Fiera Bolzano riserva a tutti i suoi visitatori un'anteprima assoluta: per la prima volta in Italia e ancor prima della 'premiere' spagnola, una sezione del prototipo "Med in Italy", in concorso al Solar Decathlon Europe 2012, in scena a Madrid il prossimo settembre, verra' esposta dal 26 al 29 gennaio durante Klimahouse 2012. E' la prima volta che il nostro Paese partecipa a Solar Decathlon Europe e il prototipo "Med in Italy", è un concentrato delle migliori competenze e know-how sul fronte dell'edilizia sostenibile e dell'efficienza energetica.
Il progetto è concepito per raggiungere una drastica riduzione dei consumi durante tutto l'anno attraverso:
1 - la presenza di una massa elevata che consente una buona inerzia termica della costruzione;
2 - l'uso di un involucro ad alte prestazioni, con ponti termici minimizzati e con buona tenuta all'aria;
3 - l'uso di materiali naturali, quali strutture in legno, isolanti in cellulosa e lana di legno, rivestimenti esterni e brise soleil in vimini, inerti sfusi e quindi riutilizzabili, guaina di impermeabilizzazione di origine vegetale;
4 - l'utilizzo di sistemi di ventilazione meccanica controllata con recupero di calore;
5 - l'utilizzo di sistemi di free-cooling per il raggiungimento del comfort estivo;
6 - l'utilizzo di dispositivi di climatizzazione ad elevata efficienza con pompa di calore reversibile;
7 - la riduzione delle perdite di carico grazie all'ottimizzazione dello sviluppo delle canalizzazioni.
Dalla tradizione si desume anche che nel clima temperato si raggiungono migliori risultati prestazionali con involucri "pesanti". Ma i vincoli del concorso, imponendo il trasporto e la movimentazione di componenti prefabbricati, spingono al contrario verso elementi leggeri.
Massa inerziale
Per ricreare il funzionamento massivo delle pareti murarie tradizionali, è stata realizzata una struttura in legno, conformata in modo da funzionare come "contenitore" per una massa inerziale, costituita da inerti sciolti quali sabbia, ghiaia o terra, da reperirsi, possibilmente, nel luogo di costruzione. In particolare in concorso la parete verrà riempita con sabbia contenuta in elementi tubolari cilindrici in PVC riciclato. La sabbia pesa 1300-1550 kg/mc, quindi con 10 cm di sabbia si ottiene una parete che pesa in media 140 kg/mq, cui va aggiunto il peso di circa 90Kg/mq del resto dei componenti (struttura, isolanti, finiture interne ed esterne) per ottenere una parete da 230 kg/mq comparabile ad una costruzione in muratura massiccia. La massa, a diretto contatto con l'ambiente interno, consente di accumulare calore durante il giorno, funzionando come volano termico sia d'inverno che d'estate. In estate, in particolare, preservando la temperatura media radiante, procura una vera sensazione di freschezza, diversa per qualità da quella degli impianti di condizionamento.
L'appesantimento con la massa della struttura lignea leggera complica però la sicurezza antisismica, prestazione necessaria nel contesto mediterraneo, per la quale si stanno portando avanti specifici studi. La possibilità di riempire con la massa in forma di inerte sciolto le pareti facilita invece le operazioni di movimentazione dei componenti costruttivi dell'edificio, quali il sollevamento, lo stoccaggio e il trasporto di grandi elementi prefabbricati, che di fronte a pesi maggiori richiederebbero rigidezze e resistenze strutturali più importanti di quelle statiche richieste alla costruzione montata.
Isolamento termico
All'esterno un forte spessore isolante protegge l'edificio dal freddo invernale e dall'irraggiamento estivo, eliminando i ponti termici. Anche nei climi caldi, infatti, la realizzazione di un'efficiente barriera di isolamento è il migliore sistema da utilizzare per garantire l'efficienza dell'involucro. La scelta di quali materiali isolanti e di quale inerte massivo siano i più adatti a rispondere alle sollecitazioni climatiche di Madrid e alle prove della competizione (consulenza di Naturalia Bau e Pavatex) sta avvenendo attraverso: test fisici in camera climatica di pacchetti di parete al vero; simulazioni matematiche dinamiche del comportamento della costruzione in esercizio. monitoraggio continuo per un periodo di 7 mesi del funzionamento attivo e passivo dell'involucro e valutazione sperimentale del comportamento dell'edificio tramite rilevazione di temperatura, umidità, livelli di CO2, consumi elettrici, produzione elettrica, livelli di luce naturale.
La concentrazione di tutti gli elementi tecnici e tecnologici è posta in un nucleo, posto in posizione centrale rispetto alla distribuzione interna, in cui si trovano il bagno, la cucina e un vano tecnico, che contiene tutti gli impianti di trattamento dell'aria ed è accessibile dall'esterno. Questo nucleo viene trasportato intero e già cablato in modo da ridurre in modo consistente i tempi di assemblaggio e smontaggio nonché di minimizzare la lunghezza delle canalizzazioni con conseguente economia di materiale ed aumento dell'efficienza dell'impianto, diminuzione delle sezioni, diminuzione delle dispersioni, sicurezza nel funzionamento. Anche la manutenzione è resa più agevole poiché è possibile intervenire direttamente dall'esterno del nucleo centrale ove è collocato il vano tecnico.
Impianti di climatizzazione
Per ottimizzare i consumi, spostandoli il più possibile nel periodo di massima produzione energetica del campo fotovoltaico, si prevede l'installazione di una soluzione a tre serbatoi da usare come volano termico:
1 - serbatoio caldo (300 litri);
2 - serbatoio freddo (300 litri);
3 - serbatoio per ACS (250 litri).
Il sistema radiante a soffitto a bassa inerzia per ottimizzare la capacità di compensare velocemente eventuali guadagni termici passivi, è organizzato a zone per ambienti (giorno, notte, bagno) con controllo sulle valvole di zona di tipo on/off. Il bilanciamento idraulico è del tipo a ritorno inverso ed i pannelli radianti a secco saranno percorsi nel periodo di riscaldamento da fluido termo---vettore alla temperatura massima di 28-30°C. La pompa di calore modulare installata (azienda sponsor Frost Italy) utilizza un compressore a portata di massa variabile ed una valvola di espansione a controllo elettronico. Per aumentare l'efficienza della macchina il ventilatore è a regime variabile con motore brush---less a magneti permanenti e pompe di circolazione ad alta efficienza. La macchina è dotata di una propria centralina di controllo, già programmata, che si interfaccia con il sistema di controllo che dovrà comunicare la temperatura richiesta per il fluido termovettore. Il sistema di ricambio d'aria provvede ad un primo controllo della temperatura (per coprire eventuali picchi non coperti dal sistema radiante) e ad un secondo controllo dell'umidità attraverso cicli di deumidificazione o umidificazione. Per la ventilazione si prevedono quindi bocchette di mandata e ripresa direttamente posizionate sulle pareti divisorie interne del nucleo centrale utilizzando bocchette di mandata a lunga gittata nella parte alta delle pareti.
Fonti rinnovabili di energia
La copertura è costituita da due diversi livelli. Il primo, chiusura orizzontale dell'edificio, è piana e realizzata come cool roof attraverso una membrana impermeabile bianca di origine vegetale. Il secondo è una grande copertura ombreggiante fatta di pannelli fotovoltaici, risultato di un attento dimensionamento degli aggetti della costruzione, ed è staccata dalla costruzione, permettendo la ventilazione trasversale dell'intercapedine tra copertura isolata e copertura fotovoltaica in grado di evitare il surriscaldamento e la conseguente perdita di efficacia dei pannelli. L'immaginario collettivo associa l'immagine della casa ad alta efficienza al nero dei pannelli fotovoltaici che, anche se ben integrati, ne condizionano molto l'aspetto, rendendo talvolta difficile l'inserimento della costruzione nel paesaggio. È stato scelto un pannello in vetro colorato che, a scapito di una piccola perdita di efficienza, contribuisce a dare leggerezza alla costruzione favorendo quindi contestualizzazioni diverse. Esistono infatti in commercio, anche se ancora economicamente non competitivi, soluzioni di PV colorati. Il progetto ha individuato due tecnologie convincenti sotto molteplici profili e che consentono di svincolare l'immagine dell'edificio non solo dal colore scuro ma anche dall'orientamento obbligato alla radiazione solare, in quanto in grado di funzionare altrettanto bene in presenza di radiazione diffusa. La prima delle tecnologie esplorate è il fotovoltaico organico, che comprende tutti quei dispositivi la cui parte fotoattiva è basata sui composti organici del carbonio. La seconda soluzione, che offre colori avvincenti quali blu, verde chiaro, rosso e addirittura bianco, è quella della tecnologia CIS (rame, indio e selenio), che risulta più ecologica del fotovoltaico al silicio, in quanto la linea produttiva è meno onerosa dal punto di vista energetico, usa meno materie prime a parità di resa energetica e infine non utilizza il cadmio. Inoltre, diversamente dall'organico, che per quanto più sostenibile ancora non ha rese energetiche comparabili agli altri pannelli, e ancora non è commercializzato, il CIS non solo è disponibile sul mercato, ma è anche altamente performante. Mentre in regime estivo la produzione di energia elettrica da parte del campo fotovoltaico coincide con la richiesta di energia per la climatizzazione (raffrescamento massimo richiesto nelle ore di massimo irraggiamento) in regime invernale la richiesta di riscaldamento è generalmente maggiore al mattino e dopo il tramonto. Durante il giorno infatti i guadagni termici passivi per irraggiamento diretto potrebbero essere sufficienti a fare raggiungere o a mantenere le condizioni di temperature prescritte, e comunque per far fronte alla domanda di elettricità delle utenze domestiche e del sistema di climatizzazione. Pertanto si prevede l'installazione di un sistema ibrido con batterie di accumulo in grado di assicurare l'energia utile da fonti rinnovabili anche durante le ore serali o del primo mattino. Le batterie possono anche essere installate in un'automobile elettrica, che accumula energia nelle ore in cui non viene utilizzata e può restituirla all'abitazione, quando appunto non funziona.
Domotica
Si sta inoltre mettendo a punto (azienda sponsor Italian Manufacturing) un innovativo sistema di controllo automatizzato dei dispositivi di gestione del comfort (temperatura, umidità, qualità dell'aria, luce naturale/artificiale) e di funzionamento energetico semi-passivo basati su algoritmi previsionali appositamente elaborati, attraverso un sistema di controllo ad eventi. Tale sistema di controllo metterà infatti in correlazione qualità dell'aria esterna e comportamenti umani, con gli impianti di trattamento dell'aria (prodotti ad hoc per i fabbisogni della casa da FROST Italy, con la consulenza di Energytech), i consumi degli elettrodomestici e i livelli di illuminazione naturale e artificiale, in maniera tale da azionare o disattivare le macchine in funzione delle necessità di ogni specifico momento.
Aggregazione
Il progetto presenta anche una forte adattabilità a contesti territoriali svantaggiati, siano essi zone depresse per motivi climatici e/o economico---politici (vedi alcune zone del nord Africa) oppure territori da riurbanizzare in seguito a calamità naturali (p.e. terremoti). Pur restando un modello valido nella sua configurazione isolata monofamiliare, per una maggiore flessibilità d'uso potrà generare molteplici tipologie edilizie residenziali, attraverso operazioni di assemblaggio tra le unità immobiliari. Questo obiettivo consentirà una maggiore rivendibilità del modello e quindi una sua più ampia e varia diffusione.
Tratto da GDS 143. Sfoglia il Flip Magazine!
