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Materiali per l'efficienza energetica delle chiusure verticali
 

Materiali per l'efficienza energetica delle chiusure verticali

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Materiali e componenti per l'efficienza energetica delle chiusure verticali: le principali linee di sviluppo proposte dal mondo della ricerca. ...

Materiali e componenti per l'efficienza energetica delle chiusure verticali: le principali linee di sviluppo proposte dal mondo della ricerca.
Intervento dell'ing. Martino Labanti - Direttore Tecnico Scientifico di CertiMaC.

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    Materiali per l'efficienza energetica delle chiusure verticali Materiali per l'efficienza energetica delle chiusure verticali Presentation Transcript

    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatoriUso efficiente dell’energia e miglioramento delle prestazionienergetiche nel settore edilizio: le proposte dei ricercatoriMartino Labanti – CertiMaC • ENEA
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Parte primaLE ISTANZE DEL MERCATO E LARISPOSTA DEI PRODUTTORILa sfida energetica ha coinvolto in modo trasversale il mondo dellecostruzioni (uno dei settori più energivori): dall’impianto normativoeuropeo e nazionale, allo studio di nuove soluzioni costruttive,passando per i nuovi materiali e la riqualificazione del patrimonioedilizio esistente
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatoriLA SFIDA ENERGETICA NEL MONDO DELLE COSTRUZIONI Quadro normativo europeo e nazionale Istanze del EFFICIENZA Innovazione mercato e da parte degli ENERGETICA delle acquirenti DEGLI EDIFICI Imprese Linee di sviluppo da parte della Ricerca
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatoriI MACRO -TEMI Impianti efficienti La tipicità Involucri mediterranea performanti EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI Materiali ad Riqualificare alte l’esistente prestazioni Ripensare il Materiali eco- nuovo sostenibili
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori LA RISPOSTA DEI PRODUTTORII nuovi scenari spingono tutta la filiera del settoredelle costruzioni - produttori di materiali ecomponenti, progettisti, imprese di costruzione -verso una maggiore efficienza energetica e qualitàesecutiva.Dal focus group emerge che:> Per le strutture opache di involucro l’innovazioneviene perseguita sui materiali tradizionali, che, nellapratica costruttiva, rimangono ancora i più utilizzati.> Tra questi il materiale maggiormente diffuso sulterritorio nazionale è sicuramente il laterizio.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori IL COMPARTO DEI LATERIZIIl segmento maggiormente interessato dall’innovazionedi prodotto legata ai temi dell’efficienza energetica èquello dei blocchi per murature. Principali linee di intervento ottimizzazione dell’impasto di argilla (porizzazione del materialedi base); ottimizzazione configurazione delle geometrie (layout cavitàd’aria, setti sottili); riempimento dei fori con materiali isolanti (lana di roccia,sughero, polistirene, perlite espansa, …); blocchi rettificati o blocchi predisposti con giunti ad incastro perridurre l’utilizzo delle malte e quindi i ponti termici; integrazione con malte murarie ed intonaci ad alte prestazionitermiche; funzionalizzazione delle superfici esterne a vista od intonacate.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Parte secondaLE PROPOSTE DEI RICERCATORIIl sistema della ricerca della regione Emilia-Romagna supporta laricerca industriale ed il trasferimento tecnologico in campo edilizio perrafforzare il tessuto produttivo regionale promuovendo la culturadell’innovazione
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori IL DISTRETTO FAENTINO DEDICATO AI MATERIALICeramici Industriali, Processi Tecnologie e Qualificazione e Materie Prime Chimica materiali avanzatiEnergia, Ambiente e Processi Fisica e Meccanica
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori UNITA’ UTTMATF FAENZA L’Unità tecnico-scientifica ENEA di Faenza, specializzata nello sviluppo e qualificazione di materiali innovativi, ceramici e compositi, ha sviluppato, su accordo con ANDIL-Assolaterizi, un Laboratorio dedicato alla qualificazione e certificazione di materiali e prodotti da costruzione. Investimenti in attrezzature e strumentazione dicaratterizzazione meccanica, fisica, ambientale,(prove di gelo/disgelo su varie norme Europee); Sviluppo di metodologie di prova su normenazionali ed Europee; Collaborazioni internazionali per lo sviluppo diprocedure di prova di gelo/disgelo innovative,partecipazione a round robin tests interlaboratorio;Gestione della certificazione e rapporti con i LABORATORIO ANALISI CHIMICHEproduttori in accordo con APC e, dal 2005 in accordocon CertiMaC; LABORATORIO PROVE FISICO- MECCANICHE Dal 2008 sviluppo delle attrezzature e metodologie LABORATORIO PROVE AMBIENTALIdi qualificazione termo-fisica dei materiali per LABORATORIO ANALISI E PROVEl’involucro edilizio: laterizi, malte, isolanti, etc. TERMO-FISICHE
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Divisione Efficienza Energetica Edifici Strumenti e Metodi per la determinazionesperimentale del potere termoisolante di materialitradizionali e avanzati per l’involucro. Lo strumento utilizzato è un termoflussimetro conanello di guardia UNITHERM 2022 in grado di testareun’ampia gamma di materiali con un elevato range ditemperatura, da -30° a +300°C. I risultati ottenuti attraverso le prove sperimentalirappresentano un utile data-base per l’avvio di progettidi ricerca scientifica ad hoc su impasti, materie prime emateriali ad alte prestazioni energetiche. L’attività di ricerca si sviluppa anche attraversorapporti internazionali con l’obiettivo di affinare leprocedure di calibrazione (interne ed esterne) attraversouna serie di analisi incrociate su molteplici tipologie dimateriali. Si citano le collaborazioni con il CTMNCfrancese, il Dip.to DIENCA della Univ. Di Bologna el’Istituto di Metrologia INRIM. Strumenti di Modellazione Numerica per analisi inregime stazionario e dinamico, 2D e 3D volti alladeterminazione dei principali parametri termici di paretimultistrato, valutazioni rischio condensa e di resistenzaal fuoco di strutture civili.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori RICERCA & SVILUPPO DI PRODOTTI E SOLUZIONI INNOVATIVE IN EDILIZIA Blocchi di laterizio ecocompatibili ad alteprestazioni termiche; Miglioramento prestazioni termichedell’involucro mediante P.C.M.; Sistemi innovativi in calcestruzzo prefabbricatoper l’edilizia sociale; Sistemi energeticamente performanti esostenibili per interventi diristrutturazione/riqualificazione.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Blocchi di laterizio ecocompatibili ad alte prestazioni termiche 1/4Bisogni:Il mercato richiede elementi per l’involucro ad alteprestazioni termiche;Crescente attenzione per l’eco-sostenibilità dei materiali;Soprattutto nei paesi di fascia mediterranea, èfondamentale tutelare, oltre al grado di isolamento, ilricorso a materiali traspiranti, ecologici e con elevatamassa come il laterizio (elevata inerzia termica) perfavorire una buona prestazione in regime Estivo.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Blocchi di laterizio ecocompatibili ad alte prestazioni termiche 2/4ObiettivoStudio, sviluppo e messa a punto di laterizialleggeriti in pasta mediante materiali diorigine naturale ed eco-compatibili provenientidal riciclo/riutilizzo di scarti di processiproduttivi ed in grado contribuireall’innalzamento delle proprietà di isolamentotermico.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Blocchi di laterizio ecocompatibili ad alte prestazioni termiche 3/4L’alleggerimento con materiale di origine naturale Il Laterizio porizzato per murature viene realizzatoaggiungendo all’impasto tradizionale di argilla acqua e sabbiamateriali di origine naturale a bassa granulometria (2-2,5 mm)che durante la cottura emettono gas e lasciano microalveolivuoti, fra loro non comunicanti e uniformemente diffusi nellamassa d’argilla. Questa microporosità conferisce al mattone un elevatogrado di isolamento termico oltre alle già buone proprietà intermini di elevata permeabilità al vapore, resistenza al fuoco eal gelo (elementi esposti). I blocchi possono essere prodotti in diversi formati;tradizionali o rettificati con giunti verticali ad incastro perrealizzare murature portanti e di tamponamento.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Blocchi di laterizio ecocompatibili ad alte prestazioni termiche 4/4Quali materiali?Materiale ecologico per l’alleggerimento in pasta dei laterizi cherappresenti lo scarto di un altro processo produttivo presente inregione Emilia-Romagna:- Comparto agroalimentare- Derivati da Bio-compostaggio (Bio-digestati)Linea di ricercaFattibilità inserimento in pasta in diverse % perl’alleggerimento/porizzazione;Qualificazione degli impasti da un punto di vista termico,fisico, meccanico, igrometrico. Integrazione con Malte per muratura ed Intonaci ad elevateprestazioni termiche (sviluppo di premiscelati innovativi odadditivati con elementi isolanti o funzionalizzanti).
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Miglioramento prestazioni termiche dell’involucro mediante P.C.M. - Phase Changing Materials 1/4Bisogni: L’edilizia soprattutto in fascia mediterraneanecessita di materiali per l’involucro conprestazioni termiche studiate per il regimeestivo, in cui si registra la concomitanza diclimi molto caldi e di forti escursioni termichetra giorno e notte. In queste condizioni è necessario chel’involucro opaco svolga la funzione diattenuare e sfasare l’onda termica diurna pergarantire il mantenimento delle condizioni dibenessere termoigrometrico all’interno.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Miglioramento prestazioni termiche dell’involucro mediante P.C.M. - Phase Changing Materials 2/4ObiettivoStudio, sviluppo e messa a punto di laterizi/pannelli per muraturacon, all’interno dei setti, di materiali a cambiamento di fase.I materiali a cambiamento di faseAccumulando il flusso di calore entrante/uscente nell/dall’involucrocon una T°di fusione/solidificazione pari a circa 25°C, consentono diottimizzare la prestazione della muratura in regime estivo favorendolo smorzamento e l’attenuazione dell’onda termica.Positivamente applicati nella sperimentazione di pannelli incartongesso o in legno, intonaci, sistemi di facciata vetrati o inplexiglas, isolanti termici, impianti di riscaldamento e diraffrescamento passivo, collettori solari e scambiatori di calore.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Miglioramento prestazioni termiche dell’involucro mediante P.C.M. - Phase Changing Materials 3/4Attualmente i P.C.M. sono reperibili sul mercato (in particolareproduttori tedeschi e statunitensi), ma mancano sperimentazioni sularga scala relativamente ad: applicazione/integrazione con il laterizio;benefici energetici sul sistema edificio-impianto;Applicabilità a livello industriale e del processo produttivo;Verifica della Durabilità e della Stabilità/Salubrità nel tempo.I PCM attualmente disponibili sono compositi organici paraffinici eidrocarburi ottenibili come sottoprodotti della raffinazione delpetrolio o per polimerizzazione, e alcuni inorganici come sali idrati.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Miglioramento prestazioni termiche dell’involucro mediante P.C.M. - Phase Changing Materials 4/4Macro-Azioni Individuare opportunamente un materiale P.C.M.che per caratteristiche fisico-chimiche eprestazionali possa risultare compatibile con ilriempimento dei setti; Individuare le opportune tecnologie di prodotto edi processo per ottimizzare l’integrazione P.C.M. –LATERIZIO (lay-out fori, modalità di inserimento, …)e P.C.M. – PANNELLI in CLS o CARTONGESSO; Qualificare per via sperimentale le caratteristichedel nuovo laterizio/pannello per muratura riempitosotto il profilo termico, fisico, meccanico,igrometrico.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Sistemi innovativi in calcestruzzo prefabbricato per l’edilizia sociale 1/3Bisogni:La sempre maggiore richiesta di abitazioni afronte di una minore disponibilità finanziariadell’utente finale, apre la strada al SocialHousing, sinonimo, nel contesto odierno, nonsolo di “edilizia popolare”, ma di:Casa a Costo Contenuto costruita secondo criteridi efficienza strutturale, energetica e acustica talida rispondere ai requisiti delle normative nazionalied europee.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Sistemi innovativi in calcestruzzo prefabbricato per l’edilizia sociale 2/3Obiettivi:sviluppo di sistemi di progettazione,realizzazione e messa in opera volti allarealizzazione di involucri in cls prefabbricatodestinati al Social Housing.Il Cls prefabbricato, se opportunamenteprogettato e arricchito con le odiernetecnologie energeticamente efficienti, puòcostituire un punto di svolta nell’Housing dimedio-bassa fascia.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Sistemi innovativi in calcestruzzo prefabbricato per l’edilizia sociale 3/3Obiettivi: Progettazione di moduli/involucri prefabbricati studiatiopportunamente per rispondere ai criteri di affidabilità a sicurezza(sismicità, res. al fuoco), ai criteri di isolamento termico (in regimeinvernale ed estivo) ed acustico;Definizione di modelli e metodi per favorire lo sviluppo dellaprefabbricazione passando da Pannelli 2D a moduli abitativi 3Dcon l’integrazione di impianti e componenti trasparenti fino,eventualmente, alla “fabbrica in cantiere”; Fattibilità ed implementazione di sistemi “semi prefabbricati” dimuratura in laterizio.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Sistemi energeticamente performanti e sostenibili per interventi di ristrutturazione/riqualifica zione 1/3Background:Parco immobiliare italiano vetusto e scarsamente performante:Le nuove costruzioni rappresentano lo 0,6% del patrimonioimmobiliare;Circa due terzi degli edifici esistenti sono antecedenti al 1973; anno incui è stato emesso il primo regolamento riguardo al risparmio energeticonelle nuove costruzioni;17,5 milioni gli edifici che “consumano” in media tra i 200 e i 250kwh/m2anno;8,8 milioni che “consumano” 150 kwh/m2anno; Un edificio di nuova costruzione deve “consumare” non più di 60÷90kWh/m2anno.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Sistemi energeticamente performanti e sostenibili per interventi di ristrutturazione/riqualifica zione 2/3Bisogni:Per intervenire in modo determinante nell’abbattimento dei consumiè indispensabile risanare e riqualificare i “giganti del consumo”.A ciò si aggiunga la decisione a livello europeo, nazionale e locale difavorire la riqualificazione dell’esistente piuttosto che concederenuove aree di urbanizzazione.Ne consegue che sarebbe opportuno effettuare in manierasistematica la Diagnosi Energetica del patrimonio esistente conconseguente sostentamento delle opere di Efficientamento dellestrutture adibite ad abitazione residenziale.
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Sistemi energeticamente performanti e sostenibili per interventi di ristrutturazione/riqualifica zione 3/3Obiettivi:Sviluppo di sistemi integrati per durabilitàl’efficientamento di involucriopachi ALTERNATIVI al sostenibilitàtradizionale cappotto con materialiisolanti di origine petrolchimica, Comfort abitativoOTTIMIZZATI sotto diversi profili
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori GRAZIEDELL’ATTENZIONE
    • Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori ContattiDirezione Tecnico–Scientifica: Ing. Martino Labanti martino.labanti@enea.itDivisione Efficienza Energetica Involucro: Ing. Luca Laghi l.laghi@certimac.itLaboratorio Analisi e Marcatura CE: Dr. Marco Marsigli m.marsigli@certimac.itComunicazione–Marketing: Dr.ssa Giulia Ruta g.ruta@certimac.it