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Il rame in bioedilizia

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Il rame è un materiale che viene incontro ai criteri della bioedilizia, soprattutto per la sua durata, la riciclabilità, il ruolo per il risparmio energetico, la salute e l'ambiente. La presentazione …

Il rame è un materiale che viene incontro ai criteri della bioedilizia, soprattutto per la sua durata, la riciclabilità, il ruolo per il risparmio energetico, la salute e l'ambiente. La presentazione mostra alcune sue applicazioni nell'architettura e l'impiantistica. (versione settembre 2012).

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  • 1. Il rame per la bioediliziaIstituto Italiano del Rame
  • 2. Indice1. Il rame: materiale naturale2. Il rame per la salute3. La riciclabilità4. Un materiale duraturo5. Il risparmio energetico6. Bellezza e versatilità7. Applicazioni in architettura e interni8. Applicazioni per impianti9. Bibliografia e approfondimenti
  • 3. 1. Il rame: materiale naturale
  • 4. Il rame, materiale naturalePresenza del rame in naturaCrosta terrestre: 60 mg/kgMare: 2,5*10-4 mg/lIl rame usato in edilizia è puro al99.90% e non contiene additivi,collanti, coloranti, stabilizzanti ecc.;Non emette formaldeide, compostiaromatici (benzene, fenolo, ecc.),derivati del cloro o solventi.
  • 5. 2. Il rame per la salute
  • 6. Rame e salute umanaIl rame è contenuto in una trentinadi enzimi e co-enzimi, cheintervengono per:• crescita e rafforzamento delle ossa• sviluppo dei globuli rossi e bianchi• trasporto e assorbimento del ferro• metabolismo del colesterolo e delglucosio• funzionalità del cuore• sviluppo del cervello• ….
  • 7. Rame e salute umanaFabbisogno giornalieroraccomandato di rame (in mg):Adulti 0,9Donne incinte 1,0Donne in allattamento 1,3Il rame viene assunto attraverso glialimenti e l’acqua.
  • 8. Rame, salute e ambienteV.R.A.La Valutazione Volontaria del Rischio (VRA) è una ricerca che haquantificato le emissioni ambientali durante il ciclo di vita del rame e ha valutatose esistono pericoli per l’uomo e per l’ambiente.Il VRA è cominciato nel 2000 ed è stato condotto sotto la supervisionedell’Istituto Superiore della Sanità.Sono state prese in considerazione solo ricerche “Peer review”.2008: le conclusioni sono state raccolte in un dossier di 1800 pagine e sonostate accettate dal Comitato Tecnico sulle Sostanze Nuove ed Esistenti(TCNES) della Commissione Europea.
  • 9. Rame, salute e ambienteV.R.A.: punti di partenzaIl rame è un elemento naturale e ilivelli di esposizione al rame cambianoin base alla geologia del luogo;il rame è un nutriente essenziale pertutte le forme di vita, quindi i limitiambientali e sulla salute umana sonostati fissati sulla base di valutazioniscientifiche dei rischi potenziali, legatisia al suo eccesso che alla suacarenza;gli ioni di rame che entranonell’ambiente, tramite processi naturalio indotti dall’uomo, subiscono una“mineralizzazione” che riduce la lorobiodisponibilità.
  • 10. Rame, salute e ambienteV.R.A.: principali conclusioniIl rame non è generalmente pericoloso per l’ambiente e i cittadini europei.Non è CMR (cancerogeno, mutagenico, dannoso per la riproduzione) o PBT(persistente, bio-accumulante, tossico). Acqua:Esposizione media: 0,7 mg/lValore soglia: 4,0 mg/l Cibo: Assunzione media 0,6-2,0 mg/giorno Valore soglia 11 mg/giorno (necessità: 1,0 mg/giorno)
  • 11. Proprietà antibattericheTubazioni anti-legionellaIl rame è l’unicomateriale pertubazioni idrosanitarieche combatte lalegionellaViene scelto anchecome forma diprevenzione contro laproliferazione dilegionella. Ospedale S. Raffaele, Dipartimento materno-infantile (Milano) Polis Engineering s.r.l.
  • 12. Proprietà antibattericheLe superfici di contattoIl rame e le sue leghehanno proprietàantibattericheClinical trial in USA:nelle stanze di terapiaintensiva con oggettiin rame, il rischio diinfezioninosocomiali èdiminuito del 40,4% Oggetti in rame nelle stanza dell’ ospedale Sloan-Kettering (New York): sponde dei letti, braccioli delle poltrone, piantane portaflebo, tavolini, dispositivi per computer, pulsanti dei dispositivi di chiamata.
  • 13. Proprietà antibattericheLe superfici di contattoNon solo per ospedali, ma per tutti i luoghicon passaggio di molte persone: scuole,asili, metropolitane, aeroporti, ecc. Corrimano in una scuola di Atene (Grecia) Corrimano in ottone nella metropolitana di Santiago (Cile) Casse all’aeroporto Congonhas di S.Paolo (Brasile)
  • 14. 3. La riciclabilità
  • 15. Riciclabilità del rame Riciclabile al 100% al termine della sua vita utile Mantiene le caratteristiche chimico-fisiche originali Percentuale di energia risparmiata col riciclo Alluminio 95 Rame 85 Plastica 80 Acciaio 74 Piombo 65 Carta 64
  • 16. Il riciclo del rame in Italiaanni 2006-2010 Consumo di rame 1.078,8 (compreso contenuto delle leghe) Import di rame 662,0 (raffinato) Differenza 416,8 Riciclo 38,6 % Elaborazione dati ASSOMET, valori medi in migliaia di tonnellate
  • 17. Riciclabilità del ramePalazzo della Provincia di Turku (Finlandia)Palazzo degli anni‘60 ristrutturato:riutilizzato in facciatagran parte del rameoriginale.
  • 18. 4. Un materiale duraturo Castello del Wawel a Cracovia (Polonia)
  • 19. Il Pantheon a Roma (II sec. d.C.)Il Pantheon era ricoperto di tegole in bronzo dorato. Le tegole sopra il pronao sonostate rimosse nel XVII sec., cioè dopo 1500 anni!
  • 20. Durata dei tetti in ramePerdita di spessoredella lega C11000 (Cu99,9%) in 20 anni ( inm/anno)atmosfera 0,56-1,27marinaatm. 1,40industrialeatm. 1,38industriale-marinaAtm. rurale 0,13-0,43 Basilica Palladiana, Vicenza. Dal 1829 copertura in rame
  • 21. Durata dei tubi di rameCattedrale di LodiImpianto a pannelli radianti a pavimentoinstallato nel 1964.Oltre 5800 metri di tubo di rame.
  • 22. 5. Risparmio energetico
  • 23. Conduttività termica del rameMetallo Conduttività Conduttività in W/(m*K) in %Argento 418 107Rame 390 100Oro 300 77Alluminio 210 54Zinco 110 28Nickel 90 23Ferro 80 20Titanio 22 6Acciaio inox (304) 16,2 4
  • 24. Conducibilità elettrica del rameMetallo Resistività Conducibilità in Ω*mm2/m in %Argento 0,0159 105Rame 0,0167 100Oro 0,0235 72Alluminio 0,0267 62Zinco 0,059 28Nickel 0,068 24Ferro 0,095 17Titanio 0,234 7Acciaio inox (304) 0,689 2,5
  • 25. Il rame e il risparmio energetico Alta conducibilità Impianti Risparmio elettrica e alta conduttività termica efficienti energetico
  • 26. Fonti di energia rinnovabileTecnologia Dov’è il rame?Eolico Generatori, motori, cavi trasformatoriSolare termico Scambiatori di calore, tubazioniSolare fotovoltaico Convertitori, trasformatori, caviGeotermia Captatori nel terrenoBiomasse e Generatori, cavibiocombustibiliIdroelettrica Generatori, trasformatori,Maree cavi generatori, cavi per raccolta e trasmissione di energia
  • 27. Il rame per l’energia eolicaIn una turbina da 1MW: da 3 a 4 tonnellatedi rame
  • 28. Il rame per il solare termicoConduttività Resistenza alle alte temperatureTrattamenti chimici di annerimento Giunzioni con le piastre sottili
  • 29. Il rame per il solare termico:il tetto energetico (Tecu® Solar Roof) TUBO DI RITORNOSUPERFICIE CAPTANTE IN LAMIERA DI RAME TUBO DI MANDATA MODULO CAPTANTE IN LAMIERA DI RAME SERPENTINA DI RAME A SEZIONE OVOIDALE
  • 30. Il rame per il solare termico:il tetto energetico (Tecu® Solar Roof)• Sistema in moduli• Varie finiture• Integrazione con la copertura
  • 31. Il rame per i pannelli radiantiIl calore viene fornitoper irraggiamento dalpavimento o dallaparete Immagine da: Modul radiant
  • 32. Il rame per i pannelli radianti:la UNI EN 1264-2 Per un materiale, il dato più importante è la conduttività termica Materiale Conduttività termica W/(m*K) Tubo di rame 390 Tubo PE-X 0,35 Tubo PB 0,22 Tubo PP 0,22 Tubo in PVC senza scanalatura 0,2 Tubo in PVC con scanalatura 0,15 Conduttori in alluminio 200 Tubo di acciaio 52 UNI EN 1264-2, prospetto A.15
  • 33. Il rame per la geotermiaTubi di rame per icaptatori nel terreno:• Fluido refrigeranteR410• Resistenza alle alte P• Basse perdite di carico• Minore occupazione dispazi Tecnologia Sofath, gamma Caliane dex
  • 34. Il rame per i motori elettrici ad alta efficienza(H.E.M.)• In genere, nei motori standard fino a 10 kW c’è 1 kg di rame per kW;• gli HEM contengono il 20% di rame in più.Con il rame negli avvolgimenti:• meno perdite di energia esurriscaldamenti;• ventole di raffreddamento piùpiccole;• meno attriti meccanici, menovolume e rumore. Meno manutenzione Vita utile più lunga
  • 35. 6. Bellezza e versatilità Urban center “O.A.S.I. Europa” a Thiene (VI), FONTANAtelier
  • 36. Il rame in ediliziaIl rame si accosta con i materiali edili Si applica in edifici di stile classico epiù comuni: mattoni, pietre, legno, moderno, in contesti urbani, montanivetro. e marini. Crown Plaza Hotel a Milano, Arch. Franco Casa Costanza,a S.Agata di Militello, arch. Melluso
  • 37. I colori del rameIl rame, esposto agli agentiatmosferici, cambia il suoaspettoLe leghe hanno diversecolorazioni:• ottone: giallo• bronzo: rossiccio• rame-alluminio: doratoSono disponibili incommercio lastre e prodottigià pre-trattati
  • 38. Possibilità di utilizzo:lastre forate, intrecciate, sagomate, stirate, ecc… Centro Logistico delle Arnere a Refrontolo (TV), arch. Dorigo
  • 39. 7. Applicazioni in architettura e interni Diesel Headquarters a Breganze (VI), Studio Ricatti
  • 40. Rame in architettura:facciate Struttura della Protezione Civile a San Candido/Innichen (BZ), Alles WirdGut Arkitectur
  • 41. Rame in architettura:tetti Polo pediatrico Meyer a Firenze, Studio CSPE
  • 42. Rame in architettura:gronde, pluviali ed elementi di lattoneria
  • 43. Rame in architettura:rivestimenti per interni Casa dello studente all’Università di Warwick, (UK), MJP Architects
  • 44. Rame in architettura:accessori di arredamento e design America, designer Cappellini Etch, designer Tom Dixon
  • 45. Rame in architettura:accessori di arredamento e design Wave, designer Guerra Calidarium, designer arch. Sonzogni …Zzz, designer Francesca Cuicchio
  • 46. 8. Applicazioni per impianti
  • 47. Impianti:tubi per acqua potabileAntibattericità e rispetto della salutePurezza del 99,90%: niente additivi,coloranti, derivati del petrolio, VOC,ecc…Rispondenza a norme e leggi
  • 48. Impianti:tubi per riscaldamento tradizionale e radianteResistenza al calore e alla pressioneAltissima conduttività termica:risparmio energeticoDurata
  • 49. Impianti:tubi per trasporto del gasImpermeabilità ai gasSicurezza ed esperienzaNon “invecchia” esposto all’aria, airaggi UV, agli sbalzi termici
  • 50. Impianti:tubi per geotermia (con captatori orizzontali)Altissima conduttività termicaCompatibilità con i fluidi R410 eresistenza alle alte pressioniAree minori di terreno Tecnologia Sofath, gamma Caliane dex
  • 51. Impianti:solare termicoResistenza alle alte temperatureAltissimo scambio termico: efficienzaPresente anche nei circuiti e nelleserpentine degli accumuli
  • 52. 9. Bibliografia e approfondimenti Cantina Saracco a Castiglione Tinella (CN), Boffa e Delpiano Architetti
  • 53. Bibliografia e approfondimentiPubblicazioni e articoliIIR: “Il rame per una casa più sostenibile” (brochure: www.il-rame-nobilita-la-casa.it/media/63946/il_rame_per_una_casa_pi__sostenibile.pdf)IIR: “Il tubo di rame e il risparmio energetico” (brochure:www.iir.it/newslett/Newsletter%20risparmio%20energetico.pdf)ECI-CEDIC: “Copper: solar Energy’s perfect partner”(www.eurocopper.org/doc/uploaded/File/PK%20Copper%20Solar%20Energy%20EN%20171006.pdf)Istituto Italiano del Rame: “Manuale del tubo di rame”ECI: “Copper at the core of Renewable energies”(www.eurocopper.org/doc/uploaded/File/Press%20Kit%20Copper%20in%20Renewables%20Final%2029%2010%202008.pdf)C.L. Keen, H.J.McArdle, E.M.Ward: “A rewiew: The impact of copper on Humanhealth”Documentazione tecnica SofathKME: “Tecu® Solar System”
  • 54. Bibliografia e approfondimentiPubblicazioni e articoliM.G. Schmidt, H.H. Attaway, P.A. Sharpe, J. John Jr., K.A. Sepkowitz, A.Morgan, S.E. Fairey, S. Singh, L.L. Steed, J.R. Cantey, K.D. Freeman, H.T.Michels,C.D. Salgado: “Sustained Reduction of Microbial Burden on CommonHospital Surfaces through Introduction of Copper” (J. Clin. Microbiol. July 201250:7 2217-2223)M. Crespi: “HSR: Rete idrica in rame per il Dipartimento infantile” (pubblicatosu Progettare per la sanità, gen. 2010)S. Vignati, E. Ferrero: “I motori elettrici ad alta efficienza” (Gestione energia,n.4/2004, http://motorchallenge.casaccia.enea.it/motori_elettrici.pdf)The Copper Voluntary Risk AssestmentIIR: “Rame. Il materiale ideale per il riscaldamento radiante” (brochure:www.iir.it/newslett/prof_11_1.htm)M. Crespi: “Il rame scalda la cattedrale da oltre 40 anni” (GT, ott. 2006www.iir.it/attivita/pdf/articoli/GT%20cattedrale%20Lodi%2010-2006.pdf)
  • 55. Bibliografia e approfondimentiSiti internetwww.copperalliance.itwww.il-rame-nobilita-la-casa.itwww.antimicrobialcopper.comwww.copperconcept.org/itwww.copperalliance.orgwww.copper-life-cycle.dewww.copperindesign.orgwww.leonardo-energy.orgwww.essentialforeveryone.eu
  • 56. Via dei Missaglia 97 - 20142 Milano. Tel.: 02 89 30 1330 – Fax: 02 89 30 1513 info@copperalliance.it - www.copperalliance.itSettembre 2012