Parte7 - CasaClima

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Parte7 - CasaClima

Involucri in laterizio
ZONA B
0,64 W/m2K
la soluzione tecnica indicata, per poter essere conforme al dlgs 192/05, deve prevedere le seguenti prestazioni dello strato in muratura:
Muratura monostrato intonacata
s
λ
ρ
spessore conducibilità densità
m
W/mK
Kg/m3
1/he
1 Intonaco di calce e cemento
2 muratura
3 Intonaco di calce e gesso
1/hi
resistenza termica R della parete
trasmittanza termica U della parete
0,015
0,015
0,93
0,54
1800
1500
trasmittanza limite U<0,64 W/m2K
R
resistenza
2
m K/W
0,04
0,02
1,36
0,03
0,12
1,57
m2K/W
0,64
W/m2K
m2K/W
W/m2K
per assicurare la prestazione dello strato in muratura i blocchi che lo costituiscono devono avere le seguenti prestazioni (marcatura CE):
R resistenza termica minima del blocco (senza giunti)
1,48 m2K/W se si utilizza malta cementizia MC
1,39 m2K/W se si utilizza malta termica MT
1,41 m2K/W se si utilizzano blocchi a incastro con MC
1,37 m2K/W se si utilizzano blocchi a incastro con MT
1,36 m2K/W se si utilizzano blocchi rettificati
conducibilità termica equivalente massima del blocco (senza giunti)
λeq = spessore blocco / resistenza termica blocco
esempi nel caso di blocchi normali con malta cementizia:
sblocco 35 cm
0,236
W/mK
sblocco 30 cm
0,202
W/mK
BLOCCO FORI VERTICALI 25x30x22,5
(sp 30 cm) PORTANTE
m2K/W
sblocco 25 cm
0,169
W/mK
sblocco 20 cm
0,135
W/mK
BLOCCO FORI VERTICALI 33x25x24.9
(sp 25 cm) PORTANTE
1,584m2K/W
Rmur
1,435
Cmur
0,244 W/m2K
giunti verticali a incastro
Rbloc
1,435 m2K/W
λeqbloc
0,244 W/mK
ρbloc
920 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
1160 kg/m3
λargil
NC
Rmur
1,490 m2K/W
Cmur
0,671 W/m2K
blocco rettificato con giunti verticali
a incastro
Rbloc
NC
λeqbloc
NC
ρbloc
970 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
Rmur
Cmur
0,631W/m2K
giunti verticali a incastro e giunti orizzontali
di malta cementizia da 12 mm
Rbloc
NC
λeqbloc
NC
ρbloc
850 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
 calcolo tabellare la prestazione di resistenza termica minima dello strato in muratura. A destra della tabella vengono
esplicitate le diverse modalità di comunicazione dell’informazione tecnica fornita
dai produttori e viene definito come “trasformare” il requisito di resistenza termica dello strato murario in altri requisiti
(resistenza termica del blocco, conducibilità termica equivalente del blocco). Il va-
lore minimo di resistenza termica dello
strato in muratura può essere anche
espresso come valore massimo di conduttanza termica della parete.
Spesso non sono disponibili informazioni
tecniche sulla prestazione della parete già
assemblata, ma solo sul prodotto. Per “trasformare” la prestazione di parete in una di
prodotto occorre tenere conto dell’incidenza dei giunti in malta (utilizzando il meto-
do spiegato nel box a pag. 165). La resistenza termica minima del blocco varia in relazione al tipo di giunto (realizzato con malta cementizia, con malta termica, solo orizzontale se il blocco è a incastro, trascurabile se i blocchi sono rettificati). Le scelte relative ai giunti sono da un lato relazionate
al tipo di blocco (se a incastro o rettificato),
dall’altro alla malta scelta dal progettista o

costruttore (cementizia o termica).
Muratura monostrato con cappotto
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
0,005
0,040
0,015
R > 1,36
C =1/R < 0,73
(ad esempio, Agrigento, Catania, Palermo)
BLOCCO FORI VERTICALI 25x35x24
(sp 35 cm) PORTANTE
1/he
1 Intonaco plastico
2 isolante per cappotto
3 muratura
1/hi
resistenza termica minima della muratura con i giunti in malta
conduttanza termica massima della muratura con i giunti in malta
0,70
0,04
0,54
1000
80
1500
(sp 20 cm)
m2K/W
Rmur
0,837
Cmur
1,195 W/m2K
Rbloc
NC
λeqbloc
NC
ρbloc
780 kg/m3
Φbloc
50%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
R
resistenza
m2K/W
0,04
0,01
1,00
0,37
0,03
0,12
1,57
m2K/W
0,64
W/m2K
R = 0,37
C =1/R = 2,70
m2K/W
W/m2K
sblocco 35 cm
0,868
W/mK
sblocco 30 cm
0,744
W/mK
sblocco 25 cm
0,620
W/mK
sblocco 20 cm
0,496
W/mK
(sp 20 cm)
0,733m2K/W
Rmur
Cmur
1,364W/m2K
giunti di malta cementizia da 8 mm
Rbloc
1,294m2K/W
λeqbloc
0,255W/mK
ρbloc
NC
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρaargil
1550 kg/m3
λargil
0,45 W/mK
(sp 17 cm)
Rmu
0,657 m2K/W
Cmur
1,522 W/m2K
di malta cementizia
Rbloc
NC
λeqbloc
NC
ρbloc
800 kg/m3
Φbloc
55%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
Nota: i dati relativi alle caratteristiche dei blocchi e degli strati in muratura sono stati forniti dai produttori. NC = non comunicato
81
ZONA B
0,64 W/m2K
Muratura doppio strato con isolante in intercapedine
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
1/he
2 muratura
3 isolante
4 muratura
1/hi
0,015
0,040
0,015
0,93
0,04
0,54
1800
80
1500
R
resistenza
2
m K/W
0,04
0,02
1,18
1,00
0,18
0,03
0,12
1,57
m2K/W
0,64
W/m2K
Rbloc
λeqbloc
ρbloc
NC
NC
0,474 m2K/W
0,253 W/mK
900 kg/m3
45%
Φbloc
impasto
porizzato
ρargil
1600 kg/m3
λargil
NC
m2K/W
Rmur
Cmur
0,2
5 W/m2K
Rbloc
NC
NC
NC
NC
λeqbloc
ρbloc
Φbloc
impasto
porizzato
ρargil
λargil
NC
NC
 La marcatura Ce dei prodotti in laterizio prevede che la prestazione del blocco
possa essere espressa o come resistenza
termica o come conducibilità termica equivalente. La conducibilità termica equivalente è funzione dello spessore del blocco.
Per questo si propongono quattro esempi di
trasformazione del valore minimo di resistenza termica del blocco (assumendo il caso in cui si andrà poi a utilizzare la malta
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
0,120
0,040
0,015
0,65
0,04
0,54
1800
80
1500
sblocco 17 cm
0,866
W/mK
sblocco 12 cm
0,612
W/mK
sblocco 10 cm
0,510
W/mK
sblocco 8 cm
4,077
W/mK
(sp 8 cm)
FORATO FORI ORIZZONTALI
(sp 12 cm) + FORATO (sp 8 cm)
Rmur
0,32 m2K/W
Cmur
3,120 W/m2K
Rbloc
NC
λeqbloc
NC
ρbloc
860 kg/m3
Φbloc
55%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
Rmur
Cmur
R
resistenza
m2K/W
0,04
0,18
1,00
0,20
0,03
0,12
1,57
m2K/W
0,64
W/m2K
Rbloc
λeq bloc
ρbloc
0,31m2K/W
3,22W/m2K
0,474m2K/W
0,253W/mK
900kg/m3
45%
Φbloc
impasto
porizzato
ρargil
1600kg/m3
λargil
NC
Rmur
Cmur
0,2m2K/W
5W/m2K
Rbloc
NC
NC
NC
NC
λeq bloc
ρbloc
Φbloc
impasto
porizzato
ρargil
λargil
NC
NC
Si è quindi scelto di non proporre stratigrafie conformi, indicando gli spessori degli strati di muratura, ma piuttosto di mettere in evidenza quali siano gli elementi
che, all’interno di una stratificazione, determinano la prestazione della chiusura
verticale opaca, mettendo il progettista
nella condizione di individuare sul mercato il prodotto che presenta le caratteristiche necessarie per garantire il raggiun- 
R = 0,20
C =1/R = 1,22
m2K/W
W/m2K
sblocco 25 cm
1,147
W/mK
sblocco 20 cm
0,917
W/mK
sblocco 17 cm
0,780
W/mK
sblocco 12 cm
0,550
W/mK
(sp 12 cm)
(sp 12 cm)
(sp 10 cm)
Rmur
Χmur
NC
NC
Rmur
Χmur
Rbloc
0,44 m2K/W
0,27 W/mK
920 kg/m3
45%
Rbloc
Rmur
0,502 m2K/W
Χmur
1,944 W/m2K
blocco rettificato con giunti verticali a
incastro
Rbloc
NC
λeqbloc
NC
ρbloc
960 kg/m3
Φbloc
55%
impasto porizzato
ρargil
NC
NC
λargil
λeqbloc
ρbloc
Φbloc
impasto porizzato
ρargil
1620 kg/m3
λargil
NC
NC
NC
0,465 m2K/W
0,258 W/mK
920 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
1630 kg/m3
λargil
NC
λeqbloc
ρbloc
82
m2K/W
W/m2K
cementizia per i giunti, dunque la situazione nella quale viene richiesto un blocco più
performante) in valori massimi di conducibilità termica equivalente, in base allo
spessore del blocco, tenendo presente che
in realtà questa trasformazione dovrebbe
essere calcolata caso per caso in relazione
allo spessore effettivo del blocco e scegliendo il valore di resistenza termica in relazione al tipo di giunti.
Muratura doppio strato con isolante in intercapedine e faccia a vista
1/he
1 Laterizio faccia a vista
2 isolante
3 muratura
1/hi
R = 0,18
C =1/R = 5,55
Rmur
Cmur
L’incidenza della massa per l’efficienza energetica
pannello in cartongesso
telaio in legno con isolante
in fibra di vetro
legno o isolamento
Tamponamento
con intelaiatura lignea
rivestimento in alluminio o Pvc
intonaco
cls aerato autoclavato
Muratura di cls aerato
autoclavato
stucco
cartongesso
telaio in legno
con isolante in fibra
di vetro
blocchi in cls
alleggerito
Blocchi in cls alleggerito
stucco
cartongesso
cls
cassero isolante
in polistirene estruso
Cls prefabbricato
con riempimento in schiuma
rivestimento
in alluminio o Pvc
intonaco
cls
pannello isolante
in polistirene estruso
Pannelli sandwich in cls
isolati con pannelli in polistirene
(sp. 12 cm)
cls
cartongesso
pannello isolante
in polistirene
Cls gettato in opera
con isolamento interno
cls
stucco
intonaco
cls
pannello isolante
in polistirene
pannelli in legno
rivestimento
in alluminio o Pvc
Cls gettato in opera
con isolamento esterno
L’incidenza della massa sulla prestazione dell’involucro edilizio dipende principalmente da
alcuni fattori quali la localizzazione dell’edificio
(zona climatica e orientamento), la forma, la destinazione d’uso e la stratificazione della sezione muraria (in particolare, la posizione dello
strato massivo all’interno del muro). I vantaggi
di una chiusura verticale massiva sono dovuti
alla capacità della parete di regolare i processi
di trasmissione del calore. Infatti, lo scambio
termico attraverso la sezione muraria è rallentato e l’accumulo di energia genera uno sfasamento dei picchi di fabbisogno energetico. Inoltre, le fluttuazioni di temperatura all’interno dell’edificio sono ridotte, soprattutto in condizioni
climatiche caratterizzate da elevate escursioni
termiche giornaliere.
Il dlgs 192/2005 consente una procedura semplificata, che impone il solo rispetto dei valori limite della trasmittanza termica, ignorando di
fatto gli effetti della massa. Questa procedura
non costituisce dunque una verifica energetica
in grado di quantificare il risparmio dovuto all’accumulo di calore e di valutare aspetti legati
al comfort ambientale.
Alcune ricerche scientifiche confermano l’importanza di considerare il ruolo della massa
termica nelle verifiche energetiche. Uno studio
del 2000 a cura di J. Gajda e M. VanGeem
(“Energy use in residential housing: a comparison of insulating concrete form and wood frame walls”, Pca R&D n. 2415) analizza il variare
dei consumi energetici di una tipica casa unifamiliare di 228 m2 al variare delle soluzioni di
involucro e per cinque zone climatiche differenti. La ricerca prende in considerazione tre
chiusure verticali: una soluzione leggera costituita da strati isolanti sorretti da un’intelaiatura lignea (soluzione 1); una soluzione massiva
composta da muratura in Icf (insulating concrete form, soluzione 2); una soluzione conforme alle richieste di trasmittanza limite da regolamento, in cui viene ipotizzata una soluzione
fittizia leggera (soluzione 3).
Per il calcolo del fabbisogno energetico si ricorre
al programma di calcolo Doe 2.1-E hourly simulation tool. Le simulazioni sono impostate in modo che il risultante fabbisogno energetico dipenda esclusivamente dalle variazioni dell’involucro
esterno. I risultati evidenziano un fabbisogno
energetico totale dell’involucro massivo (soluzione 2) che risulta essere inferiore dall’8 al 19
per cento nei confronti della soluzione conforme
al regolamento (soluzione 3) e inferiore dal 5 al
9 per cento rispetto alla chiusura leggera con intelaiatura lignea (soluzione 1). In particolare, si
evidenzia un notevole risparmio per la climatizzazione sia invernale che estiva.
Una ricerca successiva di J. Gajda (“Energy use
of single-family houses with various exterior
walls”, Pca R&D n. 2518, 2001) approfondisce
le considerazioni emerse dalla precedente ricerca, estendendo le simulazioni a tutte e 25 le zone climatiche Ashrae individuate sul territorio di
Canada e Stati Uniti e proponendo 11 soluzioni
di involucro esterno (nella figura a sinistra ne
pubblichiamo 7). Di particolare interesse è il
confronto tra le prestazioni energetiche di soluzioni di involucro massive e di stratificazioni con
isolamenti di diversi spessori.
Il ruolo della massa è dimostrato per quelle soluzioni murarie massive con un ridotto strato isolante che, pur non assicurando un coefficiente di
trasmissione conforme a quanto stabilito per
legge, presentano tuttavia un consumo energetico finale inferiore. Ciò è dovuto principalmente
alla riduzione della capacità dei sistemi Hvac
consentiti dalle soluzioni massive, che sono in
grado di ridurre i carichi di picco soprattutto in
condizioni di forti escursioni termiche.
Le soluzioni murarie massive sono in generale
più efficienti in tutti i casi studio e diminuiscono
la loro efficacia nelle zone climatiche con clima
invernale più rigido, dove la presenza di un buon
isolamento termico si rivela fondamentale.
Nell’ambito di una ricerca del dipartimento Best
del Politecnico di Milano (“Prestazioni termiche
e comportamento ambientale di soluzioni tecniche di involucro in laterizio finalizzate all’efficienza energetica degli edifici”, finanziata da Andil), si sta esplorando il ruolo della massa termica nell’involucro edilizio rispetto alle specificità
climatiche del nostro paese. Attraverso simulazioni su alcune tipologie edilizie di uso corrente
e adottando sistemi di involucro diffusi (massivi
e leggeri) si confrontano le prestazioni con l’obiettivo di quantificare i fabbisogni energetici finali. I primi risultati emersi sembrano confermare l’incidenza della massa termica ai fini di un risparmio energetico sia in estate sia in inverno.
Alcune sezioni murarie analizzate da Gajda (2001). Nelle tabelline si evidenziano i risparmi in percentuale sui costi annuali
per il riscaldamento e il raffrescamento (Hvac) rispetto alle soluzioni conformi alle prescrizioni per cinque località.
83
ZONA D
0,50 W/m2K
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
1/he
2 muratura
1/hi
0,015
0,015
0,93
0,54
1800
1500
R
resistenza
2
m K/W
0,04
0,02
1,80
0,03
0,12
2,01
m2K/W
0,50
W/m2K
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
0,030
0,015
0,90
0,54
720
1500
R
resistenza
2
m K/W
0,04
0,33
1,49
0,03
0,12
2,01
m2K/W
0,50
W/m2K
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
0,005
0,040
0,015
0,70
0,04
0,54
1000
80
1500
R
resistenza
2
m K/W
0,04
0,01
1,00
0,81
0,03
0,12
2,01
m2K/W
0,50
W/m2K
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
0,015
0,040
0,015
0,93
0,04
0,54
1800
80
1500
R
resistenza
2
m K/W
0,04
0,02
0,40
1,00
0,40
0,03
0,12
2,01
m2K/W
0,50
W/m2K
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
1/he
1 laterizio faccia a vista
2 isolante
3 muratura
1/hi
84
0,120
0,040
0,015
lλeq = spessore blocco / resistenza termica blocco
sblocco 35 cm
0,178
W/mK
sblocco 30 cm
0,153
W/mK
sblocco 25 cm
0,127
W/mK
sblocco 20 cm
0,102
W/mK
R =1,49
C =1/R = 0,67
m2K/W
W/m2K
sblocco 35 cm
0,216
W/mK
sblocco 30 cm
0,185
W/mK
sblocco 25 cm
0,154
W/mK
sblocco 20 cm
0,123
W/mK
0,65
0,04
0,54
1800
80
1500
R = 0,81
C =1/R = 1,23
m2K/W
W/m2K
sblocco 35 cm
0,396
W/mK
sblocco 30 cm
0,340
W/mK
sblocco 25 cm
0,283
W/mK
sblocco 20 cm
0,227
W/mK
1/he
2 muratura
3 isolante
4 muratura
1/hi
m2K/W
W/m2K
1/he
1 Intonaco plastico
3 muratura
Intonaco di calce e gesso
1/hi
R > 1,80
C =1/R < 0,55
Muratura monostrato con intonaco termico
1/he
1 Intonaco intermico
2 muratura
1/hi
R
resistenza
2
m K/W
0,04
0,18
1,00
0,64
0,03
0,12
2,01
m2K/W
0,50
W/m2K
R = 0,40
C =1/R = 2,50
m2K/W
W/m2K
sblocco 17 cm
0,390
W/mK
sblocco 12 cm
0,275
W/mK
sblocco 10 cm
0,229
W/mK
sblocco 8 cm
1,835
W/mK
R = 0,64
C =1/R = 1,56
m2K/W
W/m2K
sblocco 25 cm
0,358
W/mK
sblocco 20 cm
0,287
W/mK
sblocco 17 cm
0,244
W/mK
sblocco 12 cm
0,172
W/mK
Ricette di chiusura
ZONA D
trasmittanza limite U<0.50 W/m2K
(sp 38 cm) PORTANTE
m2K/W
Rmur
1,812
Cmur
0,552 W/m2K
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
800 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
(ad esempio, Ancona, Firenze, Genova, Viterbo)
(sp 35 cm)
PORTANTE
Rmur
1,846 m2K/W
0,542 W/m2K
Cmur
NC
Rbloc
λeq bloc
NC
ρbloc
870 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
NC
ρargil
NC
λargil
BLOCCO FORI ORIZZONTALI 25x30x25
(sp 30 cm)
Rmur
1,8 m2K/W
Cmur
0,556 W/m2K
giunti di malta termica da 8mm
Rbloc
1,936 m2K/W
λeq bloc
0,155 W/mK
ρbloc
592 kg/m3
Φbloc
64%
impasto porizzato
ρargil
1540 kg/m3
λargil
0,322 W/mK
(sp 38 cm)
(sp 33 cm)
(sp 30 cm) PORTANTE
Rmur
NC
Cmur
NC
Rbloc
1,638 m2K/W
λeq bloc
0,232 W/mK
ρbloc
850 kg/m3
Φbloc
50%
impasto porizzato
ρargil
1640 kg/m3
λargil
NC
Rmur
1,526 m2K/W
Cmur
0,655 W/m2K
Rbloc
1,765 m2K/W
λeq bloc
0,187W/mK
ρbloc
NC
Φbloc
50%
impasto porizzato
ρargil
1550 kg/m3
λargil
0,45 W/mK
Rmur
2,107 m2K/W
Cmur
0,475 W/m2K
a incastro
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
950 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
(sp 25 cm)
(sp 25 cm)
(sp 20 cm)
Rmur
NC
Cmur
NC
Rbloc
0,83 m2K/W
λeq bloc
0,299 W/mK
ρbloc
810 kg/m3
Φbloc
50%
impasto porizzato
ρargil
1590 kg/m3
λargil
NC
+ FORATO (sp 12 cm)
Rmur
Cmur
NC
NC
Rbloc
0,465 m2K/W
λeq bloc 0,258 W/mK
ρbloc
920 kg/m3
Φbloc
45%
impasto
porizzato
ρargil
1630 kg/m3
λargil
NC
0,31 m2K/W
Rmur
Cmur
3,22 W/m2K
di malta cementizia
da 12 mm
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
NC
Φbloc
NC
impasto
porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
(sp 20 cm)
m2K/W
Rmur
0,816
Cmur
1,226 W/m2K
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρblocc
780 kg/m3
Φbloc
50%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargilﬂ
NC
m2K/W
Rmur
1,490
Cmur
0,671 W/m2K
a incastro
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
1000 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
Rmur
NC
Cmur
NC
Rbloc
0,847 m2K/W
λeq bloc
0,236W/mK
ρbloc
820 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
1500 kg/m3
λargil
NC
(sp 12 cm)
Rmur
0,502m2K/W
Cmur
1,944W/m2K
blocco rettificato
e a icastro
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
960 kg/m3
Φbloc
55%
impasto
porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
Rmur
Cmur
NC
NC
Rbloc
0,44 m2K/W
0,27 W/mK
920 kg/m3
45%
0,31m2K/W
Rmur
Cmur
3,22 W/m2K
giunti di malta
cementizia da 12 mm
Rbloc
NC
λeqbloc
NC
ρbloc
NC
NC
Φbloc
impasto
porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
(sp 20 cm)
m2K/W
Rmur
0,733
Cmur
1,364 W/m2K
Rbloc
1,294 m2K/W
λeq bloc
0,255W/mK
ρbloc
NC
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
1550 kg/m3
λargil
0,45 W/mK
λeqbloc
ρbloc
Φbloc
impasto porizzato
ρargil
1620 kg/m3
λargil
NC
(sp 17 cm)
Rmur
0,657 m2K/W
Cmur
1,522 W/m2K
di malta cementizia da 12mm
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
800 kg/m3
Φbloc
55%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
85
ZONA C
0,57 W/m2K
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
1/he
2 muratura
1/hi
0,015
0,015
0,93
0,54
1800
1500
R
resistenza
2
m K/W
0,04
0,02
1,56
0,03
0,12
1,77
m2K/W
0,57
W/m2K
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
0,030
0,015
0,90
0,54
720
1500
R
resistenza
2
m K/W
0,04
0,33
1,24
0,03
0,12
1,76
m2K/W
0,57
W/m2K
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
0,005
0,040
0,015
0,70
0,04
0,54
1000
80
1500
R
resistenza
2
m K/W
0,04
0,01
1,00
0,56
0,03
0,12
1,76
m2K/W
0,57
W/m2K
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
0,015
0,040
0,015
0,93
0,04
0,54
1800
80
1500
R
resistenza
2
m K/W
0,04
0,02
0,28
1,00
0,28
0,03
0,12
1,77
m2K/W
0,57
W/m2K
s
λ
ρ
m
W/mK
Kg/m3
1/he
1 laterizio faccia a vista
2 isolante
3 muratura
1/hi
86
0,120
0,040
0,015
sblocco 35 cm
0,206
W/mK
sblocco 30 cm
0,176
W/mK
sblocco 25 cm
0,147
W/mK
sblocco 20 cm
0,118
W/mK
R =1,24
C =1/R = 0,80
m2K/W
W/m2K
sblocco 35 cm
0,259
W/mK
sblocco 30 cm
0,222
W/mK
sblocco 25 cm
0,185
W/mK
sblocco 20 cm
0,148
W/mK
0,65
0,04
0,54
1800
80
1500
R = 0,56
C =1/R = 1,78
m2K/W
W/m2K
sblocco 35 cm
0,573
W/mK
sblocco 30 cm
0,491
W/mK
sblocco 25 cm
0,410
W/mK
sblocco 20 cm
0,328
W/mK
1/he
2 muratura
3 isolante
4 muratura
1/hi
m2K/W
W/m2K
1/he
1 Intonaco plastico
3 muratura
1/hi
R > 1,56
C =1/R < 0,64
Muratura monostrato con intonaco termico
1/he
1 Intonaco intermico
2 muratura
1/hi
R
resistenza
2
m K/W
0,04
0,18
1,00
0,39
0,03
0,12
1,76
m2K/W
0,57
W/m2K
R = 0,28
C =1/R = 3,57
m2K/W
W/m2K
sblocco 17 cm
0,557
W/mK
sblocco 12 cm
0,393
W/mK
sblocco 10 cm
0,328
W/mK
sblocco 8 cm
2,621
W/mK
R = 0,39
C =1/R = 2,56
m2K/W
W/m2K
sblocco 25 cm
0,588
W/mK
sblocco 20 cm
0,470
W/mK
sblocco 17 cm
0,400
W/mK
sblocco 12 cm
0,282
W/mK
Ricette di chiusura
ZONA C
trasmittanza limite U<0.57 W/m2K
(ad esempio, Bari, Cagliari, Lecce, Napoli)
(sp 38 cm) PORTANTE
(sp 33 cm) PORTANTE
(sp 30 cm) PORTANTE
Rmur
NC
Cmur
NC
Rbloc
1,638 m2K/W
λeq bloc
0,232 W/mK
ρbloc
850 kg/m3
Φbloc
50%
impasto porizzato
ρargil
1640 kg/m3
λargil
NC
Rmur
Cmur
NC
NC
Rbloc
Φbloc
impasto porizzato
ρargil
λargil
1,76 m2K/W
0,187 W/mK
790 kg/m3
50%
Rmur
1,584 m2K/W
Cmur
0,631 W/m2K
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
900 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
(sp 30 cm) PORTANTE
(sp 30 cm) PORTANTE
(sp 30 cm) PORTANTE
Rmur
1,241 m2K/W
Cmur˚
0,806 W/m2K
Rbloc
1,33 m2K/W
λeq bloc
0,225 W/mK
ρbloc
790 kg/m3
Φbloc
49%
impasto porizzato
ρargil
1550 kg/m3
λargil
0,45 W/mK
Rmur
1,288 m2K/W
Cmur
0,776 W/m2K
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
860 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
Rmur
Cmur
NC
NC
Rbloc
1,33 m2K/W
0,225 W/mK
820 kg/m3
50%
(sp 25 cm)
(sp 25 cm)
(sp 25 cm)
Rmur
Cmur
Rmur
NC
Cmur
NC
Rbloc
0,774 m2K/W
λeq bloc
0,323 W/mK
ρbloc
940 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
1660 kg/m3
λargil
NC
Rmur
Cmur
m2K/W
W/m2K
0,94m2K/W
0,264W/mK
790kg/m3
Φbloc
49%
impasto porizzato
ρargil
kg/m3
λargil
W/mK
Rbloc
λeq bloc
ρbloc
FORATO FORI ORIZZONTALI (sp 12 cm)
Rmur
0,31m2K/W
Cmur
3,22W/m2K
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
NC
Φbloc
NC
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
(sp 12 cm)
Rmur
Cmur
NC
NC
0,47 m2K/W
0,255 W/mK
870 kg/m3
Φbloc
45%
impasto porizzato
ρargil
1530 kg/m3
λargil
NC
Rbloc
λeq bloc
ρbloc
λeq bloc
ρbloc
NC
NC
λeq bloc
ρbloc
Φbloc
impasto porizzato
ρargil
1570 kg/m3
λargil
NC
NC
NC
0,98 m2K/W
0,255 W/mK
840 kg/m3
Φbloc
44%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
Rbloc
λeq bloc
ρbloc
+ FORATO (sp 12 cm)
Rmur
0,403 m2K/W
Cmur
2,481 W/m2K
giunti di malta
cementizia da 12 mm
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
870 kg/m3
Φbloc
45%
impasto
porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
Rmur
Cmur
NC
NC
Rbloc
0,47 m2K/W
0,31 m2K/W
Rmur
Cmur
3,22 W/m2K
giunti di malta
cementizia da 12 mm
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
NC
NC
Φbloc
impasto
porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
(sp 12 cm)
m2K/W
Rmur
0,645
Cmur
1,551 W/m2K
a incastro
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
900 kg/m3
Φbloc
55%
impasto porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
λeq bloc 0,255 W/mK
ρbloc
870 kg/m3
Φbloc
45%
impasto
porizzato
ρargil
1530 kg/m3
λargil
NC
0,31 m2K/W
Rmur
Cmur
3,22 W/m2K
di malta cementizia
da 12 mm
Rbloc
NC
λeq bloc
NC
ρbloc
NC
Φbloc
NC
impasto
porizzato
ρargil
NC
λargil
NC
(sp 12 cm)
Rmur
Cmur
NC
NC
Rbloc
0,5 m2K/W
860 kg/m3
45%
λeq bloc
Φbloc
impasto porizzato
ρargil
1510 kg/m3
λargil
NC
87
 gimento della prestazione richiesta alla chiusura nel suo insieme, in funzione
del tipo di stratificazione scelto e dell’area
geografica in cui ci si trova.
LE CRITICITÀ
Questo percorso contiene tuttavia alcune
criticità strettamente connesse alla separatezza che, spesso, contraddistingue l’ambito normativo, il progetto e la costruzione.
La prima risiede nel fatto che, se la prestazione della chiusura dipende in larga misura dalle caratteristiche dei prodotti, non
appare oggi con sufficiente chiarezza quale sia il soggetto al quale imputare la responsabilità della definizione e del controllo delle effettive prestazioni dei prodotti.
Utile in tal senso è la marcatura Ce, che
permette di individuare con chiarezza la
prestazione del prodotto.
La seconda criticità riguarda il rapporto tra
progettista e costruttore. Risulta infatti ancora difficile immaginare in che modo una
scelta di prodotto, necessariamente espressa in fase di progetto, possa diventare vincolante per chi si assume poi l’onere della
costruzione. Le indicazioni collegate alle soluzioni tecniche proposte nelle prossime pagine vanno appunto nella direzione di abbinare a una determinata composizione della
stratigrafia una prestazione di prodotto ed
è indispensabile che questa prestazione di
prodotto venga poi rispettata dal costruttore in fase di scelta del fornitore.Ancora una
volta torna utile la marcatura Ce: attraverso i dati riportati in etichetta, il costruttore
è in grado di verificare la rispondenza del
prodotto utilizzato alle indicazioni prestazionali indicate dal progettista.
Una terza criticità risiede nella verifica
della corrispondenza tra i valori prestazionali assunti a livello di calcolo e l’effettiva
prestazione in fase d’uso. In altri termini,
il problema della messa in opera: giunti
verticali senza malta e con fessure tra
blocco e blocco comportano un notevole abbassamento delle prestazioni attese. In
questo senso occorre sottolineare l’importanza di una corretta messa in opera. Errori o imprecisioni nella costruzione sono
destinati a produrre infatti una divaricazione tra le prestazioni determinate attraverso il calcolo analitico e le effettive prestazioni in opera. Ancora una volta dove
stanno le responsabilità? Ci saranno controlli sulle effettive prestazioni in opera o
la certificazione energetica degli edifici
promossa dal nuovo decreto si baserà su
prestazioni teoriche che potrebbero anche
risultare non completamente coerenti con la realtà costruita?
C
88
La questione estiva
I paesi dell’Europa del Nord, primi fra tutti Danimarca, Olanda e Germania, vantano una collaudata tradizione di schemi di verifica del
comportamento energetico degli edifici a livello nazionale o locale. Proprio sulla base di queste metodologie, altri Stati membri hanno iniziato a produrre schemi di verifica energetica,
trascurando spesso le esigenze prestazionali
derivate dai diversi contesti climatici. È il caso
dell’Italia, che non ha tenuto in considerazione i
consumi energetici generati durante il periodo
estivo. È pertanto interessante indagare le strategie delle altre nazioni dell’Europa meridionale che, come vedremo, si sono mosse perseguendo strade parzialmente diverse rispetto a
quella italiana.
Con il regolamento Rccte dell’aprile 2006, il
Portogallo ha adattato la precedente normativa energetica, mantenendo l’Indicador de eficiencia energetica (Iee) espresso in kgep/m2a,
calcolato sulla base dei consumi reali di energia e convertibile in energia primaria. La normativa richiede il calcolo di quattro valori di
consumo energetici: Nic (consumi per la climatizzazione invernale); Niv (consumi per la climatizzazione estiva); Nac (consumi acs); Ntc
(fabbisogno di energia primaria).
In Spagna l’Ahorro de la energía del marzo del
2006 e il documento all’interno del nuovo Código técnico de la edificación (Cte), approvato
in giugno, concentrano gli sforzi principalmente su quattro azioni concrete: il contenimento
della domanda energetica, l’efficienza dei sistemi di illuminazione, l’introduzione di una
quota minima di produzione di acqua calda sanitaria da energia solare e l’obbligo di una quota minima di produzione di elettricità mediante
pannelli fotovoltaici. Le prescrizioni promosse
dal decreto perseguono l’obiettivo di ridurre i
consumi del 30-40 per cento e di limitare le
emissioni di CO2 del 40-55 per cento secondo
le stime di Idae (Instituto para la diversificación
y ahorro de la energía).
Nella nuova normativa spagnola si introducono
misure per il controllo della climatizzazione
estiva e si investe in maniera decisa sulla produzione di energia da fonti rinnovabili. Si propone così una distinzione tra condizioni climatiche invernali ed estive. Le cinque condizioni
invernali (A-E) sono calcolate secondo il coefficiente di Severidad climática de invierno (Sci),
mentre le 4 condizioni estive (1-4) sono stabilite dal corrispettivo coefficiente di Severidad
climática de verano (Scv). Il calcolo di entrambi i parametri si basa sulla stessa formula, in
cui le variabili sono i gradi giorno (Gd) invernali
o estivi e i fattori solari (invernali ed estivi). La
zona climatica di una località risulta dalla combinazione delle condizioni invernali ed estive
per un totale di 12 possibili casistiche riscontrabili sul territorio nazionale. In maniera analoga anche Francia e Portogallo hanno introdotto una distinzione tra condizioni climatiche
estive e invernali. Solo l’Italia, dunque, tra i
paesi dell’Europa a clima temperato ha preferito rifarsi al modello dei paesi nordici. In Italia,
infatti, la classificazione delle zone climatiche
è stabilita esclusivamente in base ai gradi giorno invernali (Gg) delle località.
Il decreto spagnolo, analogamente a quello italiano, consente il ricorso a una procedura semplificata per la verifica energetica dell’edificio,
omettendo il calcolo del fabbisogno energetico
totale. Tuttavia, sono riscontrabili sostanziali
differenze nelle due procedure. In Italia la procedura semplificata si esaurisce nel rispetto
delle trasmittanze termiche limite e nella verifica del rendimento globale medio stagionale
dell’impianto; in Spagna, invece, la opción simplificada non grava sulle sole trasmittanze termiche (e quindi sulla composizione delle chiusure opache), ma anche su altri indicatori: l’orientamento delle chiusure, la percentuale di
superfici vetrate, i fattori solari. Inoltre è richiesto il controllo di ulteriori aspetti, quali la classificazione esatta degli spazi abitabili (con alti
e bassi consumi interni), la permeabilità all’aria dei serramenti e degli involucri in generale
e il controllo della condensazione interstiziale e
superficiale.
La legge spagnola nell’opzione di calcolo dettagliata (detta opción general) entra nel merito
delle soluzioni costruttive e dei nodi di interfaccia tra sistemi tecnologici, introducendo specifiche circa i diversi flussi di calore che si generano in un edificio.
Manca tuttavia una procedura di stima precisa
del fabbisogno energetico totale e anche lo
schema di certificazione proposto (Calener) si
limita a un confronto relativo rapportandosi con
un edificio di riferimento, omettendo la stima
dei consumi totali.
In conclusione, in Spagna anche le scelte progettuali riguardanti la forma (compattezza,
quantità di superfici vetrate, fattori solari,
quantificazione delle zone abitabili e no) e l’orientamento dell’edificio costituiscono fattori
determinanti per la verifica della prestazione
dell’edificio. La semplificazione della procedura italiana grava invece sui soli componenti
edilizi, trascurando le potenzialità progettuali
per il controllo dell’efficienza energetica.
A MBIENTE
E
S OSTENIBILITÀ
89
90
M. Chiara Torricelli, Elisabetta Palumbo, Lisa De Cristofaro
Ciclo di vita di edifici in
laterizio: analisi integrata
ambiente, energia e costi
La seconda parte della ricerca, commissionata dall’ANDIL Assolaterizi al Dipartimento di
Tecnologie dell’Architettura e Design (TAeD) “Pier Luigi Spadolini” dell’Università di Firenze,
inerente la valutazione ambientale nel ciclo di vita di prodotti in laterizio(1) (la prima parte è stata
pubblicata su Costruire in Laterizio, n. 116), ha riguardato l’applicazione della metodologia LCA
(Life Cycle Assessment) alla scala di edificio
L’
analisi e la valutazione ambientale hanno preso in considerazione, in una prima fase, i singoli elementi in laterizio, in qualità di componenti delle soluzioni tecniche selezionate in fase di progettazione della ricerca: in muratura portante, in muratura di tamponamento, in muratura
per divisori, solaio e copertura. Per ogni soluzione tecnica
esaminata, sono stati considerati gli impatti generati sia dai
processi produttivi e costruttivi, sia dai processi di demolizione e fine vita della costruzione; a questi sono stati aggiunti
gli impatti attribuibili ai fabbisogni energetici indotti dalle
prestazioni di una superficie unitaria di ciascuna soluzione
tecnica indagata, nell’ipotesi che questa costituisse parte di
un’opera realizzata in una determinata zona climatica e per
una vita utile dell’edificio di 80 anni.
La seconda parte della ricerca, da cui derivano i risultati riportati nel seguito, ha riguardato l’analisi LCA alla scala di
edificio applicata a due costruzioni campione, uguali sotto il
profilo volumetrico, per l’organizzazione degli spazi interni e
per il contesto climatico, ma differenti per tecnologia costruttiva - essendo l’uno in muratura portante e l’altro a telaio in calcestruzzo armato e tamponamenti in muratura.
Le soluzioni tecniche adottate sono state scelte tra quelle esaminate nella prima parte della ricerca già pubblicata su questa rivista. Alla scala dell’edificio, la valutazione LCA è stata
integrata con la valutazione dei costi nel ciclo di vita secondo
la metodologia nota con la denominazione LCC (Life Cycle
Cost).
Ne risulta pertanto una valutazione comparativa fra le due
soluzioni campione scelte, condotta adottando criteri ambientali, energetici e di costo.
Metodologia di analisi del ciclo di vita di un edificio e riferimenti normativi Con il termine Life Cycle – ciclo di vita
– di un edificio si indicano le diverse fasi del processo edilizio
nell’ambito delle quali si collocano le attività (i sotto-processi)
che attengono alle costruzioni edilizie (produzione, progettazione, costruzione), al loro uso (esercizio e manutenzione) e
alla loro dismissione (termine della vita utile). I principi e il
quadro metodologico per la progettazione e la valutazione integrate del ciclo di vita di un edificio sono stati recentemente
formulati in un insieme di norme ISO riferite alla sostenibilità delle costruzioni, definite di tipo “verticale”, ovvero riguardanti il tema dello sviluppo sostenibile in tutto il settore
della costruzione.
Di questo gruppo fanno parte norme relative alla sostenibilità
della progettazione integrata del ciclo di vita, quale la norma
ISO/TS 21931-1:2006, “Sustainability in building construction Framework for methods of assessment for environmental performance
of construction works - Part 1: Buildings”, che fornisce i riferimenti per la definizione di metodi di valutazione delle prestazioni ambientali degli edifici.
La progettazione del ciclo di vita trova, inoltre, riferimento
nelle norme della serie ISO 15686,“Buildings and constructed assets - Service life planning - Edifici e beni immobiliari costruiti - Previsione della durata di vita”, che trattano la pianificazione della
vita utile in esercizio dei componenti e dei sistemi edilizi,considerando anche i costi nel ciclo di vita (Life Cycle Cost).
Mentre i metodi di valutazione dei costi nel ciclo di vita e
quelli di valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici
(fase d’uso) si avvalgono da tempo di approcci quantitativi
fondati sulle discipline estimative e fisico-tecniche, i primi
91
elemento - componente - soluzione
bilancio
input/output
materie ed energia
(SIMAPRO)
➛
materiali,
materie prime,
fisica tecnica
(WINPAR)
➛
voci di capitolato,
materiali
e lavorazioni, prezzi
(PREZZIARI VARI)
➛
elemento
semplice
di voci
di capitolato
➛
elementi semplici
successivi
a realizzazione
➛
elemento
complesso
di elementi
semplici
➛
edificio
1. Processo di integrazione delle informazioni alla scala dell’edificio.
metodi di valutazione ambientale alla scala dell’edificio hanno
per lo più fatto riferimento a criteri qualitativi e a valutazioni
in termini di punteggio. Le recenti indicazioni di normativa
internazionale, supportate da importanti lavori di ricerca(2),
orientano verso una valutazione del ciclo di vita sistemica, integrata e verticale, con metodologie di valutazione – alla scala
di edificio – fondate su criteri e parametrizzazioni quantitative,
che inglobano i dati di valutazione ambientale applicata ai materiali e ai componenti edilizi con i dati relativi alla fase di esercizio e manutenzione dell’edificio nel suo complesso (fig. 1).
Nel campo della valutazione ambientale applicata all’edificio,
la ricerca ANDIL Assolaterizi - TAeD Università di Firenze si
è confrontata con le esperienze internazionali e nazionali,partecipando alle attività promosse da una rete di istituiti di ricerca italiani che si è andata costituendo nel corso di questi ultimi anni, sotto la guida dell’ing. P. Neri dell’ENEA(3), ed attivando una collaborazione con il gruppo di lavoro che ha
messo a punto e sperimenta il software LEGEP,elaborato dall’Università di Karlsruhe, testato e implementato dal Fraunhofer Institut per la Fisica Tecnica e dall’Università Braunschweig(4).
L’analisi integrata del ciclo di vita con il metodo LEGEP
Per la conduzione dell’analisi integrata (costi, fabbisogno
energetico ed ambiente) del ciclo di vita di un edificio si è utilizzato il software LEGEP, in quanto ritenuto adeguato per la
strutturazione metodologica in rapporto ai criteri sopra enunciati e per l’impostazione delle modalità di interfacciamento
con l’utente, particolarmente orientate al progettista edile.
Il LEGEP è composto da quattro “sotto-programmi” intera-
92
genti tra loro e dotati di un proprio database. L’iter valutativo
integrato del LEGEP è basato sulla suddivisione dell’organismo edilizio nelle sue varie componenti costruttive, designate
“elementi funzionali”, partendo dal computo metrico dell’edificio. Per “elemento funzionale” si intende una soluzione
tecnica di elemento costruttivo completo, capace di rispondere a specifiche prestazioni d’uso (ad esempio, 1 m2 di solaio
completo comprende: struttura portante, finiture all’intradosso e finiture all’estradosso).
La valutazione è organizzata gerarchicamente partendo dal
basso, cioè dalle banche-dati LCI (Life Cycle Inventory). Si
passa, quindi, dai dati caratteristici dei materiali (dati tecnici e
fisici) alla descrizione delle lavorazioni e dei costi, agli “elementi semplici”, agli “elementi composti”, quali ad esempio
le finestre, fino ai “macro-elementi”, quale ad esempio un sistema completo di copertura.
Occorre evidenziare che il sistema di classificazione degli elementi e dei dati di inventario LCI ad essi riferiti, è legato, nel
LEGEP, al contesto tedesco, nell’ambito del quale il programma stesso è stato sviluppato ed è utilizzato. Ai fini della
ricerca in esame,quindi,ci si è avvalsi della collaborazione dell’Arch. Holger König della Ascona (DE) e dell’Ing. Lisa De
Cristofaro, per introdurre elementi di adeguamento del LEGEP al contesto italiano.In tal senso,la ricerca ANDIL-TAeD
è risultata, anche, utile per implementare una fase di tale applicazione, relativa a prodotti e tecnologie del laterizio, con
l’introduzione nelle banche dati di parametri caratteristici del
contesto italiano, in termini di costi e di impatti connessi ai
vari processi del ciclo di vita. È stata effettuata, infine, una verifica di confronto fra la stima del fabbisogno energetico de-
LCA – Life Cycle Assessment
LCC – Life Cycle Cost
Impatto dei prodotti
(fase di produzione)
+
Impatto degli elementi
costruttivi ed impiantistici
(fase di costruzione e dismissione)
+
Impatto dovuto alla fase di esercizio dell’edificio
(consumi energetici e di acqua)
+
Impatto associato alle opere di manutenzione
Costi dei prodotti
+
Costi di costruzione
+
Costi di esercizio
(consumi energetici, di acqua e costi di gestione)
+
Costi di manutenzione
+
Costi di fine vita
(dismissione e gestione dei rifiuti)
2. Composizione del Life Cycle Assessment e del Life Cycle Cost di un edificio.
gli edifici,oggetto dello studio,con i metodi utilizzati nel programma LEGEP sulla base della normativa tedesca e secondo
i criteri contenuti nella vigente normativa nazionale, segnatamente il recente D.Lgs 311 del 29 dicembre 2006. Sulla base
dei dati di inventario così implementati, è stata effettuata una
valutazione a fini comparativi sull’edificio oggetto di studio,
in un determinato contesto climatico, ipotizzando due soluzioni alternative sotto il profilo delle tecnologie edilizie: (A)
telaio in c.a.con tamponamenti in muratura “stratificata”e (B)
muratura portante in blocchi “a spessore”.
Ipotesi e condizioni del caso studio
I. I due edifici – (A) telaio in c.a. con tamponamenti in muratura
e (B) muratura portante – hanno tutte le altre opere uguali, in
particolare fondazioni, coperture con manto in laterizio e solaio
in latero-cemento, e opere secondarie (infissi, divisori non portanti, ecc.), di finitura (rivestimenti, pavimentazioni, ecc.) e impiantistiche (per quest’ultime si è considerato un impianto di
riscaldamento di tipo tradizionale a gas).
annuali e per costi orari di imprese di pulizia. I costi per consumi energetici sono riferiti al costo dei consumi derivanti dal
fabbisogno energetico in base alla verifica termica solo in periodo invernale dell’edificio oggetto di studio nel contesto in
esame. I prezzi unitari per le valutazioni riferite ai consumi
energetici e alle operazioni di pulizia fanno riferimento al contesto tedesco: le risultanze dell’analisi vanno quindi lette per
queste voci prevalentemente in senso comparativo fra le due
soluzioni assunte quale caso studio.
II. Ai fini della valutazione comparativa, sono state utilizzate tre
categorie di parametri articolati in:
1. Costi. Costi di costruzione, costi di esercizio per consumi
energetici, costi per manutenzione ordinaria, costi per pulizia,
costi per manutenzione straordinaria
2. Fabbisogno energetico di esercizio. Fabbisogno di energia
finale ed energia primaria per settore di impiego (illuminazione, riscaldamento ambienti, riscaldamento acqua ad usi
igienico-sanitari, funzionamento apparecchiature)
3. Ambiente. Flusso di materie ed energia nei processi di produzione e costruzione delle soluzioni tecniche, flusso di materie ed energia per le fasi di esercizio, manutenzione e dismissione dell’edificio e delle sue parti, impatto ambientale per le
fasi di produzione-costruzione e di manutenzione delle soluzioni tecniche, impatto ambientale per le fasi di esercizio in relazione al fabbisogno energetico degli edifici.
III. Per i costi di costruzione sono stati utilizzati i dati del computo metrico estimativo applicati al caso studio con riferimento
ad un prezzario italiano e, parimenti, per i costi di interventi di
manutenzione straordinaria, valutati su cicli da 5 a 80 anni secondo il tipo di intervento e per i costi della manutenzione ordinaria valutati su cicli da 6 mesi a 3 anni. I costi per pulizia
sono stati definiti per interventi con frequenze da giornaliere a
IV. Per il calcolo del fabbisogno energetico di esercizio riferito
solo al riscaldamento dell’edificio si è fatto riferimento alla
normativa nazionale vigente. Le soluzioni di involucro presentano livelli di trasmittanza termica conformi alle disposizioni
del D.Lgs 311/2006. Il fabbisogno per illuminazione e acqua
calda è stato calcolato su basi statistiche per un nucleo familiare medio.
V. Per le valutazioni ambientali, il LEGEP permette di elaborare,
secondo i metodi di valutazione oggi utilizzati, diversi indicatori di impatto, in base agli output dell’analisi.
VI. L’analisi ambientale, effettuata con il metodo CML, è
espressa secondo quattro indicatori di impatto(5):
1. cambiamento climatico/effetto serra, valutato in termini di
kg di CO2 equivalente;
2. consumo di energia primaria rinnovabile, valutato in MJ;
3. consumo di energia primaria non rinnovabile, valutato in MJ;
4. acidificazione atmosferica, valutata in termini di kg di SO2
equivalente.
Inoltre è indicata, quale riferimento utile per l’analisi ambientale, la massa in kg di materia utilizzata per la realizzazione dell’edificio e per interventi di manutenzione.
93
Il caso studio: edificio residenziale in telaio in c.a e tamponamento murario L’edificio oggetto di studio (fig.3),analizzato nelle due tecnologie costruttive – muratura portante
(B) – telaio in calcestruzzo armato e tamponamenti in muratura (A), è una residenza unifamiliare, localizzata in zona climatica D, sviluppata su due livelli fuori terra ed un sottotetto
(oltre all’edificio qui presentato, sono state indagate anche soluzioni integrative, quale ad esempio la presenza di un piano
interrato). La tipologia di edificio (A) prevede l’utilizzo di
un’intelaiatura in calcestruzzo armato con maglia strutturale
di circa 3 m di interasse e tamponatura esterna in muratura
multistrato di 38 cm di spessore. La parete multistrato è costituita da due elementi di laterizio (rispettivamente, semipieno
da 12 e forato da 8 cm),uno strato di materiale isolante (8 cm),
intercapedine d’aria e intonaco esterno-interno. La tipologia
(B) considera, invece, un sistema strutturale in blocchi di laterizio alleggerito in pasta di 38 cm, intonacati su entrambi i lati,
per complessivi 42 cm di spessore (fig. 4).
Oltre al confronto tra i due edifici tipo, sono state considerate
delle varianti nelle soluzioni tecnologiche prese in esame al
fine di valutare possibili riduzioni dei consumi energetici e degli impatti ambientali complessivi della costruzione.
Per la valutazione prestazionale dell’efficienza energetica è
stato calcolato il “fabbisogno di energia primaria”di entrambe
le tipologie, limitatamente ai consumi per la climatizzazione
invernale. Gli edifici analizzati raggiungono rispettivamente i
valori di 68 kWh/m2a (intelaiatura in calcestruzzo armato e
tamponamento in muratura di laterizio) e di 65 kWh/m2a
(muratura portante). Entrambe le tipologie risultano, quindi,
conformi alla normativa nazionale,laddove il valore limite del
fabbisogno annuo di energia primaria per la climatizzazione
invernale dell’edificio residenziale preso in esame (zona climatica D e fattore di forma – rapporto tra superficie dell’involucro disperdente e volume riscaldato – S/V di 0,6) è pari
a 71,73 kWh/m2a. È necessario sottolineare che l’esclusione
dei consumi estivi nella valutazione svolta,e quindi della diversa
incidenza della capacità termica dei due involucri posti a confronto ai fini del risparmio energetico, penalizza sicuramente la
soluzione maggiormente massiva (muratura portante,soluzione B) e quindi più performante sotto il profilo dei consumi.
3. Sezione e piante dell’edificio oggetto di studio.
94
Risultati L’analisi integrata costi-ambiente (LCC-LCA) applicata all’edificio oggetto di studio nelle due alternative tecnologiche – struttura in cemento armato a telaio con tamponamenti multistrato (fig.4A) e struttura portante in muratura
monostrato (fig.4B) – ha evidenziato come, a fronte di costi
molto simili per le opere di costruzione, la soluzione (B) in
muratura monostrato risulta meno onerosa quanto a costi di
manutenzione (fig. 6). È opportuno precisare che le due soluzioni mostrano costi di costruzione molto simili per effetto
dell’elevata incidenza dei costi degli impianti,che rende meno
evidenti le differenze tra le due soluzioni. Al netto dei costi
1
1
2
3
2
4
5
3
Perdite di calore per trasmissione, attraverso:
6
4
4. Soluzioni di involucro per le due tipologie di edificio, oggetto di studio (misure in cm).
(A) Parete doppia in laterizio con intercapedine
isolata (massa superficiale 236 kg/m2).
Legenda:
1. intonaco esterno e tinteggiatura
2. laterizio semipieno 12x12x25 cm
3. intercapedine d’aria
4. isolante termo-acustico in fibra di legno
5. forato in laterizio 8 cm
6. intonaco interno e tinteggiatura
(B) Muratura portante in laterizio alleggerito in
pasta (massa superficiale 333,4 kg/m2).
Legenda:
1. intonaco esterno termocoibente e tinteggiatura
2. blocchi in laterizio 38 cm
3. malta cementizia
4. intonaco interno e tinteggiatura
degli impianti e delle opere secondarie, infatti, la costruzione
in muratura monostrato (B) risulta più economica di quella
intelaiata con tamponamento a doppio strato (A), caratterizzata da un costo superiore del 16% (Costruire in Laterizio,
n. 109, “Costo globale di soluzioni tecniche di involucro”).
I costi post-costruzione,comprensivi della manutenzione ordinaria e straordinaria, della pulizia e dell’esercizio degli impianti, esaminati nel tempo, raggiungono quelli di costruzione dell’edificio dopo circa 30 anni nella soluzione (A) a
telaio in c.a. e dopo circa 35 anni nella soluzione (B) in muratura portante (fig. 7). I costi di esercizio incidono fra il 35 e
il 40% sui costi post-costruzione dell’edificio esaminato, a seconda della soluzione tecnica. Essi sono da attribuire in ogni
caso per circa il 50% al riscaldamento invernale degli ambienti
e quindi alla qualità delle soluzioni di involucro e al loro sviluppo superficiale.Nel caso studio,l’alternativa che presenta più
alti costi di esercizio è risultata essere quella con telaio in c.a.(A)
e con un piano interrato. L’analisi ambientale del ciclo di vita,
espressa attraverso tutti o alcuni degli indicatori in precedenza
enunciati, e la quantificazione delle risorse impiegate nella costruzione e manutenzione dell’edificio evidenziano la migliore
prestazione della soluzione (B) in muratura portante (fig. 8).
Pareti esterne verticali
23,7%
Copertura
13,0%
Pareti e solaio contro terra
19,6%
Infissi esterni
43,7%
5. Perdite di calore per trasmissione, indicate in
percentuale e per le diverse parti costruttive
nell’edificio di studio nel caso di piano interrato e
struttura in cemento armato e tamponamenti in
muratura di laterizio (soluzione A).
Nel confronto con gli stessi indicatori applicati alla fase di
produzione e costruzione dell’edificio, è interessante rilevare
come la soluzione in muratura portante, che nel ciclo di vita
risulta a più basso impatto, presenti invece in fase di produzione e costruzione una incidenza maggiore in termini di effetto serra e acidificazione, attribuibile al maggiore impatto
in fase di produzione degli elementi in laterizio strutturali,
mantenendosi invece a valori più bassi quanto a energia primaria non rinnovabile utilizzata, in relazione al minore impiego di calcestruzzo (fig. 9).
È interessante valutare il contributo all’effetto serra potenziale (CO2 eq.) da parte delle singole categorie di elementi
costruttivi presi in considerazione.
Con riferimento alla fase di produzione e costruzione della
tipologia (B) di edificio in muratura strutturale, la fig. 10 evidenzia l’incidenza dei solai e delle murature portanti.
Infine, il peso relativo delle diverse fasi del ciclo di vita sugli
indicatori ambientali è documentato in figura 11,sempre con
riferimento al caso di edificio in muratura portante (B), da
cui si evince l’importanza della fase di esercizio,in particolare
sull’effetto serra potenziale e sull’uso di energia, e di quella di
produzione e costruzione sulla acidificazione (SO2 eq.).
95
6. Costi del ciclo di vita: costi di costruzione e costi in uso su base annua fra le
due alternative esaminate (A - soluzione a telaio e tamponamenti in muratura e
B - muratura portante). La voce “nuova costruzione” comprende anche i costi
degli impianti. La costruzione in muratura monostrato (B) risulta più economica
di quella intelaiata con tamponamento a doppio strato (A), con un risparmio sui
costi di costruzione del 2% e sui costi di manutenzione straordinaria dell’8%.
8. Impatto ambientale riferito all’intero ciclo di vita: confronto tra l’edificio a
telaio in c.a. (A) e in muratura portante (B), caso senza piano interrato. La
valutazione non ha considerato in fase d’uso la climatizzazione estiva,
penalizzando in tal senso la soluzione maggiormente massiva (muratura
portante B).
Costi post-costruzione
Nuova costruzione
anno
7. Costi del ciclo di vita a confronto (costi post-costruzione: costi di manutenzione,
pulizia ed esercizio) nel caso “muratura portante” (B): considerando un incremento
annuo dei costi energetici del 3%, il punto di pareggio tra i costi di post-costruzione
e quelli di nuova costruzione è prevedibile dopo circa 35 anni.
9. Impatto ambientale riferito alla fase di produzione dei materiali e di
costruzione: confronto tra l’ edificio a telaio in c.a. (A) e in muratura portante
(B), caso senza piano interrato.
Con particolare riferimento alla tipologia di edificio (A) a telaio in c.a., si evidenziano ulteriori indicazioni derivanti dall’applicazione dell’analisi integrata LCC-LCA.A tale proposito, sono stati valutati alcuni casi alternativi di realizzazione
dei tamponamenti multistrato in laterizio,e più precisamente:
1. pareti intonacate o in muratura faccia a vista;
2. impiego di diversi tipi di isolante.
Nel merito, la simulazione ha evidenziato come, a fronte di
un costo iniziale maggiore delle soluzioni in laterizio “faccia
a vista”, gli oneri di manutenzione si riducano notevolmente
nell’arco della vita utile. La minore necessità di opere manu-
tentive determina anche un minore impatto ambientale complessivo, in relazione all’intero ciclo di vita (fig. 12).
96
Conclusioni Nelle ipotesi di studio, la valutazione integrata
ambiente, energia e costi, nel ciclo di vita di un edificio, fornisce risultanze a favore della muratura portante rispetto alla
soluzione con telaio in c.a. Per quest’ultima soluzione, l’analisi complessiva del ciclo di vita determina valutazioni migliori, nonostante un costo iniziale maggiore, per i sistemi di
tamponamento con rivestimento in “faccia a vista”.
Lo studio, nel mettere a confronto diverse soluzioni di invo-

Parte7 - CasaClima

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