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Il raffrescamento passivo degli edifici storici. Sinergia tra massa termica e ventilazione naturale

Informazioni tesi

  Autore: Noemi Salerno
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2014-15
  Università: Università degli Studi di Catania
  Facoltà: Architettura
  Corso: Architettura
  Relatore: Francesco Nocera
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 129

Lo scopo di questo studio è quello di valutare la capacità degli edifici tradizionali massivi (non residenziali) di mantenere adeguate condizioni di comfort interne, evitando invasivi interventi di retrofit energetico, tramite la combinazione di inerzia termica intrinseca, ventilazione naturale notturna, limitazione dei carichi interni e dei guadagni solari.
L’esperimento è stato condotto, a cavallo fra primavera ed estate, su due locali uso ufficio dell’ex Caserma Gaetano Abela, attuale sede della Facoltà di Architettura di Siracusa. Il caso studio è stato scelto per la possibilità di valutare le condizioni climatiche interne di ambienti scolastici con esposizione differente, con carichi rilevabili sia durante il tradizionale orario di lavoro che durante le ore notturne.
La campagna di misurazione, effettuata nei locali di Caserma Abela, ha permesso di determinare lo sfasamento e il fattore di attenuazione caratteristici dell’involucro al variare dei carichi termici (misurazioni con scuretti aperti senza ventilazione notturna, misurazioni con scuretti aperti e ventilazione notturna, misurazioni con scuretti chiusi senza ventilazione notturna). I dati rilevati sono stati in seguito elaborati per la determinazione degli indici di comfort termico PMV e PPD e, infine, confrontati col modello generato dal software DesignBuilder, valutando lo scarto tra rilievo in opera e simulazione dinamica.

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2 1. INTRODUZIONE La convinzione di poter costantemente usufruire di energia a basso costo e di materiali edili di derivazione industriale ha condotto allo scollamento dei manufatti architettonici dal proprio naturale contesto socio- ambientale. Se, nei secoli passati, l’intero tessuto urbano derivava dalle specifiche necessità funzionali e climatiche, la progettazione contemporanea - con le Avanguardie del Novecento, luce e trasparenza verranno imposte all’edificio indifferentemente dalla sua localizzazione - ha ridotto l’involucro edilizio a mero confine degli ambienti interni, demandando ai dispositivi meccanici il mantenimento delle condizioni climatiche desiderate e abbandonando, così, le riflessioni sulla composizione materica, sulla disposizione e dimensione delle superfici vetrate, sulla distribuzione interna 1 . La limitata disponibilità delle fonti energetiche tradizionali, appurata sin dalle crisi petrolifere del 1973-79, motiva la promozione di studi teorici e sperimentali finalizzati alla riduzione del fabbisogno energetico degli edifici; si pensi, ad esempio, all’introduzione dei concetti di NZEB 2 e Passivhaus. Nella sola Unione Europea, il settore edilizio incide per il 40% sull’energia totale consumata 3 ; la riduzione di tale consumo è il tema affrontato dai cosiddetti obiettivi “20-20-20”, che propongono, a livello comunitario, un piano di riduzione delle emissioni climalteranti del 20% entro il 2020 4 (Figg. 1-2). La Direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica, che recepisce gli obiettivi europei “20-20-20”, fissa una strategia a medio-lungo termine basata sulla riqualificazione dell’involucro e degli impianti, tramite un percorso articolato in diagnosi (audit), progettazione, esecuzione degli interventi di miglioramento dell’efficienza energetica e manutenzione con contratti a garanzia di risultato. La direttiva favorisce azioni di retrofit visto il calo della domanda di nuove abitazioni, ponendo l’attenzione sul rischio idrogeologico connesso allo sviluppo irrefrenabile delle aree urbane. Inoltre, auspica l’intervento nel settore pubblico come modello virtuoso per il privato 5 . La consistenza del patrimonio edilizio esistente (la nuova progettazione si limita allo 0,05% del parco costruito) e la sua qualità (l’ 85% degli edifici è stato realizzato prima dell’entrata in vigore delle politiche sul contenimento energetico) 6 muovono la ricerca contemporanea verso soluzioni tecnologiche mirate al perseguimento del comfort termico pur preservando l’integrità dei manufatti. 1 Bori D., Il raffrescamento passivo degli edifici, Esselibri, Napoli, 2006, p. 7, passim. 2 NZEB o Net Zero Energy Buildings, ossia edifici caratterizzati da un fabbisogno energetico sufficientemente basso da comportare un bilancio netto annuale consumo/generazione nullo grazie all’uso di fonti rinnovabili. A partire dal 31 dicembre 2018, gli edifici di nuova costruzione occupati da e di proprietà di pubbliche amministrazioni, compresi quelli scolastici, dovranno rientrare tutti nella tipologia del NZEB e, a partire dal’1 gennaio 2021, dovranno essere NZEB tutti gli edifici di nuova costruzione, quale che sia la loro proprietà o destinazione d’uso. Sala C., “La norma per gli edifici”, Ottobre 2014, http://www.dailyenmoveme.com/it/normativa/la-norma-gli-edifici-nzeb 3 Dai dati BP Statistical Review of World Energy, nel 2013 i consumi mondiali di energia sono stati di 12.730 milioni di tep (1 tep = 41,90 x 10 3 MJ = 4,19 x 10 10 J), in aumento del 2,3% rispetto al 2012. Complessivamente il 43,5% di tutta la produzione energetica mondiale è destinata ai 34 Paesi industrializzati aderenti all’OCSE. Riguardo alle fonti, il consumo di petrolio si mantiene stabile rispetto al 2012, mentre cresce lievemente quello di gas naturale e di carbone. Stabili anche le energie rinnovabili, l’idroelettrico e il nucleare. In Italia, il consumo primario di energia nel 2013 è stato di 159 milioni di tep, il 2,4% in meno del 2012, un calo attribuibile alla crisi economica. La più importante forma di energia secondaria rimane l’energia elettrica, prodotta in gran parte tramite energia primaria di importazione. Il consumo procapite è di 5.266 kWh/persona e il consumo domestico procapite è di 1.120 kWh/persona. 4 La strategia è stata pensata dalla UE per il periodo successivo al protocollo di Kyoto, decaduto nel 2012. Il piano, entrato in vigore con la direttiva 2009/29/CE, sarà valido nel periodo 2013-2020. Esso prevede la riduzione del 20% delle emissioni di gas serra, l’innalzamento al 20% della quota di energia prodotta da fonti rinnovabili e la riduzione al 20% del consumo di fonti primarie attraverso l’aumento dell’efficienza. In questo contesto è stata introdotta la definizione di NZEB. “Piano 20 20 20: il Pacchetto Clima – Energia 20 20 20”, http://www.reteclima.it/piano-20-20-20-il-pacchetto-clima-energia-20-20-20/ 5 Mazzarella L., Piterà L. A., Efficienza Energetica attraverso la Diagnosi e il Servizio Energia negli Edifici. Linee Guida, Ananke, Torino, 2013, passim. 6 Cammarata G., Impianti termotecnici – Riscaldamento, vol. 1 B, 2014, p. 151, in pdf, passim.

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Parole chiave

raffrescamento passivo
simulazione dinamica
free cooling
designbuilder
involucro massivo
time lag sfasamento
inerzia termica
decrement factor attenuazione
pmv ppd
valutazione ambiente termico

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