Relazione Mild Home

\ Relazione tecnico illustrativa Mild Home (la mia casa modulare, intelligente, a basso costo, fai da te, ad energia quasi zero) PROJECT Teamwork arch. Gianluca BUZZELLI arch. Marianna DI LAURO landBAU srl ing. Pierluigi FECONDO collaboratori Claudio ANGELUCCI ing. Emila SIMONE 1 Il progetto della casa MildHome è stato redatto nel rispetto di quanto previsto nel bando, con l’obiettivo di realizzare un edificio con basso costo di realizzazione e gestione, ecosostenibile ed efficiente energeticamente. In particolare si riportano in sintesi le questioni principali sollevate dal bando: 1- La classe energetica raggiunta con il sistema edificio-impianto è la A+ con un indice di prestazione energetica di 14,56 Kwh./Mq./anno. Tale risultato è stato raggiunto facendo leva sulle prestazioni termiche dell’involucro edilizio e sull’apporto delle fonti da energia rinnovabili usate nel progetto (centrale a biomassa come meglio descritto nella relazione energetica allegata) In particolare il contributo energetico da fonti rinnovabili è pari a 15.576,26 KWh/Anno 2- I materiali usati sono tutti ecologici ecologici di origine naturale e/o riciclati e provenienti dalla filiera corta, nel rispetto della normativa vigente, come da scheda sintetica che riporta la valutazione dell’EcoFactor: 3- In regime invernale, come attestato anche dalla tabella di riepilogo allegata, si osserva un’ottimale distribuzione termica negli ambienti; infatti la differenza tra la temperatura dei muri perimetrali e la temperatura media radiante nei locali risulta sempre inferiore a 1°C. Il calcolo è stato effettuato per l’unità immobiliare-tipo, considerando l’appartamento con esposizione più sfavorita in termini di orientamento e dispersioni verso l’esterno. 2 VERIFICA CRITERIO PROGETTUALE N.3 APPARTAMENTO TIPO - PIANO PRIMO LATO OVEST Tsi Tsi COMP. Ti COMPONENTI COMPONEN COMP. Tmr ORIZZONT LOCALE (°C) ORIZZONTALI TI VERTICALI VERTIC (°C) ALI (°C) ALI (°C) Pranzo/ 20 Solaio di 19,50 Tamponatura 19,7 19,78 Soggiorno copertura esterna/finestr e Camera n.1 Camera n.2 Bagno n.1 Bagno n.2 20 20 20 20 Solaio interpiano 20,00 Divisorio interno 20 Solaio di copertura 19,50 Tamponatura esterne 19,7 Solaio interpiano 20,00 Divisorio interno 20 Solaio di copertura 19,50 Tamponatura esterne 19,7 Solaio interpiano 20,00 Divisorio interno 20 Solaio di copertura 19,50 Tamponatura esterne 19,7 Solaio interpiano 20,00 Divisorio interno 20 Solaio di copertura 19,50 Tamponatura esterne 19,7 Solaio interpiano 20,00 Divisorio interno 20 ∆T (°C) 0,08 <1 19,79 0,09 <1 19,81 0,11 <1 19,88 0,18 <1 19,90 0,20 <1 Note: (1) Si considera come ipotesi di calcolo che la distribuzione della temperatura superficiale interna delle chiusure verticali ed orizzontali, opache e trasparenti, sia omogenea rispetto a tutta la superficie dell'elemento costruttivo considerato. (2) I dati relativi agli elementi costruttivi utilizzati nei calcoli sono contenuti nella relazione di calcolo termico realizzata ai sensi del della legge 10/91, D. Lgs. 192/05. D. Lgs 311/06 e .m.i. 3 4- La copertura del fabbisogno di energia primaria da fonti rinnovabili, conseguita attraverso l’integrazione dei sistemi a biomasse, solare termico e fotovoltaico sarà pari al 92% per l’acqua calda sanitaria e complessivamente 81,2% per tutti gli usi termici. 5 - Dal punto di vista economico, le quattro unità abitative dovranno essere destinate a Social Housing e caratterizzate da un canone di affitto mensile non superiore a 390 €. Le caratteristiche costruttive della Mild Home proposta per il comparto “b” garantiscono ridotti costi di realizzazione e gestione. Infatti grazie alla piena integrazione tra le tecniche costruttive e quelle gestionali delle 4 unita abitative è possibile garantire l'erogazione del servizio di Social Housing per almeno 30 anni. Descrizione del progetto • La mia casa modulare Il concetto di modularità affrontato con il progetto è stato risolto su due piani diversi che si attuano su due scale distinte: a) dal punto di vista tecnologico e costruttivo il progetto si fonda sulla possibilità di montaggio di elementi minimi modulari (modulo scatolare MS) che realizzano l’intero sistema casa. In tal senso è stata studiata un modulo minimo corrispondente ad una porzione di muro/solaio della dimensione di 100 x 300 x 19 cm. Tale modulo è concepito come sistema scatolare vuoto MS da porre in verticale per i muri e in orizzontale per i solai. L’aggregazione avviene per semplice unione degli elementi verticali con viti e staffe tradizionali (holdown, staffe angolari, viti autofilettanti); i pannelli di solaio vengono fissati al muro e costituiscono anche la trave di collegamento di solaio. Per ottenere una maggiore flessibilità del sistema, si prevede l’utilizzo di sottomoduli con larghezza di 33 e 66 cm.; inoltre per l’inserimento delle finestre, verranno utilizzati appositi moduli dotati di telaio e eventualmente spazio per alloggiamento di cassettoni oscuranti. b) dal punto di vista architettonico le case sono pensate come unità modulari composte di due elementi basilari: l’unità abitabile UA (che può contenere il living, la cucina, o le camere da letto) e l’unità di servizio US (che può contenere i bagni, la cucina, il disimpegno, la scala interna nel caso di duplex). Tali unità sono accoppiabili a formare alloggi ad un piano o duplex di varie metrature: Tipo 1 = UA + US un livello (da 45 a 55 mq.) Tipo 2 = UA + US + UA un livello (da 75 a 90 mq.) Tipo 3 = UA + US due livelli (da 90 a 110 mq.). 4 I moduli possono essere collegati a formare schiere duuplex o simplex a 3 piani o palazzine con vano scala centrale e blocchi orientati Est-Ovest fino a 4 piani. • intelligente Il progetto vuole essere un naturale punto di incontro tra processi edilizi altamente standardizzati e modalità di costruzione più quotidiane. L’intelligenza del progetto risiede quindi nel desiderio di riconciliare diverse ed opposte strategie costruttive e nel tentativo di ricostruire un ponte tra due mondi che appaiono divergenti: da un lato la tradizione costruttiva locale, basata sulla manodopera locale e, dall’altro lato, una sempre più invadente metodologia costruttiva industrializzata che spazza via l’artigiano locale decentralizzando in poche sedi l’intero processo edilizio. La modularità (sia a livello tecnologico che architettonico), unita alla facilità di realizzazione degli elementi (prefabbricazione leggera) a alla flessibilità data dalla possibilità di riempire la struttura con diversi materiali isolanti, rendono il progetto estremamente economico, socialmente utile (perché distribuiscono la ricchezza nell’ambito economico limitrofo al sito di intervento), sostenibile dal punto di vista dell’ecologia (riciclabilità totale dei materiali) e a consumo energetico quasi zero. • a basso costo, La casa modulare è basata sull’uso di elementi prefabbricati leggeri in opposizione con il crescente uso di sistemi modulari altamente prefabbricati. L’intento è quello di procedere verso sistemi costruttivi modulari a basso profilo tecnologico, con l’obiettivo di aprire l’uso dell’elemento legno ad un più ampio uso condiviso sul territorio. Oggi si assiste ad un ’avanzamento tecnologico (come l’uso di pannelli xlam) che concentra di fatto la produzione edilizia delle strutture in legno in poche aziende monopolizzatrici del mercato. D’altro canto, l’alta specializzazione nella prefabbricazione pesante, e il conseguente alto costo della manodopera, spingono sempre più il mercato locale all’uso di prodotti semifiniti provenienti dai paesi con manodopera specializzata a basso costo (come ad esempio dell’est europeo). In tal senso, il progetto vuole rendere il processo edilizio più semplice possibile, introducendo elementi leggeri di prefabbricazione, facilmente realizzabili senza grossi investimenti in attrezzature industriali e senza uso di manodopera specializzata. In tal modo si realizzerebbe una filiera corta nel processo costruttivo, e diventerebbe sempre più frequente il ricorso a materiali e imprese vicine al luogo di costruzione. • fai da te, Seguendo la logica della prefabbricazione leggera, si vuole rendere estendibile a chiunque il processo edilizio. 5 Gli elementi minimi modulari (modulo scatolare MS) sono concepiti come scatole vuote atte al riempimento con materiali isolanti da realizzarsi direttamente in loco. Questo procedimento ottiene un duplice vantaggio: a) da un lato l’elemento è leggerissimo (circa 85 Kg per modulo) e quindi facilmente trasportabile e posizionabile in loco in modo da rendere possibile una sorta di autocostruzione con moduli tipo Lego. b) Inoltre esso può essere riempito con il materiale isolante più idoneo al sito di costruzione: la scelta andrà fatta in relazione non solo al clima (prediligendo materiali con massa notevole per il clima mediterraneo e materiali più isolanti ma leggeri per il clima freddo continentale) ma anche in base alle necessità contingenti di tipo economico e di reperibilità sul luogo dei materiali stessi. • ad energia quasi zero, Il concept energetico dell’Eco Green Village si fonda sull’ottimizzazione del sistema edificio impianto e sull’utilizzo di risorse energetiche rinnovabili, nell’ottica dell’Edificio ad energia quasi zero (NZEB) così come stabilito dalla Direttiva 2010/31/UE sulla prestazione energetica degli edifici. L’involucro edilizio presenta soluzioni di isolamento termico in grado di garantire elevate prestazioni sia in inverno, riducendo le dispersioni per trasmissione e ventilazione con l’esterno, sia in estate grazie all’adozione di sistemi di schermatura solare per ridurre le entrate di calore, in particolare per le superfici dell’involucro orientate verso i quadranti sud e sud-est. I valori di trasmittanza degli elementi costruttivi dell’involucro opaco e trasparente sono notevolmente al di sotto dei limiti previsti dal D. Lgs. 192/05 e 311/06. La soluzione impiantistica prevede la realizzazione di un impianto a distribuzione centralizzata per la produzione di calore destinato al riscaldamento degli ambienti e produzione di acqua calda sanitaria, per ciascuna porzione di comparto. Il sistema principale di generazione del calore sarà costituito da un impianto termico alimentato con biomasse, nel formato cippato o, all’occorrenza e solo in caso di mancato approvvigionamento, a pellet; tale scelta è coerente, da un lato con il Piano Energetico della Regione Emilia Romagna nel quale sono rappresentate linee di indirizzo strategico per la valorizzazione delle filiere corte per la conversione agro energetica, dall’altro con l’opportunità di utilizzare un vettore energetico da fonte rinnovabile in sostituzione dell’equivalente in termini di energia primaria da fonte fossile. Il P.E.R. , e in particolare il Secondo Piano Attuativo 2011-2013 approvato il 26/07/2011, ai fini del raggiungimento degli obiettivi di utilizzo di energie rinnovabili sul territorio regionale, evidenzia la necessità di promuovere l’utilizzo di scarti e dei sottoprodotti agricoli e zootecnici, ed eventualmente di colture dedicate, prodotti alla minore distanza possibile dall’impianto e comunque in regime di “filiera corta”. 6 Gli impianti termici dell’Eco Green Village produrranno acqua calda tramite la combustione diretta del legno cippato in caldaie appositamente progettate e realizzata con le più moderne tecnologie, con possibilità di modulazione della potenza in funzione dell’effettiva richiesta di carico termico. In particolare la caldaia dell’edificio Mild Homes dell’area “b” della potenza nominale di 49,5 kWt; il consumo medio annuo stimato di cippato necessario per le 4 unità immobiliari è di 2.453 kg. Il sistema di trasporto e alimentazione del cippato avverrà in maniera automatica, così come lo svuotamento delle ceneri residue della combustione. I locali di stoccaggio di cippato, contigui alle centrali termiche asservite, sono stati dimensionati in modo tale da poter immagazzinare una quantità sufficiente di combustibile solido (cippato), tale per cui si abbia un’autonomia di esercizio per tutta la durata del periodo di riscaldamento; in questo modo, per tutta la durata del periodo rifornito, l’impianto puo’ funzionare completamente ed esclusivamente con il combustibile rinnovabile e vengono inoltre ridotti i costi di trasporto e quindi di approvvigionamento complessivo del combustibile. Le centrali termiche e i locali di stoccaggio saranno collocati entro locali chiusi al piano terreno o seminterrati, pertanto con basso impatto ambientale e visivo rispetto all’intorno urbano e naturale. Al fine di assicurare la continuità di erogazione del calore, anche in situazioni di mancanza di biomasse, ad esempio per problemi di trasporto o di acquisto, si prevede l’installazione di un generatore di calore a gas a condensazione con funzione di backup termico, ad elevata efficienza energetica. La produzione del calore da fonti rinnovabili verrà inoltre integrata attraverso un impianto solare termico a tubi sottovuoto, per il lotto “b” è prevista una superficie captante pari a 18,4 m2 (n.8 collettori di superficie 2,3 mq ciascuno), con due bollitori di acqua calda a doppia serpentina con volume di accumulo pari a 400 litri ciascuno, per produzione di acqua calda sanitaria e integrazione al riscaldamento, secondo quanto disposto dal D. Lgs. 28/2011. Le unità terminali di emissione all’interno delle unità abitative saranno realizzate con sistemi di riscaldamento a pavimento isolati,alimentati a bassa temperatura (max 40°C), in grado di assicurare un basso consumo energetico e un comfort termico uniforme in tutti gli ambienti. La regolazione e il controllo avverrà attraverso un termostato ambiente installato in ciascun appartamento collegato a valvola di zona sulla relativa unità satellite; all’interno di quest’ultima saranno anche collocati i contatori per la rilevazione dei consumi termici di acqua calda per uso sanitario e di riscaldamento. I dati relativi ai consumi individuali saranno inviati, con cablaggio e sistema MBUS, ad una centralina di raccolta dati e quindi resi disponibili in remoto via web attraverso un data logger GSM. Ai fini del soddisfacimento dei requisiti minimi del D. Lgs. 28/2011 per l’implementazione di fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica, verrà realizzato un impianto fotovoltaico di potenza complessiva pari a 3 kWp (equivalente a 0,75 kWp per ciascuna unità immobiliare). 7 Le soluzioni impiantistiche proposte consentiranno il conseguimento di elevate performances energetiche: infatti, l’edificio conseguirà una classe energetica A+ secondo la D.A.L. 156/2008 e s.m.i. Emilia Romagna, con un indice di prestazione energetica Epgl per le Mild Homes pari a 14,56 kWh/mq. La copertura del fabbisogno di energia primaria da fonti rinnovabili, conseguita attraverso l’integrazione dei sistemi a biomasse, solare termico e fotovoltaico sarà pari al 92% per l’acqua calda sanitaria e complessivamente 81,2% per tutti gli usi termici. Per quanto concerne il comfort termico interno, l’integrazione fra le scelte costruttive tecnologiche dell’involucro e degli impianti, consente oltre ad ottime performances; in estate vengono ridotti gli apporti di calore esterni grazie all’utilizzo di elementi schermanti e aggetti ombreggianti e al tempo di sfasamento maggiore alle 9 ore per tutte le pareti perimetrali esterne, caratteristica quest’ultima che garantisce ottime qualità di inerzia termica. In regime invernale, come attestato anche dalla tabella di riepilogo allegata, si osserva un’ottimale distribuzione termica negli ambienti; infatti la differenza tra la temperatura dei muri perimetrali e la temperatura media radiante nei locali risulta sempre inferiore a 1°C. Il calcolo è stato effettuato per l’unità immobiliare-tipo, considerando l’appartamento con esposizione più sfavorita in termini di orientamento e dispersioni verso l’esterno. Criteri di progettazione efficienza energetica e comfort ambientale N. Criterio di bando Proposta progettuale 1 Classe energetica (D.A.L. 156/2008 Emilia Romagna e s.m.i.) Classe A+ (Epgl = 14,56 kWh/mq*anno) 3 Copertura del fabbisogno energetico con fonti rinnovabili 81,2 % 5 Differenza tra la temperatura dei muri perimetrali e la temperatura media radiante nei locali Meno di 1°C 8