Paolo Bertozzi UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PARMA PROGETTO

Paolo Bertozzi UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PARMA PROGETTO ESI “NUOVE IDEE E TECNICHE PER UNA CASA SOSTENIBILE” Soluzioni di tecnologia stratificata a secco per un’edilizia a basso consumo energetico e ad alta prestazione ambientale CONVEGNO 17 MAGGIO 2007 Parma 17 maggio 2007 Centro S. Elisabetta Università degli Studi di Parma

Paolo Bertozzi - STRATEGIE PER IL MIGLIORAMENTO DELL’EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Parma 17 maggio 2007 Parma, 25 febbraio 2006 Centro S. Elisabetta Università degli Studi di Parma Prof. ssa Anna Barozzi

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Programma di convenzione di ricerca Soluzioni per applicazione di sistemi di tecnologia stratificata a secco per edilizia civile L’Università degli Studi di Parma, con il sostegno di imprese locali operanti nel settore edile e in sinergia con aziende produttrici di sistemi e componenti per l’‘assemblaggio a secco’, ha avviato una convenzione di ricerca in campo tecnologico per evidenziare un percorso progettuale e produttivo, alternativo a quello attualmente in uso, privilegiando l’uso di tecnologie ad alto contenuto ambientale. La tecnologia stratificata a secco si pone come alternativa efficace ai tradizionali sistemi costruttivi a umido di tipo blocco su blocco, cassero e riempimento e più in generale ai sistemi ibridi, quali i sistemi latero-cementizi. La costruzione stratificata a secco, denominata anche S/R (Struttura-Rivestimento): • minimizza l’uso dei materiali; • consente il raggiungimento di requisiti di qualità e alte prestazioni energetiche; • fa uso di prodotti di derivazione industriale di qualità certificata; • consente una totale libertà di espressione architettonica.

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Obiettivi Obiettivo della ricerca è la messa a punto di un sistema di progettazione integrata per la realizzazione di edifici multipiano, a prevalente uso residenziale, basato sull’impiego di tecnologia stratificata a secco, contemplando le due possibilità di apparato tecnologico misto o interamente a secco. In particolare, assunto come dato la ormai radicata consuetudine, diffusa nel territorio locale e nazionale, delle costruzioni con telaio di c. c. a. , appare prioritaria l’indagine sul sistema misto in cui, alla tecnologia a umido cassero-riempimento del conglomerato cementizio, è associata la tecnologia di stratificazione a secco per gli elementi di chiusura verticale, chiusura orizzontale e di partizione interna. "BUILDING 2000" - Danimarca - Edificio per uffici Progettista: arch. prof. Jens Arnfred Vandkunsten.

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Obiettivi In particolare, la ricerca svilupperà un’analisi critica della tecnologia di involucro più avanzata dal punto di vista dei nessi funzionali. L’involucro è, infatti, la porzione dell’organismo edilizio che maggiormente si presta ad essere indagato per la complessità dei temi progettuali coinvolti. In esso viene compreso il problema della giunzione tra telaio e tamponamento, della coibentazione termica e acustica, della impermeabilità, della captazione solare attiva e passiva, della resistenza meccanica e della stabilità. L’insieme di requisiti associati al sistema di chiusura verticale e orizzontale – ossia all’involucro – rimanda alle principali famiglie prestazionali individuate dal cosiddetto ‘Regolamento edilizio tipo’ della Regione Emilia Romagna, così come espresse dalla L. R. 33/90 e sgg. , rivelandosi quindi come interessante campo di applicazione per una progettazione integrata in cui ogni elemento tecnico contribuisce singolarmente e in modo sistemico alla realizzazione dell’obiettivo funzionale prestabilito. L’assemblaggio a secco, grazie alla sue estese possibilità combinatorie e alla vastità di proposte provenienti dal mercato dell’industria edilizia, permette di sviluppare un’ampia campionatura di soluzioni tecniche e facilita la costituzione di un metodo di progettazione integrata che, a seconda delle esigenze espresse dalla committenza, può proporre soluzioni tecniche combinatorie affidate ad un ‘kit di montaggio’ soggetto a implementabilità tecnologica e ciclicità di funzionamento.

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Modalità di attuazione della ricerca La ricerca si articola in fasi di indagine e di studio in rapporto ai risultati attesi. Lo svolgimento prevede la collaborazione tra personale e attrezzature dell’Università di Parma e partner esterni operanti nel settore. E’ evidente che la ricerca non potrà rifondare l’assetto dello scenario produttivotecnologico del settore, ma verosimilmente agire all’interno di un repertorio critico dei prodotti e delle soluzioni di mercato. In questo senso la ricerca acquista senso proprio nella relazione attiva con gli operatori di settore. All’interno del processo edilizio italiano l’attività di ricerca e di innovazione è infatti delegata ai produttori di materiali, sistemi, componenti in un contesto culturale nel quale tecnici progettisti, costruttori, istituzioni pubbliche di controllo spesso accettano passivamente soluzioni che rispettivamente non sono in grado di interpretare e di gestire. La sinergia tra attori, diretti e indiretti, del processo edilizio - Università, produttori, costruttori – che può realizzarsi con la ricerca è finalizzata alla definizione, attraverso un processo di verifica comparativa, delle soluzioni ottimali in rapporto alle prestazioni attese.

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Modalità di attuazione della ricerca Dalla crisi energetica degli anni ’ 70, sulla relazione tra edifico e clima si sono succedute diverse fasi di ricerca, sperimentazione e applicazione, che hanno visto integrarsi progressivamente l’applicazione di principi fisici con le caratteristiche dei luoghi, i materiali, le forme e le configurazioni edilizie al fine di raggiungere situazioni ottimali di microclima interno agli edifici, riducendo al minimo l’applicazione dei sistemi impiantistici tradizionali. Da “Architettura e involucro sostenibile: criteri di valutazione tecnologia stratificata a secco” G. Peretti II facoltà di Architettura - Politecnico di Torino Esempio di impiego di TWD – Thermische Waerme Daemmerung Studentato a Widnberg - Thomas Herzog Le tecnologie e i sistemi sperimentali messi a punto, venivano verificati con metodologie basate su calcoli e regole di matrice matematica e fisica, orientate esclusivamente per formulare valutazioni di tipo energetico, economico, e sostanzialmente riferibili ai consumi di gestione. Dagli anni ‘ 80 si è iniziato a parlare di approccio ecosostenibile, non solo bioclimatico. In tale ottica anche il processo di valutazione ha assunto, quindi, un carattere più completo e complesso, e ad oggi esistono diversi metodi e strumenti di valutazione

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Modalità di attuazione della ricerca La ricerca potrà assumere come riferimento la procedure UNI e cioè il sistema di valutazione a punteggio, basato sull’approccio esigenziale – prestazionale, che prende in considerazione, quale parametro misurabile di valutazione: • la salvaguardia ambientale; • l’uso razionale delle risorse; • benessere, igiene, salute Le esigenze sono divise in base alle fasi del processo • Fase di produzione fuori opera; • Fase di produzione in opera; • Fase funzionale; Da “Architettura e involucro sostenibile: criteri di valutazione tecnologia stratificata a secco” G. Peretti II facoltà di Architettura - Politecnico di Torino

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Modalità di attuazione della ricerca Le esigenze sono divise in base alle fasi del processo; per quanto concerne la fase di produzione fuori opera si comprende l’estrazione e la trasformazione delle materie prime, l’imballaggio, il trasporto. I materiali, i componenti e gli elementi tecnici sono valutati in relazione agli impatti ambientali e ai consumi energetici attraverso diversi parametri quali la qualità dell’aria e dell’acqua, la protezione del suolo, la produzione dei rifiuti, il risparmio energetico. Da “Architettura e involucro sostenibile: criteri di valutazione tecnologia stratificata a secco” G. - II facoltà di Architettura - Politecnico di Torino

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Modalità di attuazione della ricerca La fase produttiva in opera fa riferimento alla realizzazione nel cantiere sia per quanto concerne l'esecuzione, che la manutenzione e la dismissione, quella funzionale alla vita utile dell’edificio. Le fasi di produzione sono connesse con le classi di esigenze di salvaguardia ambientale e uso razionale delle risorse, mentre la fase funzionale è connessa anche alla classe di esigenze del benessere, igiene e salute. Da “Architettura e involucro sostenibile: criteri di valutazione tecnologia stratificata a secco” G. Peretti - II facoltà di Architettura - Politecnico di Torino

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Fasi di ricerca Fase 1 - L’indagine parte dall’analisi dei principali sistemi di completamento di involucro per strutture a telaio – prevalentemente chiusure verticali e orizzontali – attualmente prodotti dall’industria del settore e dalla successiva classificazione in funzione di prestabiliti requisiti prestazionali. Fase 2 - Successivamente, si procede alla verifica funzionale – prestazionale-statica e prestazionale-ambientale - e di possibilità di giunzione tra telaio ed elementi di completamento, evidenziando i punti di criticità. Fase 3 – Infine, sarà condotta un’analisi sui costi complessivi di ogni singola soluzione in comparazione con analoghe soluzioni a umido. In questa fase si svilupperà una indagine organica della relazione costi-prestazioni di ogni singola soluzione, con riferimento a tutte le fasi del ciclo di vita del sistema e dei suoi componenti, dalla produzione al montaggio, alla successiva fase di gestione e infine di dismissione o di reimpiego.

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Fasi di ricerca Più precisamente, le prestazioni – cogenti e volontarie, secondo la distinzione del Regolamento edilizio tipo della regione Emilia Romagna L. R. 33/90 e sgg. - a cui si presterà particolare attenzione sono quelle connesse a: • • resistenza meccanica e stabilità; igiene, salute ed ambiente – impermeabilità, temperatura superficiale, … ; protezione dal rumore; risparmio energetico – contenimento dei consumi; uso razionale delle risorse energetiche; uso razionale delle risorse idriche; controllo delle caratteristiche nocive dei materiali da costruzione Particolare riguardo verrà riservata alla delicata relazione tra involucro edilizio, impianti per il comfort interno e risparmio energetico.

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Fasi di ricerca Le verifiche prestazionali, come previsto dalla normativa, saranno articolate in: • verifiche di calcolo; • prove di laboratorio; • prove in sito su casi reali o riproduzioni in scala. Per la complessa fase di verifica prestazionale, oltre al ricorso alle specifiche tecniche di ogni componente, redatte dal produttore, verranno compiute prove sperimentali sul comportamento ambientale del pacchetto di involucro, nonché prove di montaggio in cantiere al fine di stabilire le soluzioni più idonee. Es. - Misura in sito dei parametri termo-igrometrici ‾Misura della trasmittanza ‾Rilievi termografici ‾Misure di temperatura ‾Misure di umidità

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata Risultati attesi Definizione e applicazione di un protocollo di verifica, selezione, ottimizzazione di soluzioni di assemblaggio a secco caratterizzate da: • elevata compatibilità costruttiva rispetto a strutture a telaio in c. c. a. ; • costo finale – comprensivo di gestione e smaltimento – competitivo con tecnologia equivalente a umido; • maggiore valore ambientale in termini di salvaguardia dell’ambiente e uso razionale delle risorse; • maggiore versatilità nel ciclo di vita dell’immobile; • elevata possibilità di innovazione e scambio con le aziende produttrici; • sensibilizzazione di tutti gli attori del processo edilizio sul tema della sostenibilità ambientale Organizzazione della ricerca e aree tematiche Coordinamento scientifico: prof. Ivo Iori • Area Verifica prestazioni statiche • Area Tecnologia e prestazioni ambientali • Area Analisi costi

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Soluzioni di riferimento Schematizzazione pacchetto tamponamento esterno Soluzione ibrida Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Soluzioni di riferimento Schematizzazione pacchetto tamponamento esterno Soluzione interamente a secco Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Soluzioni di riferimento Schematizzazione pacchetto tamponamento esterno Soluzione interamente a secco Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata

Paolo Bertozzi Parma, 17 maggio 2007 Soluzioni di riferimento Soluzione a secco U = 0. 1983 W/mq K Trasmittanza termica per strutture opache verticali ai sensi del D. Lgs. 311/07 Architettura sostenibile Criteri per una ricerca applicata