EDIFICI A ENERGIA QUAZI ZERO – VERSO IL 2020
Il futuro delle costruzioni tra decreti NZEB, edifici di riferimento,
certificazione ed efficienza energetica in area mediterranea
NZEB E SALUTE
Prof. Ing. Arch. Marco
D’Orazio
L’aquila, 13 maggio 2015
www.edifici2020.it
Con il patrocinio di
DIRETTIVA SAVE
DECRETO 192
DIRETTIVA NZEB
DECRETO 311
DIRETTIVA EPBD
DECRETO 59
DIRETTIVA EPBD RECAST
RISPARMIO
EFFICIENZA ENERGETICA
NUOVO DECRETO ‘15
CONTENIMENTO DEI CONSUMI
TENUTA
ISOLAMENTO
Ma è questo l’obiettivo ?
Tramonto a Pechino
L’obiettivo è la salute non il
risparmio
• Le malattie croniche «non trasmissibili» costeranno al sistema
sanitario mondiale nel corso dei prossimi 20 anni 30 mld € (48%
del PIL mondiale dell’anno appena trascorso)
• Le malattie respiratorie rappresentano una quota rilevante (235
milioni di persone soffrono di asma, 64 milioni di persone
soffrono di bronco-pneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) (il 5%
delle morti totali sono riconducibili a queste patologie), Milioni di
persone soffrono le conseguenze di forme lievi di BPCO, riniti
allergiche e altre patologie croniche
• I fattori di rischio sono noti: Fumo, Inquinamento indoor e
outdoor, Allergeni, Esposizioni occupazionali
An «unsafe»
Classi A3,A4
Sd 1…2..15………
Riduzione dei
Ricambi orari
Forte inibizione
Dei flussi termoigrometrici
ORE SPESE FUORI DELL’ABITAZIONE
Fasce deboli
passiamo il 90% del nostro tempo in ambienti abitati
Sd elevati
BARRIERA
Tenuta per
risparmio
energetico
1
BARRIERA
BARRIERA
2
BARRIERA
Ciò che si produce rimane all’interno
Alcune evidenze sperimentali
EDIFICI EFFICIENTATI
EDIFICI REALIZZATI SECONDO SCHEMI NZEB
EDIFICI SPERIMENTALI CON LOGICHE NZEB
Un caso di studio
Zona climatica E
Utilizzo incentivi
Isolamento copertura
16 cm Isolante fibroso
Finestre classe A4
Isolamento a cappotto
Interno 10 cm EPS
I PROBLEMI DI NATURA TERMICA
Ondata di calore
Temperatura interna > T superfici
Per tutta la fase di scarico
Fuori confort
I PROBLEMI DI NATURA IGROMETRICA E DI IAQ
UNI 13788 (ver.2004)
Il confronto con il riferimento
Pa
1200
0
Pa
1200
0
Zona di Torino, primi anni ‘90
Camera da letto
Temperatura esterna
No interventi
900
0,18
800
UR% ambientali
0,16
0,14
0,12
500
0,10
0
0,00
UR%
10
0
0,02
90
100
80
0,04
70
200
60
0,06
50
300
40
0,08
30
400
20
Count
600
Proportion per Bar
700
accoppiamento
disaccoppiamento
calore
calore
vapore
PASSATO
Innalzamento
temperature
superficiali in estate
Diminuzione
temperature
superficiali in inverno
Maggiore accumulo
igroscopico
vapore
Accumulo igroscopico
nei materiali del
pacchetto interno
FUTURO
Innalzamento dei valori di picco delle UR% ambientali
Rischio formazione muffe - UNI EN 13788
Temperature interne
Etichette di riga
B
270
540
810
1080
C
270
540
810
1080
D
270
540
810
1080
E
270
540
810
1080
Totale complessivo
18 18,5 18,8 19,1 19,5 20 20,8 21 21,1 22 22,4 22,6 22,7 22,9 23,3 23,4 23,6 23,8 24,1 25,3 25,4 25,5 25,7 26,5 26,7 Totale complessivo
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
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0
0
0
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0
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0
0
0
0
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0
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0
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0 0
0
0
0
0
0
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0 0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
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0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
3
0
4
3
0 0
0 0
0
4
0
0
14
0
0
1
0
0 0
0 0
0
1
0
0
2
1
0
1
0
0 0
0 0
0
1
0
0
3
1
0
1
0
0 0
0 0
0
1
0
0
3
1
0
1
3
0 0
0 0
0
1
0
0
6
3
0
0
4
0 3
0 0
0 0
0
0
4
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
14
• 6 città
• 4 zone climatiche
• 4 classi di concentrazione
• Valori medi mensili T e UR% esterne
• Valori di trasmittanza edificio di riferimento
E’ un problema
La pericolosità
• Classe A: funghi e loro prodotti metabolici che hanno la
caratteristica di essere altamente patogeni. Per la gravità dei
loro effetti sulla salute dell’uomo, non deve essere ammessa
la loro presenza all’interno degli ambienti;
• Classe B: Funghi e loro prodotti metabolici che diventano
patogeni se l’organismo umano viene sottoposto ad una loro
esposizione per lungo tempo e che possono essere causa di
reazioni allergiche;
• Classe C: Funghi che non sono pericolosi per la salute
dell’uomo, ma che possono comunque causare danni alle
superfici.
1926
NON E’ IL FATTORE PREPONDERANTE
SONO I
FATTORI
PRINCIPALI
Le condizioni limite
Isopleth
• LIM II
• Materiali biologicamente avversi
alla crescita
• LIM I
• Materiali che permettono la
crescita
• LIM 0
• Mezzo di coltura ottimale
Condizioni
Limite per la germinazione
delle spore
Sulla superficie
Cresce se > di…..
Moisture Level
Category of
microoorganism
High
Tertiary
colonizers Alternaria
(aw> 0.9; ERH% > 90%)
(hydrophilic)
epicoccum
alternata;
spp.;
Aspergillus
exophiala
fumigatus;
spp.
fusarium
moniliforme; mucr plumbeus; phoma erbarum;
phialophora spp.; rhizopus spp.; stachybotrys
chartarum
(s.atra);
trhchoderma
spp.;
ulocladium consortiale; sporobolomyces spp.
Actinobacteria
(or Actinomycetes)
Intermediate
Secondary colonizers
(aw 0.8-0.9; ERH% 80-90%)
Aspergillus
cladosporium
flavus;
aspergillus
cladosporioides;
versicolor;
cladosporium
sphaerospermum; mucor circinelloides; rhizopus
orzyae
Low
Primary
(aw< 0.8; ERH% < 80%)
(xerophilic)
colonizers Alternaria
citri;
apsergillus
(eurotium)
amstelodami; aspergillus candidus; aspegillus
(eurotium) glaucus; aspergillus niger; aspergillus
penicilloides; aspergillus (eurotium) repens;
aspergillus restrictus; aspergillus versicolor;
paenicillium
variatii;
paenicillium
aurantiogriseum; paenicillium brevicompactum;
paenicillium
chrysogenum;
paenicillium
commune; paenicillium expansum; paenicillium
greseofulvum; wallemia sebi.
Altre evidenze sperimentali
Velocità di crescita
• Scelta di 3 ceppi (colonizzatori primari)
• Aspergillus versicolor (più frequente nelle
abitazioni)
• Penicillium chrysogenum
• Stachybotrys chartarum.
• Scelta di diverse tipologie di rasanti e
finiture (3 rasanti per cappotto, 2 finiture
per interno, 2 pitture)
• Attivazione delle muffe con bagno colturale
• Inoculazione su capsule petri
• 15 dd in camera
climatica con UR >90% e T=23°C
• Analisi della % coperta con microscopio a
fluorescenza
• Analisi del rapporto tra superficie coperta e
sostanze organiche
I risultati
• A,B rasanti per
cappotto
• C,D,E Finiture da
interno
• F,G Pitture
Una volta che c’è
l’innesco ……
I risultati
Mould index
% di superficie coperta
Cod.
Aspergillus
versicolor
Penicillium
chrysogenum
Stachybotrys
chartarum
Aspergillus
versicolor
Penicillium
chrysogenum
Stachybotrys
chartarum
A
3
3
2
6.9%
9.2%
1.1%
B
2
4
4
1.8%
12.4%
17.9%
C
0
3
4
0.1%
6.1%
12.1%
D
3
3
5
6.3%
9.4%
23.4%
E
4
2
3
12.4%
1.5%
5.9%
F
6
7
7
57.8%
66.1%
69.3%
G
2
0
1
3.9%
0.0%
0.8%
In soli 15 giorni
•
•
•
A,B rasanti per cappotto
C,D,E Finiture da interno
F,G Pitture
Maggiore
contenuto di
sostanze
organiche
La compresenza di acqua e sostanze organiche nei materiali di finitura eleva il rischio
….ma nelle abitazioni non si produce
solo vapore…
Analisi di 240 edifici – pre e post innalzamento livelli di isolamento
Toluene, Xylene
Benzene
Limiti a breve termine (1h)
In parte legata
Ai materiali inseriti,
In parte legata alla
maggiore
tenuta
I valori limite della esposizione giornaliera (per inalazione) a benzene, toluene, m/p-xylene e o-xylene sono:
BENZENE 0.1 μg/kg/giorno
TOLUENE 1.2 μg/kg/giorno
m/p XYLENE 0.4 μg/kg/giorno
O-XYLENE 0.3 μg/kg/giorno
Considerando la prestazione energetica quale
obiettivo, si rischia di dare luogo ad ambienti che
aumentano i fattori di rischi della salute
È possibile compensare con sistemi impiantistici (es.
VMC) ma vanno valutati il costo energetico e le
necessità manutentive in relazione alle fasce di
popolazione interessate
E’ possibile più semplicemente ricordare i nostri modi
costruttivi e la capacità di buffering (tampone) che
questi hanno sempre manifestato
ESTERNO
INTERNO
calore
vapore
Innalzamento
temperature
superficiali in estate
Diminuzione
temperature
superficiali in inverno
Maggiore accumulo
igroscopico
EMPD
Accumulo igroscopico
nei materiali del
pacchetto interno
L’effetto
La valutazione sperimentale
valutazione del comportamento igroscopico di tipo dinamico di 4
materiali porosi superadsorbenti
MATERIALE
SUPERASSORBENTE
CELLULOSA
GESSO
PERLITE
Le modalità di prova
 Fase di stabilizzazione in camera climatica:
Temperatura
T = 23°C
Umidità Relativa
RH = 50 %
 Fase di esposizione ciclica:
Temperatura
Livelli alti di RH per 8h
Livelli bassi di RH per 16h
T = 23°C
RH = 75 %
RH = 33 %
 Misurazioni periodiche delle variazioni di peso dei provini (bilancia
analitica): necessarie per ricavare il Moisture Buffering Value
Per Moisture Buffering Value (MBV) accumulo/rilascio di umidità
che si ha quando il materiale è soggetto a significative oscillazioni
di umidità relativa tra il 75% RH durante 8 ore e il 33% RH durante
le restanti 16 ore. Il valore MBV è normalizzato rispetto alla
superficie esposta [m²] e alla variazione di umidità relativa [ΔRH%].
CARATTERIZZAZIONE DINAMICA IN CAMERA CLIMATICA
PRIMI RISULTATI:
1. Moisture Buffering Value (MBV)
MBV [g/(m2*%RH)@8-16h]
Moisture Buffer Value (MBV) dei materiali adsorbenti sperimentati
10,000
9,000
8,000
7,000
6,000
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
0,000
poliacrilato
perlite
cellulosa
gesso
dummy
Materiali
Il Mat.
Superassorbente e
la cellulosa
risultano i migliori
materiali dal punto
di vista di
adsorbimento di RH
ad un'esposizione
ciclica.
Materiale superassorbente: MBV più elevato = ~9 g/[m²*%RH]
Cellulosa: MBV elevato = ~3 g/[m²*%RH]
Gesso: MBV buono = ~1 g/[m²*%RH]
Perlite: MBV trascurabile = 0,085 g/[m²*%RH]
Confronto del valore m edio di quantità d'acqua accum ulata/rilasciata
progressivam ente dai m ateriali
2,500
2,000
1,500
1,000
[g]
accumulata/rilasciata progressivamente
Quantità media di acqua
Un problema: l’isteresi
0,500
0,000
-0,500
poliacrilato
perlite
cellulosa
gesso
dummy
-1,000
Materiali
Mat. superassorb.
Cellulosa, Gesso,
Perlite,Dummy
acqua accumulata = ~2 g
ISTERESI
acqua accumulata = ~0 g
NO ISTERESI
ventilation
A SAFE
Low assorbance
No perfectly
thigtly
Mass storage and
moisture buffering
ventilation
A SAFE
grazie