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Materiali per l'efficienza energetica delle chiusure verticali
Miglioramento prestazioni
                                                                energetiche dell’involucro:
                                                                le proposte dei ricercatori




Uso efficiente dell’energia e miglioramento delle prestazioni
energetiche nel settore edilizio: le proposte dei ricercatori

Martino Labanti – CertiMaC • ENEA
Miglioramento prestazioni
                                                                 energetiche dell’involucro:
                                                                 le proposte dei ricercatori




  Parte prima



LE ISTANZE DEL MERCATO E LA
RISPOSTA DEI PRODUTTORI
La sfida energetica ha coinvolto in modo trasversale il mondo delle
costruzioni (uno dei settori più energivori): dall’impianto normativo
europeo e nazionale, allo studio di nuove soluzioni costruttive,
passando per i nuovi materiali e la riqualificazione del patrimonio
edilizio esistente
Miglioramento prestazioni
                                                      energetiche dell’involucro:
                                                      le proposte dei ricercatori




LA SFIDA ENERGETICA NEL MONDO DELLE COSTRUZIONI

                           Quadro
                          normativo
                          europeo e
                          nazionale




          Istanze del    EFFICIENZA     Innovazione
          mercato e                       da parte
             degli      ENERGETICA          delle
          acquirenti    DEGLI EDIFICI     Imprese




                            Linee di
                          sviluppo da
                          parte della
                            Ricerca
Miglioramento prestazioni
                                                                                         energetiche dell’involucro:
                                                                                         le proposte dei ricercatori




I MACRO -TEMI

                                                 Impianti
                                                 efficienti



                La tipicità                                                 Involucri
               mediterranea                                                performanti




                                                EFFICIENZA
                                             ENERGETICA DEGLI
                                                  EDIFICI
                                                                                 Materiali ad
         Riqualificare
                                                                                    alte
          l’esistente
                                                                                 prestazioni




                              Ripensare il                    Materiali eco-
                                 nuovo                         sostenibili
Miglioramento prestazioni
                                                        energetiche dell’involucro:
                                                        le proposte dei ricercatori




       LA RISPOSTA DEI PRODUTTORI
I nuovi scenari spingono tutta la filiera del settore
delle costruzioni - produttori di materiali e
componenti, progettisti, imprese di costruzione -
verso una maggiore efficienza energetica e qualità
esecutiva.

Dal focus group emerge che:

> Per le strutture opache di involucro l’innovazione
viene perseguita sui materiali tradizionali, che, nella
pratica costruttiva, rimangono ancora i più utilizzati.
> Tra questi il materiale maggiormente diffuso sul
territorio nazionale è sicuramente il laterizio.
Miglioramento prestazioni
                                                               energetiche dell’involucro:
                                                               le proposte dei ricercatori




        IL COMPARTO DEI LATERIZI
Il segmento maggiormente interessato dall’innovazione
di prodotto legata ai temi dell’efficienza energetica è
quello dei blocchi per murature.
 Principali linee di intervento
 ottimizzazione dell’impasto di argilla (porizzazione del materiale
di base);
 ottimizzazione configurazione delle geometrie (layout cavità
d’aria, setti sottili);
 riempimento dei fori con materiali isolanti (lana di roccia,
sughero, polistirene, perlite espansa, …);
 blocchi rettificati o blocchi predisposti con giunti ad incastro per
ridurre l’utilizzo delle malte e quindi i ponti termici;
 integrazione con malte murarie ed intonaci ad alte prestazioni
termiche;
 funzionalizzazione delle superfici esterne a vista od intonacate.
Miglioramento prestazioni
                                                                 energetiche dell’involucro:
                                                                 le proposte dei ricercatori




  Parte seconda



LE PROPOSTE DEI RICERCATORI
Il sistema della ricerca della regione Emilia-Romagna supporta la
ricerca industriale ed il trasferimento tecnologico in campo edilizio per
rafforzare il tessuto produttivo regionale promuovendo la cultura
dell’innovazione
Miglioramento prestazioni
                                                           energetiche dell’involucro:
                                                           le proposte dei ricercatori




           IL DISTRETTO FAENTINO
           DEDICATO AI MATERIALI




Ceramici Industriali, Processi
                                           Tecnologie e Qualificazione
      e Materie Prime
                                 Chimica       materiali avanzati




Energia, Ambiente e Processi                 Fisica e Meccanica
Miglioramento prestazioni
                                                                                energetiche dell’involucro:
                                                                                le proposte dei ricercatori



           UNITA’ UTTMATF FAENZA

 L’Unità tecnico-scientifica ENEA di Faenza, specializzata nello
 sviluppo e qualificazione di materiali innovativi, ceramici e
 compositi, ha sviluppato, su accordo con ANDIL-Assolaterizi, un
 Laboratorio dedicato alla qualificazione e certificazione di
 materiali e prodotti da costruzione.

 Investimenti in attrezzature e strumentazione di
caratterizzazione meccanica, fisica, ambientale,
(prove di gelo/disgelo su varie norme Europee);
 Sviluppo di metodologie di prova su norme
nazionali ed Europee;
 Collaborazioni internazionali per lo sviluppo di
procedure di prova di gelo/disgelo innovative,
partecipazione a round robin tests interlaboratorio;
Gestione della certificazione e rapporti con i
                                                               LABORATORIO ANALISI CHIMICHE
produttori in accordo con APC e, dal 2005 in accordo
con CertiMaC;                                                      LABORATORIO PROVE FISICO-
                                                                         MECCANICHE
 Dal 2008 sviluppo delle attrezzature e metodologie
                                                               LABORATORIO PROVE AMBIENTALI
di qualificazione termo-fisica dei materiali per
                                                                   LABORATORIO ANALISI E PROVE
l’involucro edilizio: laterizi, malte, isolanti, etc.                    TERMO-FISICHE
Miglioramento prestazioni
                                                             energetiche dell’involucro:
                                                             le proposte dei ricercatori



         Divisione Efficienza Energetica Edifici
 Strumenti       e Metodi per la determinazione
sperimentale del potere termoisolante di materiali
tradizionali e avanzati per l’involucro.
 Lo strumento utilizzato è un termoflussimetro con
anello di guardia UNITHERM 2022 in grado di testare
un’ampia gamma di materiali con un elevato range di
temperatura, da -30° a +300°C.
 I risultati ottenuti attraverso le prove sperimentali
rappresentano un utile data-base per l’avvio di progetti
di ricerca scientifica ad hoc su impasti, materie prime e
materiali ad alte prestazioni energetiche.
 L’attività di ricerca si sviluppa anche attraverso
rapporti internazionali con l’obiettivo di affinare le
procedure di calibrazione (interne ed esterne) attraverso
una serie di analisi incrociate su molteplici tipologie di
materiali. Si citano le collaborazioni con il CTMNC
francese, il Dip.to DIENCA della Univ. Di Bologna e
l’Istituto di Metrologia INRIM.
 Strumenti di Modellazione Numerica per analisi in
regime stazionario e dinamico, 2D e 3D volti alla
determinazione dei principali parametri termici di pareti
multistrato, valutazioni rischio condensa e di resistenza
al fuoco di strutture civili.
Miglioramento prestazioni
                                                 energetiche dell’involucro:
                                                 le proposte dei ricercatori




     RICERCA & SVILUPPO DI PRODOTTI E
     SOLUZIONI INNOVATIVE IN EDILIZIA

 Blocchi di laterizio ecocompatibili ad alte
prestazioni termiche;

 Miglioramento prestazioni termiche
dell’involucro mediante P.C.M.;

 Sistemi innovativi in calcestruzzo prefabbricato
per l’edilizia sociale;

 Sistemi energeticamente performanti e
sostenibili per interventi di
ristrutturazione/riqualificazione.
Miglioramento prestazioni
                                                     energetiche dell’involucro:
                                                     le proposte dei ricercatori




                   Blocchi di laterizio
                   ecocompatibili ad alte
                   prestazioni termiche 1/4


Bisogni:
Il mercato richiede elementi per l’involucro ad alte
prestazioni termiche;
Crescente attenzione per l’eco-sostenibilità dei materiali;
Soprattutto nei paesi di fascia mediterranea, è
fondamentale tutelare, oltre al grado di isolamento, il
ricorso a materiali traspiranti, ecologici e con elevata
massa come il laterizio (elevata inerzia termica) per
favorire una buona prestazione in regime Estivo.
Miglioramento prestazioni
                                                  energetiche dell’involucro:
                                                  le proposte dei ricercatori




               Blocchi di laterizio
               ecocompatibili ad alte
               prestazioni termiche 2/4


Obiettivo
Studio, sviluppo e messa a punto di laterizi
alleggeriti in pasta mediante materiali di
origine naturale ed eco-compatibili provenienti
dal riciclo/riutilizzo di scarti di processi
produttivi ed in grado contribuire
all’innalzamento delle proprietà di isolamento
termico.
Miglioramento prestazioni
                                                             energetiche dell’involucro:
                                                             le proposte dei ricercatori




                      Blocchi di laterizio
                      ecocompatibili ad alte
                      prestazioni termiche 3/4

L’alleggerimento con materiale di origine naturale
 Il Laterizio porizzato per murature viene realizzato
aggiungendo all’impasto tradizionale di argilla acqua e sabbia
materiali di origine naturale a bassa granulometria (2-2,5 mm)
che durante la cottura emettono gas e lasciano microalveoli
vuoti, fra loro non comunicanti e uniformemente diffusi nella
massa d’argilla.
 Questa microporosità conferisce al mattone un elevato
grado di isolamento termico oltre alle già buone proprietà in
termini di elevata permeabilità al vapore, resistenza al fuoco e
al gelo (elementi esposti).
 I blocchi possono essere prodotti in diversi formati;
tradizionali o rettificati con giunti verticali ad incastro per
realizzare murature portanti e di tamponamento.
Miglioramento prestazioni
                                                             energetiche dell’involucro:
                                                             le proposte dei ricercatori




                       Blocchi di laterizio
                       ecocompatibili ad alte
                       prestazioni termiche 4/4
Quali materiali?
Materiale ecologico per l’alleggerimento in pasta dei laterizi che
rappresenti lo scarto di un altro processo produttivo presente in
regione Emilia-Romagna:
- Comparto agroalimentare
- Derivati da Bio-compostaggio (Bio-digestati)
Linea di ricerca
Fattibilità inserimento in pasta in diverse % per
l’alleggerimento/porizzazione;
Qualificazione degli impasti da un punto di vista termico,
fisico, meccanico, igrometrico.
 Integrazione con Malte per muratura ed Intonaci ad elevate
prestazioni termiche (sviluppo di premiscelati innovativi od
additivati con elementi isolanti o funzionalizzanti).
Miglioramento prestazioni
                                                   energetiche dell’involucro:
                                                   le proposte dei ricercatori




                  Miglioramento prestazioni
                 termiche dell’involucro
                 mediante P.C.M. - Phase
                 Changing Materials 1/4

Bisogni:
 L’edilizia soprattutto in fascia mediterranea
necessita di materiali per l’involucro con
prestazioni termiche studiate per il regime
estivo, in cui si registra la concomitanza di
climi molto caldi e di forti escursioni termiche
tra giorno e notte.
 In queste condizioni è necessario che
l’involucro opaco svolga la funzione di
attenuare e sfasare l’onda termica diurna per
garantire il mantenimento delle condizioni di
benessere termoigrometrico all’interno.
Miglioramento prestazioni
                                                                        energetiche dell’involucro:
                                                                        le proposte dei ricercatori




                      Miglioramento prestazioni
                     termiche dell’involucro
                     mediante P.C.M. - Phase
                     Changing Materials 2/4

Obiettivo
Studio, sviluppo e messa a punto di laterizi/pannelli per muratura
con, all’interno dei setti, di materiali a cambiamento di fase.

I materiali a cambiamento di fase
Accumulando il flusso di calore entrante/uscente nell/dall’involucro
con una T°di fusione/solidificazione pari a circa 25°C, consentono di
ottimizzare la prestazione della muratura in regime estivo favorendo
lo smorzamento e l’attenuazione dell’onda termica.
Positivamente applicati nella sperimentazione di pannelli in
cartongesso o in legno, intonaci, sistemi di facciata vetrati o in
plexiglas, isolanti termici, impianti di riscaldamento e di
raffrescamento passivo, collettori solari e scambiatori di calore.
Miglioramento prestazioni
                                                                    energetiche dell’involucro:
                                                                    le proposte dei ricercatori




                     Miglioramento prestazioni
                    termiche dell’involucro
                    mediante P.C.M. - Phase
                    Changing Materials 3/4
Attualmente i P.C.M. sono reperibili sul mercato (in particolare
produttori tedeschi e statunitensi), ma mancano sperimentazioni su
larga scala relativamente ad:
 applicazione/integrazione con il laterizio;
benefici energetici sul sistema edificio-impianto;
Applicabilità a livello industriale e del processo produttivo;
Verifica della Durabilità e della Stabilità/Salubrità nel tempo.
I PCM attualmente disponibili sono compositi organici paraffinici e
idrocarburi ottenibili come sottoprodotti della raffinazione del
petrolio o per polimerizzazione, e alcuni inorganici come sali idrati.
Miglioramento prestazioni
                                                        energetiche dell’involucro:
                                                        le proposte dei ricercatori




                  Miglioramento prestazioni
                 termiche dell’involucro
                 mediante P.C.M. - Phase
                 Changing Materials 4/4
Macro-Azioni
 Individuare opportunamente un materiale P.C.M.
che per caratteristiche fisico-chimiche e
prestazionali possa risultare compatibile con il
riempimento dei setti;
 Individuare le opportune tecnologie di prodotto e
di processo per ottimizzare l’integrazione P.C.M. –
LATERIZIO (lay-out fori, modalità di inserimento, …)
e P.C.M. – PANNELLI in CLS o CARTONGESSO;
 Qualificare per via sperimentale le caratteristiche
del nuovo laterizio/pannello per muratura riempito
sotto il profilo termico, fisico, meccanico,
igrometrico.
Miglioramento prestazioni
                                                        energetiche dell’involucro:
                                                        le proposte dei ricercatori




                          Sistemi innovativi in
                          calcestruzzo prefabbricato
                          per l’edilizia sociale 1/3

Bisogni:
La sempre maggiore richiesta di abitazioni a
fronte di una minore disponibilità finanziaria
dell’utente finale, apre la strada al Social
Housing, sinonimo, nel contesto odierno, non
solo di “edilizia popolare”, ma di:



Casa a Costo Contenuto costruita secondo criteri
di efficienza strutturale, energetica e acustica tali
da rispondere ai requisiti delle normative nazionali
ed europee.
Miglioramento prestazioni
                                                   energetiche dell’involucro:
                                                   le proposte dei ricercatori




                      Sistemi innovativi in
                      calcestruzzo prefabbricato
                      per l’edilizia sociale 2/3



Obiettivi:
sviluppo di sistemi di progettazione,
realizzazione e messa in opera volti alla
realizzazione di involucri in cls prefabbricato
destinati al Social Housing.
Il Cls prefabbricato, se opportunamente
progettato e arricchito con le odierne
tecnologie energeticamente efficienti, può
costituire un punto di svolta nell’Housing di
medio-bassa fascia.
Miglioramento prestazioni
                                                              energetiche dell’involucro:
                                                              le proposte dei ricercatori




                        Sistemi innovativi in
                        calcestruzzo prefabbricato
                        per l’edilizia sociale 3/3

Obiettivi:
 Progettazione di moduli/involucri prefabbricati studiati
opportunamente per rispondere ai criteri di affidabilità a sicurezza
(sismicità, res. al fuoco), ai criteri di isolamento termico (in regime
invernale ed estivo) ed acustico;

Definizione di modelli e metodi per favorire lo sviluppo della
prefabbricazione passando da Pannelli 2D a moduli abitativi 3D
con l’integrazione di impianti e componenti trasparenti fino,
eventualmente, alla “fabbrica in cantiere”;

 Fattibilità ed implementazione di sistemi “semi prefabbricati” di
muratura in laterizio.
Miglioramento prestazioni
                                                                 energetiche dell’involucro:
                                                                 le proposte dei ricercatori




                             Sistemi energeticamente
                             performanti e sostenibili
                             per interventi di
                             ristrutturazione/riqualifica
                             zione 1/3
Background:
Parco immobiliare italiano vetusto e scarsamente performante:
Le nuove      costruzioni   rappresentano   lo   0,6%   del   patrimonio
immobiliare;
Circa due terzi degli edifici esistenti sono antecedenti al 1973; anno in
cui è stato emesso il primo regolamento riguardo al risparmio energetico
nelle nuove costruzioni;
17,5 milioni gli edifici che “consumano” in media tra i 200 e i 250
kwh/m2anno;
8,8 milioni che “consumano” 150 kwh/m2anno;
 Un edificio di nuova costruzione deve “consumare” non più di 60÷90
kWh/m2anno.
Miglioramento prestazioni
                                                                  energetiche dell’involucro:
                                                                  le proposte dei ricercatori




                             Sistemi energeticamente
                             performanti e sostenibili
                             per interventi di
                             ristrutturazione/riqualifica
                             zione 2/3

Bisogni:
Per intervenire in modo determinante nell’abbattimento dei consumi
è indispensabile risanare e riqualificare i “giganti del consumo”.

A ciò si aggiunga la decisione a livello europeo, nazionale e locale di
favorire la riqualificazione dell’esistente piuttosto che concedere
nuove aree di urbanizzazione.

Ne consegue che sarebbe opportuno effettuare in maniera
sistematica la Diagnosi Energetica del patrimonio esistente con
conseguente sostentamento delle opere di Efficientamento delle
strutture adibite ad abitazione residenziale.
Miglioramento prestazioni
                                                                               energetiche dell’involucro:
                                                                               le proposte dei ricercatori




                       Sistemi energeticamente
                       performanti e sostenibili
                       per interventi di
                       ristrutturazione/riqualifica
                       zione 3/3

Obiettivi:
Sviluppo di sistemi integrati per                         durabilità

l’efficientamento di involucri
opachi ALTERNATIVI al
                                          sostenibilità
tradizionale cappotto con materiali
isolanti di origine petrolchimica,                              Comfort abitativo

OTTIMIZZATI sotto diversi profili
Miglioramento prestazioni
                  energetiche dell’involucro:
                  le proposte dei ricercatori




     GRAZIE
DELL’ATTENZIONE
Miglioramento prestazioni
                                                                      energetiche dell’involucro:
                                                                      le proposte dei ricercatori




        Contatti

Direzione Tecnico–Scientifica: Ing. Martino Labanti martino.labanti@enea.it

Divisione Efficienza Energetica Involucro: Ing. Luca Laghi l.laghi@certimac.it

Laboratorio Analisi e Marcatura CE: Dr. Marco Marsigli   m.marsigli@certimac.it

Comunicazione–Marketing: Dr.ssa Giulia Ruta     g.ruta@certimac.it

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Marcatura CE tegole di laterizio - Vademecum adempimenti
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Analisi e prove pietre naturali certimac 2013
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Marcatura ce blocchi da solaio in laterizio vademecum produttori
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Materiali compositi per l'involucro
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Funzionalizzazione delle superfici
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Materiali per l'efficienza energetica delle chiusure verticali

  • 2. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Uso efficiente dell’energia e miglioramento delle prestazioni energetiche nel settore edilizio: le proposte dei ricercatori Martino Labanti – CertiMaC • ENEA
  • 3. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Parte prima LE ISTANZE DEL MERCATO E LA RISPOSTA DEI PRODUTTORI La sfida energetica ha coinvolto in modo trasversale il mondo delle costruzioni (uno dei settori più energivori): dall’impianto normativo europeo e nazionale, allo studio di nuove soluzioni costruttive, passando per i nuovi materiali e la riqualificazione del patrimonio edilizio esistente
  • 4. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori LA SFIDA ENERGETICA NEL MONDO DELLE COSTRUZIONI Quadro normativo europeo e nazionale Istanze del EFFICIENZA Innovazione mercato e da parte degli ENERGETICA delle acquirenti DEGLI EDIFICI Imprese Linee di sviluppo da parte della Ricerca
  • 5. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori I MACRO -TEMI Impianti efficienti La tipicità Involucri mediterranea performanti EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI Materiali ad Riqualificare alte l’esistente prestazioni Ripensare il Materiali eco- nuovo sostenibili
  • 6. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori LA RISPOSTA DEI PRODUTTORI I nuovi scenari spingono tutta la filiera del settore delle costruzioni - produttori di materiali e componenti, progettisti, imprese di costruzione - verso una maggiore efficienza energetica e qualità esecutiva. Dal focus group emerge che: > Per le strutture opache di involucro l’innovazione viene perseguita sui materiali tradizionali, che, nella pratica costruttiva, rimangono ancora i più utilizzati. > Tra questi il materiale maggiormente diffuso sul territorio nazionale è sicuramente il laterizio.
  • 7. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori IL COMPARTO DEI LATERIZI Il segmento maggiormente interessato dall’innovazione di prodotto legata ai temi dell’efficienza energetica è quello dei blocchi per murature. Principali linee di intervento  ottimizzazione dell’impasto di argilla (porizzazione del materiale di base);  ottimizzazione configurazione delle geometrie (layout cavità d’aria, setti sottili);  riempimento dei fori con materiali isolanti (lana di roccia, sughero, polistirene, perlite espansa, …);  blocchi rettificati o blocchi predisposti con giunti ad incastro per ridurre l’utilizzo delle malte e quindi i ponti termici;  integrazione con malte murarie ed intonaci ad alte prestazioni termiche;  funzionalizzazione delle superfici esterne a vista od intonacate.
  • 8. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Parte seconda LE PROPOSTE DEI RICERCATORI Il sistema della ricerca della regione Emilia-Romagna supporta la ricerca industriale ed il trasferimento tecnologico in campo edilizio per rafforzare il tessuto produttivo regionale promuovendo la cultura dell’innovazione
  • 9. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori IL DISTRETTO FAENTINO DEDICATO AI MATERIALI Ceramici Industriali, Processi Tecnologie e Qualificazione e Materie Prime Chimica materiali avanzati Energia, Ambiente e Processi Fisica e Meccanica
  • 10. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori UNITA’ UTTMATF FAENZA L’Unità tecnico-scientifica ENEA di Faenza, specializzata nello sviluppo e qualificazione di materiali innovativi, ceramici e compositi, ha sviluppato, su accordo con ANDIL-Assolaterizi, un Laboratorio dedicato alla qualificazione e certificazione di materiali e prodotti da costruzione.  Investimenti in attrezzature e strumentazione di caratterizzazione meccanica, fisica, ambientale, (prove di gelo/disgelo su varie norme Europee);  Sviluppo di metodologie di prova su norme nazionali ed Europee;  Collaborazioni internazionali per lo sviluppo di procedure di prova di gelo/disgelo innovative, partecipazione a round robin tests interlaboratorio; Gestione della certificazione e rapporti con i LABORATORIO ANALISI CHIMICHE produttori in accordo con APC e, dal 2005 in accordo con CertiMaC; LABORATORIO PROVE FISICO- MECCANICHE  Dal 2008 sviluppo delle attrezzature e metodologie LABORATORIO PROVE AMBIENTALI di qualificazione termo-fisica dei materiali per LABORATORIO ANALISI E PROVE l’involucro edilizio: laterizi, malte, isolanti, etc. TERMO-FISICHE
  • 11. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Divisione Efficienza Energetica Edifici  Strumenti e Metodi per la determinazione sperimentale del potere termoisolante di materiali tradizionali e avanzati per l’involucro.  Lo strumento utilizzato è un termoflussimetro con anello di guardia UNITHERM 2022 in grado di testare un’ampia gamma di materiali con un elevato range di temperatura, da -30° a +300°C.  I risultati ottenuti attraverso le prove sperimentali rappresentano un utile data-base per l’avvio di progetti di ricerca scientifica ad hoc su impasti, materie prime e materiali ad alte prestazioni energetiche.  L’attività di ricerca si sviluppa anche attraverso rapporti internazionali con l’obiettivo di affinare le procedure di calibrazione (interne ed esterne) attraverso una serie di analisi incrociate su molteplici tipologie di materiali. Si citano le collaborazioni con il CTMNC francese, il Dip.to DIENCA della Univ. Di Bologna e l’Istituto di Metrologia INRIM.  Strumenti di Modellazione Numerica per analisi in regime stazionario e dinamico, 2D e 3D volti alla determinazione dei principali parametri termici di pareti multistrato, valutazioni rischio condensa e di resistenza al fuoco di strutture civili.
  • 12. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori RICERCA & SVILUPPO DI PRODOTTI E SOLUZIONI INNOVATIVE IN EDILIZIA  Blocchi di laterizio ecocompatibili ad alte prestazioni termiche;  Miglioramento prestazioni termiche dell’involucro mediante P.C.M.;  Sistemi innovativi in calcestruzzo prefabbricato per l’edilizia sociale;  Sistemi energeticamente performanti e sostenibili per interventi di ristrutturazione/riqualificazione.
  • 13. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Blocchi di laterizio ecocompatibili ad alte prestazioni termiche 1/4 Bisogni: Il mercato richiede elementi per l’involucro ad alte prestazioni termiche; Crescente attenzione per l’eco-sostenibilità dei materiali; Soprattutto nei paesi di fascia mediterranea, è fondamentale tutelare, oltre al grado di isolamento, il ricorso a materiali traspiranti, ecologici e con elevata massa come il laterizio (elevata inerzia termica) per favorire una buona prestazione in regime Estivo.
  • 14. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Blocchi di laterizio ecocompatibili ad alte prestazioni termiche 2/4 Obiettivo Studio, sviluppo e messa a punto di laterizi alleggeriti in pasta mediante materiali di origine naturale ed eco-compatibili provenienti dal riciclo/riutilizzo di scarti di processi produttivi ed in grado contribuire all’innalzamento delle proprietà di isolamento termico.
  • 15. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Blocchi di laterizio ecocompatibili ad alte prestazioni termiche 3/4 L’alleggerimento con materiale di origine naturale  Il Laterizio porizzato per murature viene realizzato aggiungendo all’impasto tradizionale di argilla acqua e sabbia materiali di origine naturale a bassa granulometria (2-2,5 mm) che durante la cottura emettono gas e lasciano microalveoli vuoti, fra loro non comunicanti e uniformemente diffusi nella massa d’argilla.  Questa microporosità conferisce al mattone un elevato grado di isolamento termico oltre alle già buone proprietà in termini di elevata permeabilità al vapore, resistenza al fuoco e al gelo (elementi esposti).  I blocchi possono essere prodotti in diversi formati; tradizionali o rettificati con giunti verticali ad incastro per realizzare murature portanti e di tamponamento.
  • 16. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Blocchi di laterizio ecocompatibili ad alte prestazioni termiche 4/4 Quali materiali? Materiale ecologico per l’alleggerimento in pasta dei laterizi che rappresenti lo scarto di un altro processo produttivo presente in regione Emilia-Romagna: - Comparto agroalimentare - Derivati da Bio-compostaggio (Bio-digestati) Linea di ricerca Fattibilità inserimento in pasta in diverse % per l’alleggerimento/porizzazione; Qualificazione degli impasti da un punto di vista termico, fisico, meccanico, igrometrico.  Integrazione con Malte per muratura ed Intonaci ad elevate prestazioni termiche (sviluppo di premiscelati innovativi od additivati con elementi isolanti o funzionalizzanti).
  • 17. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Miglioramento prestazioni termiche dell’involucro mediante P.C.M. - Phase Changing Materials 1/4 Bisogni:  L’edilizia soprattutto in fascia mediterranea necessita di materiali per l’involucro con prestazioni termiche studiate per il regime estivo, in cui si registra la concomitanza di climi molto caldi e di forti escursioni termiche tra giorno e notte.  In queste condizioni è necessario che l’involucro opaco svolga la funzione di attenuare e sfasare l’onda termica diurna per garantire il mantenimento delle condizioni di benessere termoigrometrico all’interno.
  • 18. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Miglioramento prestazioni termiche dell’involucro mediante P.C.M. - Phase Changing Materials 2/4 Obiettivo Studio, sviluppo e messa a punto di laterizi/pannelli per muratura con, all’interno dei setti, di materiali a cambiamento di fase. I materiali a cambiamento di fase Accumulando il flusso di calore entrante/uscente nell/dall’involucro con una T°di fusione/solidificazione pari a circa 25°C, consentono di ottimizzare la prestazione della muratura in regime estivo favorendo lo smorzamento e l’attenuazione dell’onda termica. Positivamente applicati nella sperimentazione di pannelli in cartongesso o in legno, intonaci, sistemi di facciata vetrati o in plexiglas, isolanti termici, impianti di riscaldamento e di raffrescamento passivo, collettori solari e scambiatori di calore.
  • 19. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Miglioramento prestazioni termiche dell’involucro mediante P.C.M. - Phase Changing Materials 3/4 Attualmente i P.C.M. sono reperibili sul mercato (in particolare produttori tedeschi e statunitensi), ma mancano sperimentazioni su larga scala relativamente ad:  applicazione/integrazione con il laterizio; benefici energetici sul sistema edificio-impianto; Applicabilità a livello industriale e del processo produttivo; Verifica della Durabilità e della Stabilità/Salubrità nel tempo. I PCM attualmente disponibili sono compositi organici paraffinici e idrocarburi ottenibili come sottoprodotti della raffinazione del petrolio o per polimerizzazione, e alcuni inorganici come sali idrati.
  • 20. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Miglioramento prestazioni termiche dell’involucro mediante P.C.M. - Phase Changing Materials 4/4 Macro-Azioni  Individuare opportunamente un materiale P.C.M. che per caratteristiche fisico-chimiche e prestazionali possa risultare compatibile con il riempimento dei setti;  Individuare le opportune tecnologie di prodotto e di processo per ottimizzare l’integrazione P.C.M. – LATERIZIO (lay-out fori, modalità di inserimento, …) e P.C.M. – PANNELLI in CLS o CARTONGESSO;  Qualificare per via sperimentale le caratteristiche del nuovo laterizio/pannello per muratura riempito sotto il profilo termico, fisico, meccanico, igrometrico.
  • 21. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Sistemi innovativi in calcestruzzo prefabbricato per l’edilizia sociale 1/3 Bisogni: La sempre maggiore richiesta di abitazioni a fronte di una minore disponibilità finanziaria dell’utente finale, apre la strada al Social Housing, sinonimo, nel contesto odierno, non solo di “edilizia popolare”, ma di: Casa a Costo Contenuto costruita secondo criteri di efficienza strutturale, energetica e acustica tali da rispondere ai requisiti delle normative nazionali ed europee.
  • 22. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Sistemi innovativi in calcestruzzo prefabbricato per l’edilizia sociale 2/3 Obiettivi: sviluppo di sistemi di progettazione, realizzazione e messa in opera volti alla realizzazione di involucri in cls prefabbricato destinati al Social Housing. Il Cls prefabbricato, se opportunamente progettato e arricchito con le odierne tecnologie energeticamente efficienti, può costituire un punto di svolta nell’Housing di medio-bassa fascia.
  • 23. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Sistemi innovativi in calcestruzzo prefabbricato per l’edilizia sociale 3/3 Obiettivi:  Progettazione di moduli/involucri prefabbricati studiati opportunamente per rispondere ai criteri di affidabilità a sicurezza (sismicità, res. al fuoco), ai criteri di isolamento termico (in regime invernale ed estivo) ed acustico; Definizione di modelli e metodi per favorire lo sviluppo della prefabbricazione passando da Pannelli 2D a moduli abitativi 3D con l’integrazione di impianti e componenti trasparenti fino, eventualmente, alla “fabbrica in cantiere”;  Fattibilità ed implementazione di sistemi “semi prefabbricati” di muratura in laterizio.
  • 24. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Sistemi energeticamente performanti e sostenibili per interventi di ristrutturazione/riqualifica zione 1/3 Background: Parco immobiliare italiano vetusto e scarsamente performante: Le nuove costruzioni rappresentano lo 0,6% del patrimonio immobiliare; Circa due terzi degli edifici esistenti sono antecedenti al 1973; anno in cui è stato emesso il primo regolamento riguardo al risparmio energetico nelle nuove costruzioni; 17,5 milioni gli edifici che “consumano” in media tra i 200 e i 250 kwh/m2anno; 8,8 milioni che “consumano” 150 kwh/m2anno;  Un edificio di nuova costruzione deve “consumare” non più di 60÷90 kWh/m2anno.
  • 25. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Sistemi energeticamente performanti e sostenibili per interventi di ristrutturazione/riqualifica zione 2/3 Bisogni: Per intervenire in modo determinante nell’abbattimento dei consumi è indispensabile risanare e riqualificare i “giganti del consumo”. A ciò si aggiunga la decisione a livello europeo, nazionale e locale di favorire la riqualificazione dell’esistente piuttosto che concedere nuove aree di urbanizzazione. Ne consegue che sarebbe opportuno effettuare in maniera sistematica la Diagnosi Energetica del patrimonio esistente con conseguente sostentamento delle opere di Efficientamento delle strutture adibite ad abitazione residenziale.
  • 26. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Sistemi energeticamente performanti e sostenibili per interventi di ristrutturazione/riqualifica zione 3/3 Obiettivi: Sviluppo di sistemi integrati per durabilità l’efficientamento di involucri opachi ALTERNATIVI al sostenibilità tradizionale cappotto con materiali isolanti di origine petrolchimica, Comfort abitativo OTTIMIZZATI sotto diversi profili
  • 27. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori GRAZIE DELL’ATTENZIONE
  • 28. Miglioramento prestazioni energetiche dell’involucro: le proposte dei ricercatori Contatti Direzione Tecnico–Scientifica: Ing. Martino Labanti martino.labanti@enea.it Divisione Efficienza Energetica Involucro: Ing. Luca Laghi l.laghi@certimac.it Laboratorio Analisi e Marcatura CE: Dr. Marco Marsigli m.marsigli@certimac.it Comunicazione–Marketing: Dr.ssa Giulia Ruta g.ruta@certimac.it