Ventilazione naturale

PRINCIPI DI ARCHITETTURA SOSTENIBILE PRINCIPI DI ARCHITETTURA SOSTENIBILE PRINCIPI DI ARCHITETTURA SOSTENIBILE PRINCIPI DI ARCHITETTURA SOSTENIBILE

seconda parte seconda parte seconda parte seconda parte

Università degli Studi della Basilicata Facoltà di Architettura

Laurea Specialistica in Ingegneria Edile-Architettura

Tecnologia dell’Architettura I prof. arch. Sergio Russo Ermolli a.a. 2010-2011

Ventilazione naturale

Lucernari apribili Camini solari Muri “Trombe”

Ventilazione passiva

Raffrescamento con flussi discendenti – PDEC (Passive Downdraught Evaporative Cooling)

Phoenix Courthouse

PDEC: raffrescamento passivo dei flussi d’aria attraverso

l’evaporazione. L’acqua, nebulizzata all’estremità

superiore di un condotto/torre, evapora raffrescando l’aria in ingresso, attivando un processo di ventilazione discendente

verso gli ambienti

Raffrescamento con flussi discendenti – PDEC (Passive Downdraught Evaporative Cooling)

Mario Cucinella, campus Nottingham University, Ningbo, China

Raffrescamento con flussi discendenti – PDEC (Passive Downdraught Evaporative Cooling) Standford Ecology Centre

Malta Stock Exchange

Parete ventilata

I BENEFICI

Comfort ambientale

Vantaggi termoigrometrici

- Smorzamento e sfasamento dell'onda termica

- Eliminazione dei Ponti termici - Controllo della condensazione interstiziale

Schermatura alla pioggia (rainscreen)

Vantaggi acustici

Manutenzione/Durabilità

Orientamento

Ostruzioni

Alberature

Schermature

estate 72°

inverno 41°

Schermature fisse

Schermature mobili

Tetti verdi

I VANTAGGI DEL TETTO VERDE

Ambientali: assorbendo il calore, i tetti verdi riducono l’utilizzo degli apparecchi di condizionamento degli edifici, oltre a filtrare l'aria inquinata, eliminando le particelle in sospensione nell’aria ed il biossido di carbonio. Una adeguata superficie di tetti verdi aumenta considerevolmente l'assorbimento dell'acqua meteorica, alleviando così la rete di smaltimento. Inoltre, sulla scala di una città, possono ridurre l'effetto di “isola di calore”, e ridurre sensibilmente la temperatura della città in estate.

Tecnologici: Protegge la copertura riducendo l’escursione termica giornaliera e stagionale.

Aumenta l’isolamento termico e acustico dell’ edificio (particolarmente efficace nel ridurre i carichi termici estivi).

carichi termici estivi).

Economici : Una semplice diminuzione di 1°C della temperatura di superficie elimina il 5%

della domanda in elettricità per la climatizzazione e il raffreddamento degli ambienti. Secondo l'esperienza europea, i tetti verdi durano due volte più a lungo dei tetti ordinari. Possono anche servire a fini agricoli.

Sociali: I tetti verdi offrono un buon isolamento acustico e un'oasi di verde. La tecnologia offre anche possibilità di coltivazione in un contesto urbano che si potrebbe sfruttare per aiutare a nutrire le famiglie dei centri urbani riducendo così il trasporto di prodotti dalle campagne verso i centri urbani.

Esempio di stratigrafia SEIC per verde pensile intensivo leggero su copertura piana

1.Inverdimento Intensivo Leggero (tappeto erboso e tappezzanti arbustive)

2.Miscela di substrato Zinco® per inverdimenti intensivi leggeri. Spessore variabile (15 cm per tappeto erboso e 20/25 cm per tappezzanti arbustive a basso sviluppo)

3. Telo filtrante ZinCo® TG, sp. ca. 1 mm 4.Strato di accumulo, drenaggio aerazione 4.Strato di accumulo, drenaggio aerazione Floradrain® FD 40-E. Spessore ca. 4 cm 5. Feltro di protezione e accumulo ZinCo®

SSM 45

6. Membrana impermeabilizzante sintetica antiradice HarpoPlan ZUV

7. Strato di separazione: geotessile 8. Isolamento termico

9. Barriera a vapore: foglio in PE (0.30 mm) 10. Substrato: piano di copertura in c.a.

(pendenza min. > 1%)

http://www.daku.it

http://optigrun.it

9850 kWh (1mq in 30 anni) 800 kWh (1mq in 30 anni)

Vetro basso emissivo

vetrocamera basso emissivo vetro a singola lastra

Vetro selettivo

vetrocamera selettivo

Ponte termico

Materiali riciclati e a basso impatto

Bambù

Geotessili organici

Vetro riciclato

Cls con inerti riciclati

Foster & Partners, Canary Wharf Station, Londra (2000)

Plastica riciclata

Gomma riciclata

Materiali e prodotti riutilizzati

Canapa

Impianti ecoefficienti

sfruttano il cosiddetto effetto fotovoltaico, cioè la capacità di alcuni materiali semiconduttori opportunamente trattati – drogati – di generare elettricità se esposti alla radiazione luminosa. Il materiale più usato è il silicio di grado solare (con impurità pari a 0,01%)

La cella fotovoltaica è l’elemento base dei sistemi tradizionali in silicio monocristallino o policristallino.

Impianti ecoefficienti -

Le celle di silicio

monocristallino hanno maggiori efficienze di conversione ma sono anche più costose rispetto a quelle policristalline, più diffuse sul mercato mondiale

Impianto tipo:

celle policristallino 8mq x 1 kWh (alloggio tipo: 3 kWh)

circa 7000 euro/kWh

I PANNELLI SOLARI TERMICI

Sono utilizzati per produrre energia termica a bassa temperatura (< 100 °C). Il loro impiego è indirizzato prevalentemente alla produzione di acqua calda (per uso civile, agricolo, industriale) o di aria calda (per riscaldamento di ambienti ed alcuni processi industriali).

Il classico sistema solare è composto dalle seguenti parti:

il pannello vero e proprio, il serbatoio di accumulo dell’acqua, i collegamenti idraulici ed elettrici.

Il pannello è costituito da:

• un vetro temperato e antiriflesso

Impianti ecoefficienti -

antiriflesso

• un assorbitore di calore nel quale circola un fluido termovettore

• uno strato di isolante posto sotto l’assorbitore

• una cornice nella quale sono predisposti gli attacchi di ingresso e di uscita del fluido termovettore

I PANNELLI SOLARI SOTTO VUOTO

Possono presentarsi sotto la forma del classico pannello oppure a tubi di vetro.

Questi ultimi in particolare hanno un ottimo rendimento in tutti i mesi dell’anno e sono adatti ad essere installati negli edifici residenziali ubicati nelle zone ad insolazione medio-bassa, anche in condizioni climatiche rigide (aree del Nord Italia, zone montane e di alta collina, ecc.). A differenza di quelli tradizionali possono essere installati con inclinazione a 90°con perdite di rendimento trascurabili

PANNELLI SOLARI A

CIRCOLAZIONE NATURALE Il fluido termovettore raggiunge il serbatoio per effetto di una circolazione naturale. Il boiler deve essere installato nella parte alta del pannello o comunque a poca distanza da esso e ad una quota più alta

PANNELLI SOLARI A

CIRCOLAZIONE FORZATA Il boiler può essere posizionato in un vano tecnico in qualsiasi punto dell’edificio, quindi presentano una maggiore semplicità d’integrazione

L’energia necessaria per la preparazione di acqua calda nelle abitazioni private è di circa 1000 kWh per persona all’anno.

In condizioni meteorologiche simili a quelle italiane, l’area di collettore varia tra 0,5 mq a persona per i climi caldi meridionali e 1 mq a persona per l’Italia settentrionale.

EFFICIENZA

L’uso dell’energia solare è L’uso dell’energia solare è possibile anche per il riscaldamento utilizzando impianti combinati per il riscaldamento dell'acqua calda e degli ambienti.

In questi casi sono da preferire impianti a bassa temperatura come quelli a pavimento o a parete.

L’area di collettore necessaria per il riscaldamento varia da 1,5 a 3 mq/kW di potenza nominale

APPLICAZIONE IBRIDA DELLA TECNOLOGIA DEL SOLARE TERMICO E FOTOVOLTAICO

Prototipo per la conversione del calore in energia elettrica attraverso la tecnologia del solare, denominato “Termico fotovoltaico” (TPVs). I pannelli termici fotovoltaici convertono la radiazione solare che viene irradiata da una superficie calda in elettricità, concentrando la luce solare e convogliandola su un materiale che si surriscalda, emettendo di conseguenza la luce che viene poi trasformata in energia elettrica (temperature molto alte: 1000-1500°C). Nel sistema termico fotovoltaico l’efficienza raggiunta è dell’85%, poiché il materiale impiegato nello strato sottoposto al flusso di calore è selezionato in modo che nel momento in cui quest’ultimo si surriscalda esso emette una radiazione luminosa ad una lunghezza d’onda che la pila solare può convertire in modo assolutamente efficiente.

può convertire in modo assolutamente efficiente.

Fonte: MTPV Corporation

Pannello TESPI costituito da uno strato di cinque centimetri d’acqua (1), separato dalla cella fotovoltaica (3) attraverso una sottile intercapedine d’aria (2). Un secondo strato d’acqua di 2 centimetri (4), posto posteriormente alla cella, asporta parte del calore (che viene trasportato in speciali canali (5), raggiungendo una temperatura di circa 45°C, che garantisce l’assorbimento della componente infrarossa dello spettro solare. L’acqua del primo strato del dispositivo raggiunge circa i 70°C e può essere estratta ed immagazzinata in un serbatoio coibentato e successivamente fruttata a fini domestici. Questo tipo di sistema raggiunge un’efficienza termica pari all’80% di un pannello termico.

Fonte: SIT Scienza Industria Tecnologia

Impianti ecoefficienti –

Serbatoio 4/5 mc per soddisfare le esigenze di un singolo nucleo

familiare

Impianti ecoefficienti -

L’energia geotermica è una forma di energia sfruttabile che deriva dal calore presente negli strati più profondi della crosta terrestre. Infatti penetrando in profondità la superficie

terrestre, la temperatura diventa gradualmente più elevata, aumentando di circa 30 °C per km nella crosta terrestre.

La geotermia consiste nel convogliare i vapori provenienti dalle sorgenti d'acqua del

provenienti dalle sorgenti d'acqua del

sottosuolo verso apposite turbine adibite alla produzione di energia elettrica e riutilizzando il vapore acqueo per il riscaldamento urbano, le coltivazioni in serra e il termalismo.

Per alimentare la produzione del vapore acqueo si ricorre spesso all'immissione di acqua fredda in profondità, una tecnica utile per mantenere costante il flusso del vapore.

Impianti ecoefficienti -

Impianti ecoefficienti –

Interventi di riqualificazione -

Gießen, Germany

Interventi di riqualificazione -

Kristiansand, Norway

Interventi di riqualificazione -

Berlin, Germany

Interventi di riqualificazione -

Borås, Sweden

Interventi di riqualificazione -

Berlin, Germany

Interventi ex-novo -

Interventi ex-novo -

Interventi ex-novo -

S. Comandini, A. Dal Fiume, A. Ratti, Architettura sostenibile ,

Pitagora, Bologna, 1998

A. Paolella (a cura di), L’edificio ecologico , Gangemi, Roma, 2001

D. Gauzin-Muller, Architettura sostenibile , Edizioni Ambiente, Milano, 2003

Milano, 2003

M. Hegger et al. (a cura di), Atlante della sostenibilità , Utet, Torino, 2008

P. Sassi, Strategie per l’architettura sostenibile , Edizioni

Ambiente, Milano, 2009