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
EFFICIENZA ENERGETICA
RISPARMIO CONTENIMENTO DEI CONSUMI
ISOLAMENTO
DIRETTIVA SAVE
DIRETTIVA NZEB
DIRETTIVA EPBD
DIRETTIVA EPBD RECAST
DECRETO 192
DECRETO 311
DECRETO 59
NUOVO DECRETO ‘15
TENUTA
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»
Forte inibizione Dei flussi termo- igrometrici
Riduzione dei Ricambi orari
Classi A3,A4
Sd 1…2..15………
passiamo il 90% del nostro tempo in ambienti abitati
Fasce deboli
ORE
SPE
SE F
UO
RI D
ELL’A
BITA
ZIO
NE
Tenuta per risparmio energetico
Sd elevati
BARRIERA
Ciò che si produce rimane all’interno
1
2
BARRIERA
BARR
IERA
BARRIERA
Alcune evidenze sperimentali
EDIFICI EFFICIENTATI EDIFICI REALIZZATI SECONDO SCHEMI NZEB
EDIFICI SPERIMENTALI CON LOGICHE NZEB
Isolamento a cappotto Interno 10 cm EPS
Finestre classe A4
Isolamento copertura 16 cm Isolante fibroso
Zona climatica E Utilizzo incentivi
Un caso di studio
Ondata di calore
I PROBLEMI DI NATURA TERMICA
Temperatura interna > T superfici Per tutta la fase di scarico
Fuori confort
UNI 13788 (ver.2004)
I PROBLEMI DI NATURA IGROMETRICA E DI IAQ
Il confronto con il riferimento
1200
0
Zona di Torino, primi anni ‘90
Pa
1200
0
Pa
Camera da letto
No interventi Temperatura esterna
20 30 40 50 60 70 80 90 100
UR%
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
Proportion per Bar
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Coun
tUR% ambientali
calore
vapore
calore
vapore
PASSATO FUTURO
Innalzamento temperature superficiali in estate Diminuzione temperature superficiali in inverno Maggiore accumulo igroscopico
Accumulo igroscopico nei materiali del pacchetto interno
disaccoppiamento accoppiamento
Innalzamento dei valori di picco delle UR% ambientali
Rischio formazione muffe - UNI EN 13788
• 6 città • 4 zone climatiche • 4 classi di concentrazione • Valori medi mensili T e UR% esterne • Valori di trasmittanza edificio di riferimento
Temperature interne
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
Cresce se > di…..
Condizioni Limite per la germinazione delle spore
Sulla superficie
Moisture Level Category of
microoorganism
High
(aw> 0.9; ERH% > 90%)
Tertiary colonizers
(hydrophilic)
Alternaria alternata; Aspergillus fumigatus;
epicoccum spp.; exophiala 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
(aw 0.8-0.9; ERH% 80-90%)
Secondary colonizers Aspergillus flavus; aspergillus versicolor;
cladosporium cladosporioides; cladosporium
sphaerospermum; mucor circinelloides; rhizopus
orzyae
Low
(aw< 0.8; ERH% < 80%)
Primary colonizers
(xerophilic)
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
Cod. Mould index % di superficie coperta
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…
Toluene, Xylene
Benzene
Limiti a breve termine (1h)
Analisi di 240 edifici – pre e post innalzamento livelli di isolamento
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
In parte legata Ai materiali inseriti, In parte legata alla maggiore tenuta
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
calore vapore
Innalzamento temperature superficiali in estate Diminuzione temperature superficiali in inverno Maggiore accumulo igroscopico
Accumulo igroscopico nei materiali del pacchetto interno
INTERNO ESTERNO
EMPD
L’effetto
valutazione del comportamento igroscopico di tipo dinamico di 4
materiali porosi superadsorbenti
MATERIALE SUPERASSORBENTE
GESSO
CELLULOSA PERLITE
La valutazione sperimentale
Fase di stabilizzazione in camera climatica: Temperatura T = 23°C
Umidità Relativa RH = 50 % Fase di esposizione ciclica: Temperatura T = 23°C
Livelli alti di RH per 8h RH = 75 % Livelli bassi di RH per 16h 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%].
Le modalità di prova
1. Moisture Buffering Value (MBV)
0,0001,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,0009,000
10,000
poliacrilato perlite cellulosa gesso dummy
Materiali
MB
V [g
/(m2*
%R
H)@
8-1
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]
CARATTERIZZAZIONE DINAMICA IN CAMERA CLIMATICA
PRIMI RISULTATI:
Confronto del valore medio di quantità d'acqua accumulata/rilasciata progressivamente dai materiali
-1,000
-0,500
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
poliacrilato perlite cellulosa gesso dummy
Quan
tità
med
ia d
i acq
ua
accu
mul
ata/
rilas
ciat
a pr
ogre
ssiv
a
[g]
Mat. superassorb. Cellulosa, Gesso, Perlite,Dummy
acqua accumulata = ~2 g
acqua accumulata = ~0 g
ISTERESI
NO ISTERESI
Un problema: l’isteresi
A SAFE
No perfectly thigtly
ventilation
Low assorbance
Mass storage and moisture buffering
A SAFE ventilation
grazie