INNOVAZIONI DAL MONDO DELLE COSTRUZIONI

Il mattone che sostituisce il cappotto

 

Il mattone si costituisce come elemento costruttivo utilizzato fin dall’antichità per le sue caratteristiche di durevolezza, sostenibilità e versatilità. Oggi si presenta la sfida di come migliorare un modello costruttivo così longevo, vertendo con particolare attenzione all’aspetto del valore ambientale. 
Non si tratta soltanto di scegliere il materiale più ecosostenibile per costruire, ma di accogliere e promuovere una cultura progettuale integrata, che riesca a coniugare comfort abitativo, sostenibilità ambientale ed efficienza energetica.
 
Le soluzioni tecnologiche innovative devono infatti minimizzare l’impatto ambientale durante le fasi di design, produzione e approvvigionamento delle materie prime, ma anche durante l’intero ciclo di vita dell’edificio stesso. Con questo obiettivo è stato creato un elemento che potesse evitare l’integrazione del pacchetto con ulteriori interventi di isolamento: una combinazione di blocchi che permettono di realizzare giunti di malta di appena 1 mm eliminando il ponte termico della malta tra un corso e l’altro a vantaggio delle performance energetiche con la contemporanea presenza di setti sottili che incrementa le file dei fori e la percentuale di foratura, migliorando notevolmente le prestazioni di isolamento rispetto ad un normale laterizio; ad integrare il sistema una mezza tavella in laterizio accoppiata ad un pannello di isolante in EPS con grafite. L’abbinamento tra questi laterizi innovativi monostrato e la tavella coibentata permette di risolvere il ponte termico in corrispondenza della struttura in cemento armato, ottenendo così un’opera muraria dalle prestazioni termiche eccellenti, senza l’installazione di un cappotto termico ed omogenea anche in corrispondenza dei pilastri in cemento armato.
 
Un vantaggio in termini progettuali ma anche un vantaggio in termini realizzativi, con la riduzione in maniera considerevole dei tempi di posa, degli sfridi di cantiere e dei consumi di malta. Il risultato è una parete massiva che, semplicemente intonacata, permette all’involucro di raggiungere trasmittanze U fino a 0,19 W/mÇK.
 
Inoltre la massa superficiale di queste soluzioni monostrato, che supera i 300 kg/mÇ, consente di ottenere sfasamenti dell’onda termica oltre le 24 ore, con ricadute positive, sia in termini di consumi energetici che di comfort interno anche durante i picchi di calore estivo.
 
L’utilizzo dell’argilla, con una cottura a quasi 900 gradi che, come dimostrato dalle molte costruzioni romane ancora in essere, permette di realizzare involucri estremamente durevoli, con ricadute positive sui costi di manutenzione dell’edificio durante il suo ciclo di vita utile.

 

Serramenti “attivi”

Gli edifici si stanno oggi trasformando in elementi attivi che producono, utilizzano e forniscono energia all’intera rete energetica.

Questo cambiamento, soprattutto a livello europeo, porta con sé anche il passaggio da un sistema energetico nazionale centralizzato basato su combustibili fossili, a un sistema decentrato rinnovabile e interconnesso in cui gli edifici consumano ma al contempo producono energia.

Fondamentale risulta quindi il concetto di “adattabilità” degli elementi costitutivi, intesa come capacità delle soluzioni d’ involucro proposte di adattarsi ai diversi contesti (condizioni atmosferiche, urbane, normative, caratteristiche e funzioni dell`edificio). Adattabilità significa anche la capacità di adeguare il profilo dei carichi alla produzione locale di energia rinnovabile, nonché la capacità dell’involucro sviluppato di interagire con l`ambiente esterno influenzando positivamente le prestazioni energetiche dell`edificio e il comfort interno.

Con particolare riferimento ai serramenti, i modelli attuali tendono a caratteristiche multifunzionali, con l’integrazione di componenti diversi quali sistemi di schermatura adattivi, sistemi di ventilazione controllati, sensori e produzione di energia rinnovabile.

Il progetto Horizon2020 EnergyMatching, al quale hanno collaborato 17 partner europei coordinati dal centro di ricerca applicata Eurac Research di Bolzano e conclusosi lo scorso anno, ha avuto come obiettivo lo sviluppo di diverse soluzioni di involucro edilizio - con annesso impianto HVAC (Heating Ventilation and Air Conditioning) - consentendo al contempo la produzione di energia rinnovabile e l`interazione con i sistemi energetici a livello sia di edificio che di distretto.

Tutte le soluzioni sono state sviluppate con l`obiettivo specifico di non superare di oltre il 20% i costi standard convenzionali di ristrutturazione dell`edificio, supportati da una rigorosa ottimizzazione di progettazione, materiali e processi, e un PBT (Pay Back time) tra i 5 e i 9 anni, a seconda delle specifiche condizioni di contesto, del tipo di implementazione all`interno dell`edificio e del modello di business utilizzato.

Tra le tecnologie innovative proposte, il “Solar Window block”, una finestra prefabbricata in un monoblocco che integra macchina di ventilazione decentralizzata, ombreggiatura automatica adattiva e moduli fotovoltaici integrati.

Il modulo fotovoltaico si offre a diverse possibilità di integrazione, come le configurazioni su aggetto ombreggiante, a davanzale e verticale, rendendo così possibile un’ottima flessibilità progettuale. L`elettricità generata può alimentare il sistema di ventilazione con recupero di calore integrato nel monoblocco, o essere utilizzata per l`autoconsumo all`interno dell`edificio. Il monoblocco attorno alla finestra, ad alto isolamento, può ospitare il sistema di ventilazione, l`elettronica di controllo e le batterie per l`alimentazione autonoma del sistema.

Un ulteriore esempio di serramento innovativo è l’”Active Window System (AWS)”, tecnologia sviluppata in collaborazione fra Eurac Research e Eurofinestra, nell’ambito delle attività di ricerca del progetto Horizon2020 Cultural-E.

L’Active Window System consiste in una finestra multifunzionale con un telaio modulare in legno e quindi facilmente adattabile alle diverse esigenze, un sistema schermante adattivo integrato in una cavità semi-ventilata protetta dall’esterno però accessibile per la manutenzione, un sistema di ventilazione decentralizzata sia passivo (trickle vents) che meccanico, che può essere a sua volta collegato alla cavità se

… e ancora

Pietra sintetica

Gli scarti provenienti dalla lavorazione del marmo e della pietra naturale in genere, vengono riciclati e assemblati in lastre grazie a una resina naturale atossica.  Da pietra, nasce pietra composta al 99% da scarti. 

Calcestruzzo fibrorinforzato

Un calcestruzzo in grado di prevenire la propagazione delle fessure indotta dall’insorgere delle tensioni di trazione. La formulazione con fibre in propilene contrasta il ritiro plastico superficiale che solitamente si manifesta nelle strutture gettate, la formulazione in acciaio consente un sensibile incremento della resistenza alla flessione e agli urti. In specifiche situazioni fa evitare l’utilizzo di reti elettrosaldate e/o armature secondarie.

Calcestruzzo drenante

Un calcestruzzo capace di lasciar passare l’acqua nel terreno sottostante e utilissimo per rendere più “permeabili” i camminamenti e i cortili intorno alle abitazioni. Le superfici pavimentate tradizionali in ambito urbano sono ritenute largamente responsabili delle “isole di calore urbano” (quella sensazione di caldo che “sale” dalla pavimentazione in asfalto). Con l’utilizzo di questo calcestruzzo, in alternativa al bitume, si ottiene un’importante riduzione della sensazione di calore avvertito dai pedoni nel periodo estiv. La colorazione più chiara tipica del cemento rispetto all’asfalto e la sua formulazione ad hoc rappresenta uno strumento importante al servizio del comfort cittadino. E’ stato utilizzato all’Energy Park di Vimercate (MI), al Parco della Biblioteca degli Alberi a Milano e al Parco scientifico e tecnologico di Stezzano (BG), oltre che in svariate piste ciclabili in tutto il territorio nazionale.