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Bioarchitettura a 360°. Novità e elementi di bioarchitettura, per una edilizia sostenibile e di qualità.
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ergetico.
Parametri di un edificio passivo (validi per l'Europa centrale)
Fabbisogno termico
< 15 kWh/m2anno
Assenza di ponti termici
Y ≤ 0,01 W/m K
Trasmittanza termica della facciata
a) elementi opachi
U < 0,15 W/m2 K
b) elementi trasparenti
U < 0,80 W/m2 K
Recupero di calore
≤ 80%
Resistenza dell’involucro al vento n50 < 0,6/h
Rendimento del sistema di recupero del calore hrc ≤ 75%
Flusso d’aria orientato
Rapporto tra afflusso e deflusso d’aria equilibrato < (±5) %
Sezione dell’edificio passivo di Darmstadt-Kranichstein
(Architetti Bott/Ridder/Westermeyer)
ASSA
http://www.miniwatt.it/mwEEE/Mod6/Recupero%20di%20calore.htm
Mondo di Paglia
http://www.mondodipaglia.it/landing/
La catena delle cause del cambiamento climatico
Domanda d'energia
(termica - meccanica - elettrica)
(trasporti - settore civile - industria)
ß
Combustione di fonti fossili
(petrolio - gas naturale - carbone)
ß
Emissioni di gas serra
(CO2 - NOx - SOx)
ß
Cambiamento del clima
(Riscaldamento globale e conseguenze)
Soluzioni proposte
Riduzione della domanda energetica
(misure di risparmio energetico)
+
Uso di energie rinnovabili
(energia solare, idraulica, eolica, biomassa)
Effetti attesi
meno emissioni di gas serra
=
più qualità ambientale
Modulo 5Energia & EcologiaIntroduzioneLe basiComfort climaticoRisparmio energeticoCostruire secondo il climaEnergia ed ecologiaSistemi tecnologiciValutazioneEsempiGlossarioe-mail Energia L’energia è la capacità di un sistema fisico di compiere un lavoro: per compiere un lavoro si ha bisogno d’energia. Si distingue tra varie forme d’energia: meccanica, termica, elettrica, magnetica, chimica, nucleare, ecc. Una forma d’energia è trasformabile in un'altra. Secondo la famosa formula di Einstein E = m * c2 alla massa dei corpi corrisponde una quantità di energia intrinseca. Energia e massa sono quindi equivalenti. Le fontiL'energia disponibile sulla Terra ha solo due fonti: il sole e le risorse terrestri. Dall'energia solare derivano direttamente:
1)tutta la materia organica che si è formata per fotosintesi, normalmente suddivisa in quella formatasi in periodi geologici (energia fossile) come il carbon fossile, il petrolio e il gas naturale, e quella che si forma continuamente (biomassa) come il legno e tutto il resto della materia vegetale;2)il movimento dell'acqua (energia idraulica) e3)il vento (energia eolica).
Le risorse terrestri sono:
1)l'energia proveniente dall'interno del pianeta (energia geotermica)2)l'energia gravitazionale (che fa scorrere l'acqua) 3)l'energia nucleare delle materie radioattive (uranio e i suoi isotopi).
Trasformazione dell’energia L'ottenimento di energia utile richiede normalmente varie trasformazioni delle fonti primarie. La più diffusa è la combustione di materie combustibili in calore. Questo avviene nei motori a combustione e nelle centrali termoelettriche. Il calore prodotto può essere utilizzato direttamente per il riscaldamento, per produrre energia meccanica, elettrica o chimica (come per esempio la produzione di idrogeno per idrolisi). Dalle varie trasformazioni risulta che l'energia tecnicamente sfruttabile (energia utile) è di solito una piccola parte dell'energia iniziale, perché solo una frazione dell'energia contenuta in un sistema fisico può essere sfruttata per scopi economici, l'altra frazione non va persa (legge della conservazione dell'energia), ma non è più sfruttabile (entropia). Per esempio, in un motore a combustione interna solo il 28% circa dell'energia chimica immessa sotto forma di benzina o gasolio è trasformata in energia meccanica utile per la trazione del veicolo, l'altra parte viene dissipata sotto forma di calore e di gas di scarico che non sono più sfruttabili. Molto più efficace è invece la trasformazione dell'energia cinetica dell'acqua in energia elettrica che può raggiungere un rendimento di oltre l'80%.
Energia primaria e finale
Quando si parla di consumi energetici, è importante indicare se si tratta d’energia primaria o d’energia finale. L’energia primaria è quella che sta a monte dei consumi, cioè l’energia contenuta nel combustibile e pertanto viene normalmente misurata in tonnellate equivalenti petrolio (tep), mentre l’energia finale è normalmente quella che indica il contatore ed è misurata in chilowattora (kWh). La differenza tra energia finale e quella primaria è eclatante, quando guardiamo i consumi elettrici. Per produrre una kWh di corrente elettrica occorrono fino a tre volte di più kWh di energia primaria (carbone, gasolio, gas metano).
Materiali termoisolanti Materiali termoisolanti sono detti quelli che possiedono una bassa conduttività termica l, normalmente inferiore a 0,05 W/mK). Si tratta principalmente di materiali porosi (alveolari) e fibrosi in cui è racchiusa aria che è un cattivo conduttore di calore. I migliori materiali termoisolanti possiedono struttura alveolare con pori ben chiusi. La conduttività termica (l) dei materiali è indicata nelle schede tecniche dei produttori, ma i valori riportati sono leggermente più bassi rispetto a quelli effettivi, perché vengono stabiliti in laboratorio dove il tasso di umidità è inferiore rispetto a quello riscontrabile negli edifici. I materiali fibrosi, e anche alcuni di quelli porosi, sono igroscopici, cioè assorbono facilmente umidità. L’umidità assunta espelle l’aria e quindi ne diminuisce la proprietà termoisolante. I materiali igroscopici devono pertanto essere protetti contro l’umidità e si prestano soprattutto all’impiego in costruzioni a secco. Nella scelta del materiale termoisolante si dovrebbero valutare non solo le caratteristiche tecniche, che sono ovviamente le più importanti, ma anche quelle ecologiche. I migliori pregi termoisolanti li possiedono certi materiali sintetici, che, però, dal punto di vista ambientale, causano diversi problemi. (vedi: Wienke, U.: I materiali termoisolanti dal punto di vista ecologico, Perugia 1996).
Materiali termoisolanti

Fibre di coccoFibre di cotone0,040-0,045 W/mK0,040-0,045 W/mK
Fibre di legno
Polistirolo espanso Lana di vetro0,050-0,060 W/mK0,035-0,040 W/mK0,035-0,050 W/mKPannello di sugheroPerlite espansaPoliuretano0,040-0,045 W/mK0,040-0,060 W/mK0,025-0,035 W/mK
Materiali semi termoisolantiOltre ai materiali termoisolanti veri e propri ne esistono degli altri che possono essere chiamati semi termoisolanti. Questi possiedono una conduttività termica l intorno allo 0,1 W/m K. Un materiale di questo tipo è l'argilla espansa (LECA) (l = 0,12-0,25 W/m K). Il suo pregio è quello di essere poco igroscopico, ciò che consente un'applicazione anche in luoghi umidi, per esempio in massetti in prossimità del suolo. Serve inoltre per la confezione di calcestruzzi alleggeriti, blocchi ed altri elementi di cui ne migliora le caratteristiche termiche.



Argilla espansa
Trucioli di legno mineralizzati
Materiali semi termoisolanti
Materiali termoisolanti trasparentiUna novità, non ancora facilmente reperibile in Italia, sono i materiali termoisolanti trasparenti (ITT) che fanno passare la luce solare fino al sottofondo su cui si trovano. Una parete rivestita con questo materiale si riscalda sotto l'azione del sole, mentre durante la notte, o in giornate nuvolose, la bassa conduttività termica del materiale ne rallenta il raffreddamento. Il carattere di questi materiali è la loro struttura alveolare, o capillare, e pertanto devono essere esternamente protetti da una lastra di vetro. L'isolamento termico trasparente (ITT) comporta quindi non solo un risparmio energetico, ma permette anche lo sfruttamento passivo dell'energia solare. Per regolare gli apporti solari e per prevenire inopportuni surriscaldamenti occorre una schermatura esterna ombreggiante (tende). Il valore U è di 1,0 W/m2K circa; il coefficiente di trasmissione globale g di questa costruzione è di 0,6 circa.

Lana di vetro
Lana di vetro
Elementi vetrosi
Materiali termoisolanti trasparenti
Pannelli sottovuotoUna grande novità della tecnologica di isolamento termico sono i pannelli sottovuoto che hanno una conduttività termica variabile tra 0,004 e 0,008 W/mK, cioè 10 volte minore di quella dei migliori materiali termoisolanti convenzionali. Questa caratteristica consente una notevole riduzione degli spessori. Un pannello sottovuoto dello spessore di 5 cm equivale ad uno strato di polistirolo di 40 cm. I pannelli sottovuoto, originariamente applicati in frigoriferi e congelatori, grazie a nuove tecnologie, possono essere oggi impiegati in edilizia, e si prestano soprattutto laddove lo spazio disponibile è troppo ristretto. I pannelli sottovuoto sono composti da un
Bioarchitettura - Wikipedia https://it.m.wikipedia.org/wiki/Bioarchitettura (Condiviso da CM Browser)
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Caratteristiche di un edificio passivo
L’edificio passivo rappresenta un particolare standard energetico che stabilisce un consumo massimo di energia di 15 kWh/(m2a) per il riscaldamento e – inclusi l’illuminazione e altri usi domestici – uno di 42 kWh/(m2a). Questo standard si ottiene principalmente con le seguenti misure:
un forte isolamento termico dell’involucro che riduce le perdite di calore,
lo sfruttamento passivo dell’energia solare e delle fonti interne per il riscaldamento,
la ventilazione meccanica controllata che recupera del calore dall’aria in uscita,
la produzione dell’acqua calda con un collettore solare o una pompa di calore,
uso di apparecchiature elettriche ad alta efficienza energetica
La misura più importante è senz’altro l’isolamento termico che, in inverno, deve ridurre le perdite di calore fino ad un livello che consenta di rinunciare ad un impianto di riscaldamento convenzionale e di coprire il fabbisogno termico residuo con il sole ed altre fonti energetiche gratuite. L’energia solare captata dalle finestre può coprire già una buona parte del fabbisogno termico di un edificio passivo, ma il sole non è l’unica fonte di calore sfruttabile per il riscaldamento. Le persone, i corpi illuminanti e gli apparecchi elettrici accesi emettono del calore e anche l’aria in uscita contiene del calore che può essere recuperato.
Molto calore si disperde in inverno quando si aprono le finestre per ricambiare l’aria. Per questo motivo negli edifici passivi sono in uso impianti di ventilazione meccanica controllata. Questi impianti sono dotati di scambiatori che recuperano calore dall’aria in uscita e lo trasferiscono a quella in entrata e, se il calore recuperato è insufficiente per ottenere la temperatura desiderata, l’aria può essere ulteriormente riscaldata tramite una pompa di calore e l’acqua calda prodotta da un collettore solare.
Un edificio passivo fa risparmiare energia non solo in inverno, ma anche in estate, soprattutto nei paesi mediterranei caratterizzati da elevate temperature estive. In questa stagione, gli edifici senza un sufficiente isolamento termico si riscaldano notevolmente sotto il sole e l’aria calda entra attraverso le finestre aperte. In condizioni di surriscaldamento si accende il climatizzatore e, da quando questi apparecchi sono disponibili a prezzi economici, i consumi estivi d’energia elettrica aumentano di anno in anno.
Le strutture di un edificio passivo sono invece coperte da un efficiente involucro termoisolante e non si riscaldano facilmente. Un surriscaldamento degli ambienti può verificarsi solo quando la luce diretta penetra dalle finestre e l’aria calda si diffonde nell’edificio. Il passaggio della luce è facilmente evitabile con idonee schermature che ombreggiano le finestre, ma non evita all’aria calda di invadere la casa, quando le finestre sono aperte. Negli edifici residenziali dell’Europa centrale, il caldo estivo non crea normalmente dei problemi e quindi non occorre provvedere ad una refrigerazione artificiale. Questo serve solo in edifici con facciate interamente vetrate, così come spesso si trovano negli edifici amministrativi. La refrigerazione è di particolare importanza in regioni dove le temperature estive sono abbastanza elevate come nel Centro e nel Sud Italia. In queste regioni la refrigerazione estivo è spesso più importante del riscaldamento invernale. In un edificio passivo l’aria calda può essere espulsa e sostituita con aria più fresca tramite l’impianto di ventilazione.
Gli edifici passivi finora realizzati hanno dimostrato che le misure di risparmio energetico non riducono, bensì aumentano il comfort abitativo. Sono inoltre anche economicamente sostenibili, perché il loro costo si recupera, in tempi ragionevoli, tramite i risparmi energetici ottenuti. Dopo le sperimentazioni dell’ultimo decennio, oggi gli edifici passivi possono essere costruiti anche a costi concorrenziali. La costruzione di un edificio passivo ha un costo non superiore del 10 per cento di quello di un edificio costruito secondo le recenti normative sul risparmio en
Case di Paglia: come autocostruire una casa naturale e autosufficiente con 45mila euro
https://www.greenme.it/abitare/bioedilizia-e-bioarchitettura/9190-case-di-paglia-autocostruire-casa
Perché costruire edifici energeticamente efficienti?
Il problema più risentito della generale crisi ambientale è il lento, ma continuo aumento della temperatura media della Terra. Negli ultimi 160 anni, cioè dalla seconda metà dell’Ottocento, la temperatura media del pianeta è salita da 14,9°C a 15,4°C, e non ci sono segnali di una inversione di tendenza. Si ritiene pertanto possibile un ulteriore aumento di 2-5°C nei prossimi cento anni.
L’aumento della temperatura media, anche se di pochi gradi, ha un effetto molto rilevante sul clima terrestre. I ghiacci polari si sciolgono e di conseguenza si rialza il livello dei mari sommergendo vaste regioni; l’evaporazione delle acque aumenterà e di conseguenza certe zone diverranno più aride, mentre in altre aumenterà considerevolmente la piovosità. I tifoni e gli uragani, sempre più frequenti negli ultimi anni, nonché la progressiva desertificazione di vaste aree, sembrano essere ormai i preludi del generale cambiamento del clima.
La temperatura aumenta a seguito di un'intensificazione dell'effetto serra, così chiamato perché simile a ciò che avviene in una serra. La luce che ha attraversato i vetri della serra si trasforma in calore e questo esce principalmente per trasmissione quando la temperatura esterna scende sotto quella interna, cioè durante la notte. Così, durante il giorno, nella serra aumenta la temperatura. L’atmosfera della Terra provoca lo stesso effetto dei vetri di una serra e, senza l’effetto serra, sulla Terra avremmo condizioni paragonabili a quelle sulla luna. È proprio l’atmosfera a rendere vivibile il nostro pianeta.
L'effetto serra creato dall'atmosfera terrestre è principalmente dovuto a due gas: al vapore acqueo e al biossido di carbonio (CO2), quest'ultimo presente nell’atmosfera solo con lo 0,032 %. Nonostante questa esigua percentuale, il CO2 ha un impatto molto forte sull'effetto serra. Già un leggero incremento di CO2 aumenta la temperatura media della Terra.
Dal 1850, dall'inizio dell'industrializzazione ad oggi, il CO2 nell’atmosfera è aumentato del 23 per cento (da 270 ppm a 380 ppm (parts per million)), e conseguentemente è aumentata anche la temperatura. L’aumento di CO2 dell’atmosfera registrato è generalmente attribuito alla combustione di carbone, petrolio e gas naturale, attualmente le principali fonti d’energia più usate. Questi combustibili sono composti di carbonio e si sono formati in ere geologiche da biomassa, da organismi morti che, nel corso della loro vita, hanno assorbito ed accumulato carbonio dall’atmosfera. Bruciando questi combustibili, detti fossili, il carbonio, rimasto legato per milioni d’anni, rientra nuovamente nell’atmosfera in una quantità tale da non poter più essere totalmente riassorbita dagli organismi viventi e dagli oceani. Così il crescente contenuto di CO2 nell’atmosfera rafforza l’effetto serra con il risultato che la temperatura aumenta.
La misura più efficace per ridurre le emissioni CO2 è la riduzione degli attuali consumi di petrolio, gas naturale e carbone e la sostituzione di queste fonti fossili con fonti rinnovabili: il sole, il vento, l'acqua e la biomassa.
L’attuale politica di risparmio energetico non ha quindi solamente scopi economici, non è più una politica unicamente energetica, ma anche una politica ambientale. La sua filosofia si può brevemente descrivere così:
meno consumo energetico
=
meno emissioni CO2
=
più qualità ambientale
nucleo (pannello) di materiale nanoporoso resistente alla pressione (silice pirogena o aerogel) dal quale è stata evacuata l'aria. Il nucleo è ermeticamente protetto da un telo multistrato (AL, Nylon, PET) impermeabile e resistente alla pressione. La vita dei pannelli dipende dalla qualità dei teli e della saldatura e dovrebbe superare almeno i 20 anni.

Posa di pannelli (Spessore = 2,5 - 4 cm)
ASSA
http://www.miniwatt.it/mwEEE/Mod3/Termoisolanti.htm
MX5
