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Bando ministero   architettura applicata alla riduzione delle emissioni - pm alessandro nosei
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Bando ministero architettura applicata alla riduzione delle emissioni - pm alessandro nosei

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  • 1. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita. Università degli studi di Firenze Dipartimento di Progettazione dellArchitettura Dipartimento di Matematica applicata allArchitettura In collaborazione con Softenergy s.r.l. Dott. Alessandro Nosei Studio SRR Architetti Associati En-eco S.r.l. Impresa Luigi Giunti Presentano Architettura Applicata per la riduzione delle emissioniinquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita. Bando di Concorso Pubblico Per il finanziamento di progetti di ricerca finalizzati ad interventi di efficienza energetica e all’utilizzo di fonti di energia rinnovabile in aree urbane 25 maggio 2009 1
  • 2. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.INDICE DEI CONTENUTI 1. Finalita della ricerca 2. Aumento quota energie rinnovabili sul totale nazionale. 3. Impatto potenziale mercato 4. Gruppo di lavoro 5. Modalità di gestione del progetto 6. Articolazione delle fasi di ricerca 7. Durata del progetto e cronogramma 8. Descrizione dettagliata delle modalità di implementazione industriale e/o commerciale 9. Preventivo dettagliato dei costiALLEGATIA. CV PARTECIPANTI PROGETTOB. GRAFICO CRONOGRAMMA 2
  • 3. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.1. FINALITA DELLA RICERCALa ricerca nasce dal bisogno sempre crescente in ambito urbano di utilizzo di energie derivate dafonti rinnovabili e di impatto zero dal punto di vista di inquinamento ambientale.La riduzione di carico inquintante in città favorirebbe un miglioramento delle condizioni di vitaumana, auspicabile come da presente bando e da direttive europee,che a partire dagli anni 90, conlevoluzione dei sistemi di catalizzazione dei sistemi di trasporto , hanno impostato una politica disempre piu attenzione ai problemi relativi gli agenti inquinanti.Piu che ovvio appare che una grandissima quantità di agenti inquinanti vengono prodotti persoddisfare la domanda degli edifici : il carico di portato dalla necessità di riscaldamento e dallagestione degli impianti elettrici oltre che degli smaltimenti rifiuti genera ed ha generato nel tempo ungap tra necessità di riduzione emissioni ed agenti inquinanti e stato reale della situazione urbana.La ricerca si pone quindi come strumento per lintervento sugli edifici, laddove sia possibileapplicare i ritrovati della tecnica contemporanea per favorire un corretto sostentamentoecocompatibile, fino a spingersi allautosostentamento.Quindi la ricerca parte da un progetto pilota, sviluppato su basi proprie , che ha ipotizzato un modellodi abitazione che oltre ad essere autosostenibile , risulta produttore di una parte di energia elettricain eccesso che , in valore positivo , viene reimmessa in circuito nazionale con un utile prossimo alrapporto 6 (prodotto) : 1 (consumo) .A fronte di cio il progetto prevede brevemente, quindi :1 studio sulle soluzioni architettoniche (a tetto, in facciata e quanto altro) che impiegano pannellisolari;2 lo studio di un modello matematico che ne ottimizzi il rendimento , ne renda chiaro il range diapplicazione, e che ne determini la probabilità di applicazione in ambito urbano esistente concoefficenti di resa sia a piccola scala che a grande scala.3 la realizzazione di un prototipo che dimostri la correttezza della ricerca.Altro aspetto fondamentale , ragione principale della ricerca è poi lapproccio alla progettazione suedifici esistenti in funzione di ricerca di forme che siano concretamente accettabili esteticamente etecnologicamente compatibili con le attuali condizioni urbane imposte dai regolamenti comunali. 3
  • 4. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita. SCHEMA DELLE FINALITA’ DEL PROGETTO Studio preliminare Definizione modello fisico-matematico Modelli tipologici Nuova classificazione per la architettonici produzione attiva degli edificiApplicabilità sul Applicabilità su Nuove normative per laparco esistente nuove costruzioni produzione attiva Implementazione sul territorio Aumento da produzione di fonti rinnovabili al ritmo dell’ 1,07% anno 4
  • 5. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.2. AUMENTO QUOTA ENERGIE RINNOVABILI SUL TOTALE NAZIONALE.Lo scopo della ricerca è la definizione di nuovi standard e nuovi parametri per la costruzione di nuoviedifici nell’edilizia futura, finalizzati ad un aumento della quota delle energie rinnovabili a livellonazionale. Ad oggi sono stati parametrati dei coefficienti per la definizione dell consumo energeticopassivo dei nuovi edifici.Ad oggi non esistono parametri per la definizione di una scala di efficienza energetica a valorepositivo ovvero di energia PRODOTTA, ma solo una classificazione del consumo di energia.AD OGGI ESISTENTE: CLASSIFICAZIONE CONSUMO ENERGETICO DEGLI EDIFICIIl traguardo degli edifici nel futuro deve essere che l’edificio non solo azzera il proprio costoenergetico di mantenimento, ma addirittura produce energia in eccesso per i consumi di utilizzo e necede altra alla rete.Per questo è indispensabile definire una nuova scala classificazione energetica degli edifici, che inabbinamento con quella del consumo passivo vada ad indicare la capacità di produzione attivarispetto alle sue potenzialità date dai vincoli circostanti. 5
  • 6. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.OBIETTIVO DELLA RICERCA: CLASSIFICAZIONE CAPACITA PRODUTTIVA DEGLI EDIFICI A - 100% DEL POTENZIALE DI PRODUZIONE MASSIMO DELL’EDIFICIO B - 80% DEL POTENZIALE DI PRODUZIONE MASSIMO DELL’EDIFICIO C - 60% DEL POTENZIALE DI PRODUZIONE MASSIMO DELL’EDIFICIO D - 40% DEL POTENZIALE DI PRODUZIONE MASSIMO DELL’EDIFICIO E – 20% DEL POTENZIALE DI PRODUZIONE MASSIMO DELL’EDIFICIO F – NESSUNA PRODUZIONE DI ENERGIAViene definito come Potenziale di produzione massimo dell’edificio, la quantità di energia massimada energia fotovoltaica che può produrre un edificio in base alle sue caratteristiche geometriche.L’obiettivo della ricerca è la definizione del modello matematico che possa fornire in base allecaratteristiche imposte dai vari vincoli (piano regolatore, altezze, vincoli paesaggistici etc), deiparametri oggettivi che vadano a dare una misura all’effettiva efficienza attiva dell’edificio costruito.Adottando questo modello, se si ammettesse una efficienza del 100% sul totale delle nuovecostruzioni realizzate annualmente in Italia possiamo da una prima stima calcolare l’impattodell’applicazione dei nuovi principi:MQ superfici nuove costruzioni annuali in Italia 2007: 2.000.000Produzione stimata ad efficienza 100% su nuove abitazioni: 36.700 Gw/h prodottiTotale produzione nazionale (dato 2007) 339. 927 GWhPercentuale sulla totale produzione nazionale: 1,07 % / annoIn definitiva ‘l’applicazioni di criteri di massimizzazione della produzione di energia, dei nuovi edificicostruiti, possibili grazie a funzioni matematiche di ottimizzazione delle geometrie, permetterebberol’aumento della produzione energetica da fonti rinnovabili ad un ritmo di 1%/anno.Da queste prime stime si puo evincere che nel lungo termine questa applicazione porta ad unaumento significativo della quota di energie rinnovabili prodotte in Italia.Da notare infine che la quota di energia prodotta avverrebbe nei picchi di domanda di energia,stabilizzando e offrendo quindi maggiore efficienza nell’utilizzo delle centrali tradizionali. 6
  • 7. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.3. IMPATTO POTENZIALE MERCATOL’applicazione di regolamenti tecnici per la produzione di energie rinnovabile dagli edifici, vede unavastissima applicabilità da un punto di vista commerciale e di mercato.La realizzazione di nuovi edifici con caratteristiche di produzione attiva di energia coinvolgerebbe varisettori economici con una forte ricaduta in termini di PIL e occupazione:PRODUZIONE STOCK IMMOBILIARE• Costruttori• Cooperative edili• Società Ristrutturazioni edificiPROGETTAZIONE• Studi di architettura• Studi di ingegneriaREALIZZAZIONE E GESTIONE• Installatori moduli• Società per la produzione di energia rinnovabile• Società di gestione della distribuzionePRODUZIONE PANNELLI FOTOVOLTAICI• Industria fotovoltaica• Industria dell’impiantistica elettrica• Industria della connettività e reti di trasportoPRODOTTI FINANZIARI• Banche• FinanziarieL’abbinamento di normative sul risparmio energetico degli edifici in abbinamento con normativesulla produzione, comportano un maggiore costo iniziale per la realizzazione degli edifici ma unmaggiore ritorno sull’investimento nel lungo periodo. 7
  • 8. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.Nel caso di proroghe dello strumento del conto energia negli anni, la realizzazione di edifici aproduzione elettrica positiva verrebbe realizzata a costo zero per l’utente finale, rendendo appetibileun maggiore esborso di denaro a fronte di un guadagno futuro.Nelle simulazioni fatte sul prototipo iniziale, appare evidente che il rendimento offerto dal contoenergia massimizzando la potenza prodotta va a coprire valori prossimi all’80% dei costi dicostruzione dell’intero immobile. 8
  • 9. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.4. GRUPPO DI LAVOROResponsabile della ricercaProf.Arch.Ulisse TramontiIl prof.Tramonti, Ordinario della cattedra di Caratteri degli Edifici presso la facoltà di Architettura diFirenze è attualmente direttore in carica del Dipartimento di Progettazione dell’Architettura diFirenze e responsabile dell’ufficio relazioni internazionali della stessa facoltà.Ha partecipato ed organizzato mostre e convegni e partecipato a bandi con progetti europei ed hamaturato esperienza trentennale nel campo della ricerca relativa alla progettazione Architettonica edUrbana. ENTI PUBBLICIUNIVERSITA DI FIRENZEDIPARTIMENTO DI PROGETTAZIONE DELL’ARCHITETTURAProf.Ulisse Tramonti - responsabile della ricercaprof.Fabio Fabbrizzi - ricercatore (esperto bioclimatica)Assegnista di ricerca – ricercatore approccio urbano e tipologie compatibilidott.ssa Manola Lucchesi – responsabile procedimentoUNIVERSITA DI FIRENZEDIPARTIMENTO DI MATEMATICA APPLICATA ALLARCHITETTURAProf.Raffaella Paoletti - ricercatore responsabile ricerca modello matematicoAssegnista di ricerca - ricercatore modello matematico e parametrizzazione produzione energia 9
  • 10. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita. ENTI PRIVATISOFTENERGY s.r.l.Softenergy è una delle aziende innovative promosse dal consorzio ARCA, costituto presso l’Ateneo di Palermo, per promuovere la nascita elo sviluppo di iniziative imprenditoriali di spin-off accademico e per favorire il trasferimento tecnologico verso il sistema produttivo e laSocietà siciliana.PALERMOProf.Marco Beccali - responsabile ricerca tecnologie solariDott.ALESSANDRO NOSEIFIRENZEstudio preliminare su progetto pilota, valutazione economica , impatto di mercato , studio percommercializzazione, valutazioni capacità produttiveSTUDIO ASSOCIATO SRRFIRENZEArch. Roberto Sozzi - Responsabile Progetto preliminare / esperto di fotovoltaicoArch. Marco Rabazzi - Responsabile Progetto esecutivo, valutazione rischi e ottimizzazione / espertodi fotovoltaicoArch. Filippo Rak - Responsabile sviluppo prototipo, computi e capitolati / Direzione Lavori / espertodi fotovoltaicoIMPRESA LUIGI GIUNTIFIRENZECostruzione prototipo, adeguamento per installazione apparati tecnologiciEN-ECO s.r.l.AGENZIA DI PRODUZIONE ENERGETICA CON PANNELLI SOLARISESTO FIORENTINO (FI)realizzazione modelli ed apparati tecnologici prototipofornitura pannelli solari per prototipo 10
  • 11. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.5. MODALITA’ DI GESTIONE DEL PROGETTOPer la prima fase di lavoro è prevista una prima riunione coordinativa con destinazione ancora dadefinire di tutti i membri della ricerca.Sono previsti poi incontri a scadenza mensile per relazionare sugli stati di avanzamento , in luoghiancora da definire, a cui partecipino solo i rappresentanti dei vari enti coinvolti.Si prevede che i gruppi di lavoro siano in contatto giornaliero e/o bi giornaliero mediante l’uso diinternet , e-mail ecc per lo scambio di dati e l’aggiornamento delle informazioni di utilità reciproca.Alla fine della fase 1 , entro quindi la fine del primo anno di ricerca , si prevede nuovamente unincontro plenario per definire i risultati della ricerca e poter quindi passare il testimone allarealizzazione del prototipo.Per la seconda fase, della durata del secondo anno, la ricerca prevede la definizione esecutiva delprototipo la scelta e la ubicazione in accordo con una amministrazione comunale che si offrirà per lacostruzione e la sua completa realizzazione e messa in funzione.Gli incontri con i rappresentanti degli enti si prevedono qui a scadenze bi-mensili.Infine a prototipo completato si prevede un evento che raccolga i risultati e ne favorisca la diffusioneanche in campo mediatico. 11
  • 12. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.6. ARTICOLAZIONE DETTAGLIATA DELLE FASI DI RICERCA 1 - FASE EMPIRICA (I anno) - studio del progetto preliminare, con valutazione dei risultati ottenuti con il progetto pilota SUNH dello studio SRR. Illustrazione e valutazione della applicabilità al modello di ricerca. - verifiche dellapporto fotovoltaico su coperture, in campo commerciale ed in campo di ricerca con benefici , valutazione degli svantaggi, studio per la correzione dei parametri che comporti- no svantaggi al fine di ottimizzare la resa al fine della ricerca. - progettazione sistemi tecnologici di derivazione commerciale (pannelli solari, alta conducibili- tà...) ed adattabilità alle fasi preliminari di progetto. - prove di inserimento tecnologia su tipologie compatibili attuali gia esistenti in patrimonio ur- bano su città campione. - verifica della rendita effettiva ,economica ed energetica del progetto. -verifica normativa e campo di azione. - studio di tipologie compatibili con il progetto in relazione a casi studio su base tipologica. - verifica condizioni necessarie per il progetto e definizione preliminare del prototipo con pro- babili aggiustamenti in corso. 2 – MODELLO MATEMATICO (I anno) - razionalizzazione numerica dei parametri geometrici ed economici in campo di consumo e produzione del sistema fotovoltaico applicato alla Architettura. - confronto tra situazione esistente e verifica dei margini di miglioramento in base a campioni geometrici precedentemente studiati come casi studio. - studio di una funzione matematica applicabile a qualsiasi casistica che, su basi dimensionali impostate dal progettista , fornisca il rendimento massimo ottenibile 12
  • 13. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.-parametrizzazione di un sistema che definisca il valore di produzione di energia.3 – VERIFICA MODELLO (I anno)- raccolta dati da regolamenti di città campione in Italia- applicazione sistema matematico e relativo progetto a Regolamenti Edilizi di vari Comunicampione per una verifica diretta dei dati elaborati.4 – RICERCA TIPOLOGICA (I anno)- verifica applicabilità della ricerca a tipologie differenti- scelta dei casi studio ideali- verifica del patrimonio esistente- ipotesi di configurazione volumetrica a seconda delle tipologie individuate come casi studio5 – PROGETTO ESECUTIVO (II anno)- redazione degli elaborati esecutivi del progetto a livello architettonico, strutturale, impiantisti-co ed economico.- particolare attenzione alla compatibilità del sistema tecnologico rispetto alle esigenze costrut-tive.- redazione di particolari tecnologici su misura concordati con il gruppo di ricerca.6 – REALIZZAZIONE DEL PROTOTIPO (II anno)- contatto con amministrazioni comunali per verifica interessamento alla disponibilità di terrenoper costruzione del prototipo e per disponibilità a lancio di evento per una prima divulgazione- realizzazione della struttura- applicazione degli impianti- finiture- verifica funzionamento 13
  • 14. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.7 – DIVULGAZIONE RISULTATI (II anno)- pubblicazione dei risultati in volume riassuntivo con ISBN nazionale- mostra ed evento di lancio nel comune in cui è stato realizzato il prototipo- visibilità su rete stampa nazionale ed internazionale- creazione sito internet-creazione blog di aggiornamento continuo durante le varie fasi di ricerca. 14
  • 15. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.7.DURATA DEL PROGETTO E CRONOPROGRAMMA La durata del progetto di ricerca è prevista in anni 2. il cronoprogramma è tra gli allegati in quanto in dimensione superiore ad A4. 15
  • 16. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita. 8.DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE MODALITA’ DI IMPLEMENTAZIONE INDUSTRIALE E/O COMMERCIALE DEI RISULTATI DELLA RICERCALo studio preliminare ha evidenziato che la resa dell’edificio genera un reddito importante daproduzione e cessione dell’energia prodotta.Il prototipo allo studio, dove tutti i coefficienti architettonici, geometrici, fiscali, e fisici sono statiottimizzati, dimostra una produzione in grado di coprire l’80% dei costi di realizzazione del modellostesso.L’obiettivo della ricerca infatti è la definizione di nuovi modelli architettonici matematicamenteparametrabili che permettano di realizzare edifici sostenibili non solo da un punto di vistaambientale, ma anche economico.La sostenibilità economica del progetto è infatti la condizione essenziale per la sua rapida diffusionee accettazione da parte del mercato.La ricerca di pone l’obiettivo di arrivare alla copertura del 100% dei costi di realizzazione dell’edificio.In sintesi i benefici dell’applicazione dei risultati della ricerca possono portare ai seguenti traguardi:Edilizia pubblica e privata a costo 0Impatto ambientale dei nuovi edifici 0Aumento della produzione elettrica da fonti rinnovabili.Questo si configura come una rivoluzione per lo sviluppo dell’edilizia futura:La realizzazione di edifici con le suddetta caratteristiche porterebbe i seguenti vantaggi da un puntodi vista commerciale:edifici a impatto ambientale zeroriduzione del costo di realizzazione degli edifici dell’80% 16
  • 17. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.riduzione del costo di vendita del 50% (il rimanente 50% verrebbe autofinanziato dallaremunerazione data dalla produzione elettrica)Azzeramento delle dei costi per consumi elettrici e termici. (salvo applicazioni industriali ad altissimoassorbimento di energia).Abbattimento delle emissioni nelle zone limitrofe.Una volta realizzato Il primo prototipo la fase della commercializzazione si andrebbe a sviluppare per2 fasi:Realizzazione accordi con gruppi bancari per finanziare la realizzazione con i proventi dellaproduzione energetica.proposizione del prodotto alle pubbliche amministrazioni (comuni, provincie, regioni) perrealizzazione di edifici pubbliciproposizione del modello a costruttori privati, per la realizzazione di edilizia privata.I maggiori vantaggi del modello vanno principalmente alle pubbliche amministrazioni per il rinnovodello stock immobiliare pubblico, in quanto non hanno i costi necessari all’acquisizione dei terreniedificabili.Considerando la disponibilità di aree pubbliche gratuite, il progetto permette alle pubblicheamministrazioni di ridurre fino all’80% (con possibilità di arrivare al 100%) il costo di costruzione diimpianti pubblici ad esempio.ScuoleNuove sedi per la pubblica amministrazioneCentri e impianti sportiviQuesto tipo di edilizia potrebbe essere la soluzione inoltre per la ricostruzione di aree dove catastrofinaturali obbligano agli enormi costi della ricostruzione. 17
  • 18. Architettura applicata per la riduzione delle emissioni inquinanti in area urbana e per la produzione di energia pulita.9.PREVENTIVO DETTAGLIATO DEI COSTI DELLA RICERCA FASE ENTE / SOCIETA UNITA/ORE COSTO SINGOLO TOTALE COSTO DA FINANZIARE FORZA LAVORO ENTI PUBBLICI Università di Firenze – Dipartimento di Progettazione dellArchitettura I + II Prof.Arch.Ulisse Tramonti 480 € 43,00 € 20.640,00 € 0,00 € 20.640,00 I + II Prof.Arch.Fabio Fabbrizzi 1440 € 15,50 € 22.320,00 € 0,00 € 22.320,00 I + II Assegnista di ricerca € 40.000,00 € 40.000,00 € 0,00 I + II Dott.Manola Lucchesi 192 € 16,20 € 3.110,40 € 0,00 € 3.110,40 TOTALE DIP.PROG.FIRENZE € 86.070,40 € 40.000,00 € 46.070,40 Università di Firenze – Facoltà di Matematica applicata allArchitettura I Prof.Raffaella Paoletti 1440 € 15,50 € 22.320,00 € 0,00 € 22.320,00 I Assegnista di ricerca € 20.000,00 € 20.000,00 € 0,00 TOTALE DIP.MATEMATICA APP.ARCH.FIRENZE € 42.320,00 € 20.000,00 € 22.320,00 TOTALE ENTI PUBBLICI € 128.390,40 € 60.000,00 € 68.390,40 ENTI PRIVATI I RICERCA SOLUZIONI TECNOLOGICHE – SOFTENERGY s.r.l. € 40.640,00 € 20.000,00 € 20.640,00 II COSTRUZIONE PROTOTIPO – IMPRESA LUIGI GIUNTI € 280.000,00 € 150.000,00 € 130.000,00 II IMPIANTO FOTOVOLTAICO – EN-ECO s.r.l. € 190.000,00 € 100.000,00 € 90.000,00 I + II PROGETTO PRELIMINARE + ESECUTIVO + DIREZIONE LAVORI – STUDIO SRR € 225.000,00 € 80.000,00 € 145.000,00 I + II VALUTAZIONI ECONOMICHE – DOTT.NOSEI € 120.000,00 € 50.000,00 € 70.000,00 I + II RIMBORSI VIAGGI € 20.000,00 € 20.000,00 € 0,00 II DIVULGAZIONE / UFFICIO STAMPA / SITO € 20.000,00 € 20.000,00 € 0,00 TOTALE ENTI PRIVATI € 895.640,00 € 440.000,00 € 455.640,00 TOTALE ENTI PRIVATI + PUBBLICI € 1.024.030,40 € 500.000,00 € 524.030,40 TOTALE PERCENTUALE 100,00% 48,83% 51,17%................................................ .................................................... ................................................................................................ .................................................... ................................................................................................ .................................................... ................................................................................................ .................................................... ................................................................................................ .................................................... ................................................................................................ .................................................... ................................................................................................ .................................................... ................................................................................................ .................................................... ................................................ 18

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