-pass che garantisce, nei periodi caldi, l’ingresso di aria fresca dall’esterno (dal tetto verde posto a nord del fabbricato) realizzando free-cooling.
L’impianto di ricambio d’aria con recuperatore di calore svolge importanti funzioni nelle unità abitative:
- rinnova costantemente l’aria interna espellendo l’aria viziata (umida e “nociva”);
- attua risparmio energetico attraverso il recupero di calore proveniente dall’aria viziata con preriscaldamento dell’aria fresca d’inverno e preraffreddamento in estate;
- filtra le sostanze nocive e le polveri fini provenienti dall’esterno;
- protegge dai rumori esterni e dalle effrazioni grazie alla possibilità di mantenere chiusi i serramenti esterni;
- riduce l’emissione di CO2 grazie ad un minore spreco di energia.
Impianto fotovoltaico (4,2 kWp)
La potenza nominale di ciascun impianto fotovoltaico è pari a 2,10 kWp per complessivi 4,2 KWp. Gli impianti sono collegati alla rete elettrica ed usufruiscono dell’incentivo previsto dal Decreto 19 febbraio 2007 ( Conto Energia ) per la connessione in regime di scambio sul posto. Entrambi i campi fotovoltaici sono composti da una stringa, distri-buita sul tetto, costituita da 10 moduli rivolti verso Sud. I moduli sono disposti con una in-clinazione pari a 20° [35%] (complanarità alle falde: semi-integrazione ). L’energia elet-trica prodotta in un anno da ognuno dei due impianti sarà pari a 2.359 kWh / anno : 12.48 mq x 16,9% x 94% x 85% x 1.400 kWh/mq anno (irragg. medio ) = 2.359 kWh / anno. Quindi stima della produzione annua totale di un impianto : 2.359 kWh / anno per un totale complessivo di 4.718 kWh / anno
Considerando un consumo medio annuale di 3900 KWh l’impianto coprirà il:
2359/3900 * 100 = 60,04% del fabbisogno energetico di ciascuna unità abitativa.
Controllo ed uso del soleggiamento (estivo ed invernale)
L’analisi preliminare della conformazione del lotto di intervento, dei vincoli urbanistici e del contesto (distanze dai confini, distanze e altezze dei fabbricati esistenti a est, alberature) è stata determinante nell’impostazione progettuale iniziale. Il fabbricato risulta organizzato con asse principale eliotermico (est-ovest) con una leggera inclinazione di circa 10° verso ovest ottimizzando l’apporto solare gratuito e garantire affacci “panoramici” nei confronti del giardino di proprietà.
Il prospetto del fabbricato rivolto verso sud è dotato di ampie vetrate in grado di captare, nel periodo invernale, i raggi solari caldi. Nel periodo caldo dell’anno, per contro, le aperture di questo prospetto sono protette da profondi sporti (balconi) e oscuramenti in legno regolabili. Gli ambienti “giorno” delle unità abitative si aprono e si affac-ciano verso il parco verde di proprietà posto a sud.
I prospetti est e ovest del fabbricato sono concepiti, progettualmente, come pareti es-senzialmente “chiuse”. Piccole aperture danno luce a locali di servizio e alla scala “a giorno” interna. Le aperture sul prospetto nord sono protette da sistemi di oscuramenti esterni in legno ciechi (“scuri” scorrevoli). La facciata ventilata in lastre trafilate di grès ceramico, che riveste tutto l’immobile, protegge dall’irraggiamento estivo.
Particolare facciate
Ventilazione naturale
La conformazione del fabbricato e l’orientamento dello stesso generano delle zone all’aperto, esposte a nord, che, nel periodo estivo, sono caratterizzate dal possedere temperature inferiori rispetto alle altre circostanti il fabbricato stesso. Tali zone vengono sfruttate per contribuire al raffrescamento naturale estivo del fabbricato. Sono utiliz-zate per recuperare aria “fresca”, attraverso le aperture dei vani scala, in modo da convo-gliare naturalmente, per effetto camino, anche ai piani superiori, un moto ascensionale che viene espulso attraverso i serramenti con posti a nord all’ultimo livello (secondo piano – sottotetto). Il vano scala (a giorno con struttura leggera e “trasparente”) di ogni abita-zione rappresenta, quindi, la “corsia preferenziale” per il raffrescamento estivo naturale favorendo l’estrazione dell’aria calda dei vari piani ed espellendola al piano copertu-ra. Il sistema di aperture contrapposte sui quattro lati di ogni unità abitativa dà la possibi-lità di calibrare e modulare la ventilazione naturale dei locali.
Materiali naturali eco-compatibili
Sono stati utilizzati materiali costruttivi “naturali”, con caratteristiche capaci di ottimizzare le “prestazioni” dell’edificio e raggiungere un notevole risparmio energetico.
Tutte le coibentazioni utilizzate, tranne parte di quelle “controterra” e su terrazzi esterni, sono di origine naturale, certificate, “marchiate” e riconosciute da enti quali ANAB (As-sociazione Nazione di Architettura Bioecologica) o da Natureplus (ente di certificazione per prodotti a basso impatto ambientale della Germania), riciclabili, sostenibili:
- pannelli in sughero bruno espanso autocollato puro (pareti esterne, tetto e pavi-menti); pannelli in fibre di legno (tetto); il sughero è stato utilizzato come supporto e coibentazione del riscaldamento a pavimento.
- pannelli in fibre di legno mineralizzate (correzione ponti termici, fondocassero).
- Le murature di tamponamento perimetrali e interne (tra locali freddi e riscaldati), con funzione “isolante”, sono state eseguite in blocchi di laterizio microporizzati con farina di legno (riciclabili): la scelta di blocchi di forma denominata a “K” e a “T”, la cui posa da’ origine ad un incastro che evita i giunti di malta verticali, conferisce alla mu-ratura una migliore trasmittanza rispetto ad una muratura a posa “tradizionale” del medesimo spessore.
- Gli intonaci interni sono stati realizzati con malta di calce naturale, priva di cemento, con resistenza alla diffusione del vapore m < 12.
La copertura inclinata è stata realizzata in legno di larice naturale. Il manto di copertura è stato realizzato in alluminio. I serramenti e gli oscuramenti esterni sono in legno.
Come strato per il “ricoprimento” degli impianti posti sotto pavimento è stata utilizzato conglomerato cementizio alleggerito con Perlite espansa a fine granulometria.
Come finitura superficiale del pavimento dei piani abitati è stato utilizzato legno massello di rovere (doghe sp. 16 mm – prodotto in zona). I pavimenti dei locali di servizio (cantine, lavanderie, stenditoi) sono stati realizzati con piastrelle di ceramica (gres fine porcellanato – prodotto in zona). Le pavimentazioni esterne sono state realizzate in lastre di pietra naturale.
Muratura perimetrale in blocchi di termolaterizio porizzato con farina di legno – senza giunti di malta verticali
Coibentazione copertura con struttura in legno: posa sughero 10 cm, posa fibre di legno 6 cm + guaina traspirante listelli per ventilazione 9 cm
Esecuzione di cappotto in sughero bruno autocollato naturale sp. 8 cm e rasatura Unistar basic (ROFIX):
Dettaglio posa pannelli muro perimetrale, posa imbotti finestre
Dettaglio posa tasselli a taglio termico, rasatura cappotto, imbotti finestre per doghe in legno
Impianti fotovoltaici e solari termici
Pannelli fotovoltaici e solari termici - 1
Pannelli fotovoltaici e solari termici - 2
Pannelli fotovoltaici e solari termici - 3
