Il presente progetto è stato sviluppato all'interno del Laboratorio di Sintesi Finale della Facoltà di Architettura Aldo Rossi – Università di Bologna – Sede di Cesena. Tutti gli aspetti termici ingegneristici ed architettonici sono stati ulteriormente approfonditi nell'elaborato di tesi di laurea a completamento del corso di studi. Arch. Francesca Cardinali Arch. Gilda Giancipoli Facoltà di Architettura "Aldo Rossi" – Università di Bologna - Sede di Cesena Laboratorio di Sintesi Finale: Tecnologie eco – efficienti per l'architettura Docenti: Tecnologie per la progettazione sostenibile: Prof. Arch. Andrea Boeri; Prof. Arch. Ernesto Antolini Progettazione sostenibile: Prof. Arch. Andreina Milan Modellazione dei comportamenti energetici: Arch.Kristian Fabbri Concezione Strutturale: Prof. Ing Trombetti Tomaso Progetto: "Edificio Residenziale I.A.C.P., Forlì" Note: Il Laboratorio di sintesi finale ha per oggetto il tema della progettazione di architetture sostenibili a basso consumo energetico, cioè capaci di abbinare ad eccellenti livelli di qualità formale e coerenza espressiva elevate prestazioni di adeguatezza funzionale e comfort, producendo il minimo impatto sulle risorse dell'ecosistema in tutte le fasi del ciclo di vita. In particolare, il Laboratorio affronterà la progettazione di un edificio a minimo impatto ambientale, caratterizzato da soluzioni costruttive che ne permettano la certificazione in Classe A rispetto al DGR 1362/2010 della Regione Emilia-Romagna. Dettagli: Sito di progetto: Forlì - Zona climatica: D - Gradi giorno: 2087 Destinazione d'uso: E.1. – Abitazione adibite a residenza con carattere continuativo Destinazione d'uso: E.5. – Attività commerciali ed assimilabili Superficie utile complessiva ad uso residenziale: 5420 m2 Superficie disperdente ad uso residenziale: 5136,8 m2 Volume lordo riscaldato della porzione ad uso residenziale: 44225 m3 Superficie utile media degli alloggi: 82 m2 Programmi utilizzati: TERMOLOG EpiX 2 Torna all'archivio progetti > DESCRIZIONE DEL PROGETTO E DEL CONTESTO Stato di fatto: architettura e prestazioni energetiche Caratteri architettonici e costruttivi Oggetto di studio è un edificio di edilizia residenziale economica e popolare, di proprietà A.C.E.R. risalente al 1942, con struttura in muratura portante e caratterizzato da una particolare complessità distributiva planimetrica e altimetrica. Nel complesso sono presenti 6 esercizi commerciali e 66 appartamenti, per una popolazione totale di 164 unità. L’elevazione si articola in quattro piani fuori terra ed un piano interrato: oltre i tre livelli completi, il quarto piano fuori terra ospita gli spazi di sottotetto non climatizzati e soltanto due abitazioni agli angoli. Il piano interrato è adibito ad uso cantina o deposito; il piano terra-rialzato ospita nel corpo centrale alcuni spazi ad uso commerciale e terziario e, nei due bracci laterali, le residenze. Ogni negozio è dotato di un deposito al piano mezzanino mentre i livelli superiori rimangono ad esclusivo uso residenziale. Lo sviluppo in pianta permette la conformazione di una classica corte interna aperta su un lato, interamente scoperta e quasi completamente pavimentata. Al piano terra si trova un portico aggettante sull’intero fronte Nord ed in parte sul lato Ovest. La sezione dell'edificio è articolata e presenta altezze di piano differenti: il piano terra ha una quota di imposta di -0.60 m ed in corrispondenza della funzione commerciale si sviluppa per un’altezza di 3.50 m; l’altezza dei sovrastanti magazzini al piano mezzanino è di 2.10m. Gli alloggi hanno altezza interpiano di 3.65 m a partire da una quota di calpestio fissa a +0.60 m da cui le cantine sottostati risultano semi interrate. Le elevazioni successive sono tutte differenti: il piano primo ha altezza interpiano di 3.30 m, il secondo di 3.20 m, il piano terzo di 3.35 m e il quarto di 3.25 m. La distribuzione nelle residenze avviene attraverso 7 vani scala con accesso diretto dalla corte interna così da minimizzare gli spazi distributivi e rendere riservato l’ingresso alle abitazioni. I negozi invece si affacciano direttamente sul portico antistante così da consentire l’apertura al pubblico. La copertura è prevalentemente a falde, con struttura in legno e con sottotetto non riscaldato, ad eccezione dei due appartamenti angolari del quarto piano che terminano con una copertura piana. Nel 1997 è stato eseguito un intervento di ristrutturazione che ha coinvolto 10 appartamenti da ciascuno dei quali sono state ricavate due nuove unità abitative di piccole dimensioni, con superficie media di circa 50 m2. Caratteristiche termofisiche dei componenti edilizi La muratura perimetrale di chiusura in laterizio portante ed intonaco si sviluppa per l’intero livello di piano rialzato con un spessore di 45 cm ridotto a 35 cm ai piani superiori, con un assottigliamento puntuale in corrispondenza delle finestre. Le partizioni interne sono in laterizio da 8 cm di spessore, intonacate su entrambe le facce, ed i divisori di separazione tra due diversi alloggi raggiungono 20 cm di spessore e possiedono una camera d'aria interna. La stratigrafia dei solai interpiano esistenti è costituita da 15 mm di intonaco, 20 cm struttura portante in laterizio, 5 cm di massetto e finitura in ceramica. Gli infissi esterni possono essere raggruppati in tre tipologie: 130x190 cm, 100x190 cm e 60x190 cm, tutte con vetro camera 4-12-4 mm e telaio in PVC con sguincio nella muratura da entrambi i lati. ANALISI EFFETTUATE E SUPPORTO DEL SOFTWARE Il progetto: soluzioni architettoniche, tecnologiche ed impiantistiche Definizione del modello energetico L’obiettivo della simulazione condotta con TERMOLOG EpiX 2 è stato quello di definire le condizioni termiche nello stato di fatto dell’organismo edilizio in modo da prefigurare vantaggi e svantaggi degli interventi di riqualificazione sull’involucro e sull’impianto ipotizzati in sede di progetto. Il confronto tra stato di fatto e progetto ha riguardato esclusivamente i locali ad uso residenziale. La complessità distributiva e funzionale dell'edificio ed il livello di approfondimento desiderato hanno reso necessario seguire diversi approcci di modellazione; in tutti i casi l’input delle geometrie è stato semplificato tramite l’utilizzo dell’input grafico. Il primo metodo adottato ha consentito di valutare le caratteristiche termiche dell’involucro tramite la modellazione completa dell’intero edificio: al posto dei 66 generatori che costituiscono i 66 appartamenti termoautonomi si è indicato un unico sistema di generazione di riscaldamento che avvicinasse il funzionamento contemporaneo dei generatori autonomi. Questa valutazione approssimata ha permesso di confrontare l’involucro originale con le ipotesi di progetto e di verificare il miglioramento ottenuto dall’introduzione dello strato isolante per le chiusure orizzontali e la riconversione delle chiusure verticali opache in facciate isolate e ventilate. Scaturisce da questa analisi una riflessione generale dell’importante differenza tra impianto autonomo e centralizzato per le dimensioni di questo edificio. Nel secondo caso si è approfondito lo studio di singoli alloggi, presi a campione, con diverse caratteristiche di superficie utile, orientamento e posizione; questo ha permesso di confrontare i fabbisogni di energia termica in regime invernale ed estivo in relazione ai caratteri determinanti delle singole unità immobiliari. Al termine delle valutazioni sull’involucro si è stimato tramite un foglio di calcolo l’effetto di miglioramento ottenuto dalla sostituzione del complesso dei generatori termo-autonomi con una centrale di micro- trigenerazione unica per l’intero edificio. Riqualificazione energetica Il progetto si propone di riorganizzare l’assetto completo dell’edificio assicurandone una funzione pubblica di rilievo con particolare attenzione all’attuazione di strategie energetiche mirate all’ottimizzazione dei livelli di comfort abitativo e di sostenibilità energetica dell’opera. Gli interventi previsti si concentrano su una generale rinaturalizzazione e riorganizzazione dell’area, con l’obiettivo di aumentare da 36 ad 87 gli alloggi privi di barriere architettoniche, accessibili da parte di tutte le tipologie di utenti. Nello specifico la nuova pianificazione riguarda: La nuova organizzazione del livello del piano rialzato sul alto Ovest con prolungamento del portico e l’inserimento di locali commerciali. La riconfigurazione della porzione d’angolo dell’edifico a cui si prevede di destinare locali di pubblica utilità, connotati da un diverso rivestimento materico esterno in facciata. L’ampliamento del quarto livello esteso lungo tutto il profilo dell'edificio affacciato sulla corte interna, arretrato rispetto al profilo esterno dei piani sottostanti. La possibilità di addossare alla facciata sulla corte Sud un sistema di serre solari, con struttura metallica indipendente non connessa alla muratura con la doppia funzione di giardino d’inverno e buffer termico per le unità abitative su cui si collocano. La creazione di una copertura costituita da un sistema metallico leggero che si identifichi come unico elemento terminale per l'intero edificio, così da unire il gioco di volumi aggettanti e rientranti dalla facciata e costituire un sistema di frangisole esterno. Al progetto di riqualificazione si affiancano le strategie energetiche riguardanti involucro ed impianto dell’edificio: per l’involucro si prevede la realizzazione di un sistema a facciata ventilata per le chiusure che si affacciano sulla corte. L’isolamento a cappotto è realizzato con un pannello rigido in lana di roccia a doppia densità ed il rivestimento della chiusura ventilata è in fibrocemento. La parete così costituita ha una trasmittanza termica di 0.19 W/m2K ed uno sfasamento di 15 ore circa. Le chiusure senza affaccio sulla corte sono fortemente caratterizzate dal punto di vista storico – stilistico. Per non alterare l’aspetto esterno, l’isolamento in fibra di roccia è posto sul lato interno con 15 cm di spessore e la successiva intonacatura. Tutti gli infissi saranno sostituiti con serramenti a taglio termico in legno – alluminio e superficie vetrata bassoemissiva 4-18-4 mm. La nuova copertura metallica sarà costituita da un solaio in lamiera grecata completamente isolato e ventilato con doppio strato di isolante rigido in lana di roccia non rivestito 8+8 cm. Questo assicura una trasmittanza termica di 0.16 W/m2K della nuova soletta che sostituisce la copertura precedente non isolata e non ventilata, garantendo un evidente beneficio per le unità al piano sottotetto. Con l’introduzione delle serre solari sull’affaccio Sud si ottimizza l’apporto solare gratuito: la struttura completamente retrattile permette al sistema di vetrate di mantenere attivo il ruolo di buffer termico in condizioni invernali e di assicurare ampia ventilazione in condizioni estive. Il progetto impiantistico si concentra sulla sostituzione dell’intero impianto. Dalla simulazione con TERMOLOG EpiX 2 si nota l’efficienza a cui porterebbe un impianto centralizzato in un edificio di queste dimensioni, in sostituzione al sistema termoautonomo presente nello stato di fatto. L’impianto previsto in sede di progetto è un impianto di micro-trigenerazione con conseguente rifacimento ed isolamento del sistema di distribuzione a montanti verticali e del sistema di emissione, passando da radiatori in ghisa a pannelli radianti a pavimento. La micro-trigenerazione verrà integrata dalla produzione di acqua calda sanitaria da fonte rinnovabile e dall’utilizzo di una ventilazione meccanica controllata tramite unità di trattamento aria con recupero di calore. Le conseguenze di questi interventi saranno visibili nel tessuto urbano e percepibili in termini di livelli di comfort da parte dell’utenza. La prestazione raggiunta dagli alloggi si aggira intorno ai 15 kWh/m2anno con conseguente rivalutazione economica dovuta al raggiungimento della classe A+ ed una riduzione stimata in termini di emissioni di CO2 da 396 kg a 18 kg ogni anno.

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