Tecnologia dell'architettura II

Il retrofitting energetico e bioclimatico nella riqualificazione edilizia

Indice

• Introduzione............................................................................................................ 3
• Il retrofitting tecnologico ed energetico. Una specificazione terminologica.......................................................................................................... 3
• Le azioni per il retrofitting degli edifici...........................................................3
• Tecnologie per il retrofitting.............................................................................4
• L’attuale quadro normativo come riferimento per lo sviluppo progettuale....................................................................................................................................... 5
• Il significato ed il concetto di “retrofit” per un corretto inquadramento normativo.................................................................................... 5
• Il quadro legislativo di riferimento..................................................................7
• Definizione dell’approccio metodologico dalla fase di analisi valutativa alla definizione metaprogettuale degli obiettivi e delle strategie di intervento................................................................................................................. 12
• L’approccio metodologico.................................................................................. 12
• Analisi del contesto ambientale di riferimento.............................................15
• Analisi del contesto edilizio..............................................................................31
• La sintesi valutativa delle analisi e la fase metaprogettuale di definizione degli obiettivi e delle strategie di intervento.........................33
• Tecnologie, strategie di intervento e soluzioni tecniche..............................35
• L’impostazione metodologica.............................................................................35
• Eccessivo soleggiamento estivo..........................................................................36
• Realizzazione di masse termiche integrate alle strutture esistenti.......36
• Rivestimento delle facciate con elementi riflettenti...................................38
• Rivestimento delle superfici con pitture riflettenti....................................40
• Facciate ventilate................................................................................................. 44
• Schermi vegetali.................................................................................................... 48
• Vetri a controllo solare: a basso fattore solare e selettivi....................52
• Modifica del fattore solare dei vetri esistenti: pellicole a controllo solare..................................................................................................................... 55
• Sistemi fissi di schermatura esterna................................................................57
• Sistemi mobili di schermatura esterna.............................................................60
• Coperture ventilate............................................................................................. 63
• Isolamento termico multistagionale della copertura – materiali e tecnologie.............................................................................................................. 67
• Soluzioni tecniche di “cool roof”.....................................................................69
• Coperture vegetali............................................................................................... 72
• Scarso livello di soleggiamento invernale.......................................................76
• 1 Sistemi solari passivi a “pozzo solare”............................................................76
• Sistemi e tecnologie di isolamento ultrasottile...........................................78
• Tecnologie di insufflaggio.................................................................................83
• Aumento delle superfici di involucro trasparenti........................................87
• Sistemi e tecnologie a light pipe........................................................................88
• Alta ventilazione invernale dell’involucro edilizio........................................90
• Soluzioni tecniche per la protezione antivento e la tenuta all’aria delle superfici dell’involucro edilizio.......................................................................90
• Soluzioni tecniche per la riduzione della permeabilità all’aria dei serramenti esterni............................................................................................... 93
• Scarsa ventilazione estiva dell’edificio.............................................................96
• Sistemi di ventilazione naturale con torri/camini del vento......................96
• Ventilazione meccanica e controllata..........................................................100
• Buon livello di soleggiamento invernale........................................................104
• Sistemi solari passivi a muro solare...............................................................104
• Sistemi solari passivi a camino solare (riscaldamento solare aerotermico)........................................................................................................ 107
• Tecnologie fotovoltaiche integrate alle strutture verticali di involucro............................................................................................................. 112
• Sistemi solari passivi a guadagno diretto.....................................................115
• Sistemi solari passivi a “spazio solare” (serre integrate o addossate)..119
• Impianto a collettori solari per la produzione di energia termica da fonte rinnovabile............................................................................................... 123
• Buoni livelli di ventilazione delle superfici dell’involucro edilizio.........128
• Configurazione delle finestrature e degli spazi interni per l’attuazione della ventilazione trasversale (ventilazione passante)..........................128
• Dimensionamento e riconfigurazione delle finestrature.........................131
• Sistemi e tecnologie per il microeolico.........................................................134
• Eccessivi livelli di umidità.................................................................................... 138
• Pitture minerali fotocatalitiche.....................................................................138

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Introduzione

Il retrofitting tecnologico ed energetico. Una specificazione terminologica

Volendo preliminarmente chiarire il concetto di “retrofit” o “retrofitting” se il riferimento è direttamente all’azione svolta possiamo ricomprendere questo tipo di interventi nell’ambito della riqualificazione edilizia, laddove rappresentano una sua specifica declinazione attuata “attraverso tecnologie e prodotti innovativi e tesi ad adattare o adeguare la preesistenza a nuove esigenze, offrendo nuove prestazioni o nuove prestazioni non previste originariamente. In termini generali il retrofit si definisce come un’istanza di adeguamento e modernizzazione attuata con parti e dispositivi modificati oppure nuovi, caratterizzandosi per l’introduzione di aggiornamenti efficienti al fine di implementare sistemi edilizie preesistenti secondo una logica di adattamento, di conformazione e di integrazione.

Il termine “retrofitting” si riferisce a differenti prassi operative non esclusive del settore energetico-ambientale in rapporto al quale prende la specifica aggettivazione di retrofitting tecnologico ed energetico, ma estendibili anche ad altri campi tecnici.

Il concetto di “retrofit” definisce prassi operative caratterizzate:

• Dal riferimento e dall’applicazione di tecnologie innovative e soluzioni tecniche innovative
• Dalla realizzazione di nuovi elementi ed assetti architettonici ed impiantistici
• Dalla modificazione delle originarie caratteristiche dell’assetto fisico e funzionale degli edifici
• Dal potenziamento delle prestazioni, estese a differenti categorie di esigenze e requisiti, dei componenti e degli spazi edilizi

Prassi operative che configurano interventi e realizzazioni sul contesto edilizio esistente, di tipo integrativo. Si tratta, in particolare, di interventi finalizzati ad una “modernizzazione” del sistema edificio-impianto nell’ottica dell’aggiornamento, miglioramento ed adeguamento prestazionale riferiti a nuovi standard esigenziali e normativi, che nel caso del retrofitting tecnologico e energetico risultano riferiti all’innalzamento della prestazione energetica dell’edificio e quindi alla riduzione degli input energetici necessari a determinare adeguate condizioni di comfort microclimatico nei confronti dei differenti parametri del comfort ambientale, contemplando anche specifiche modalità tecniche ecoefficienti per la produzione di energia destinata al fabbisogno energetico dell’edificio.

Tecnologie e soluzioni innovativi per l’isolamento termico, per la climatizzazione invernale ed estive, per la produzione energetica da fronte rinnovabile, per il controllo dei parametri di comfort ambientale e per il contenimento dei consumi energetici, risultano centrali nell’ambito delle strategie e degli interventi di retrofitting tecnologico ed energetico. L’intervento di retrofit contempla l’introduzione di nuove valenze e qualità di livello architettonico, morfologico, spaziale, funzionale, espresse e realizzabili sull’edificio esistente, condotte secondo differenti modalità tecnico-progettuali che fanno riferimento a quattro fondamentali tipologie di azione:

• 1. Addizione
• 2. Integrazione
• 3. Sostituzione
• 4. Sottrazione

Le azioni per il retrofitting degli edifici

L’operazione di addizione consiste nell’aggiungere all’edificio esistente dei componenti, elementi tecnici, volumetrie, non esistenti originariamente. Le addizioni

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volumetriche possono riguardare volumi tecnici o abitabili e vanno a riconfigurare l’edificio, dal punto di vista architettonico, spesso in misura anche significativa. Un esempio di addizione volumetrica è la realizzazione di serre addossate e spazi solari integrati nelle logge, nei balconi, sulle terrazze.

L’integrazione riguarda l’aggiunta di componenti edilizi e/o elementi costruttivi al fine di implementare determinate funzioni e livelli prestazionali. Le parti ed i componenti edilizi dei quali si desidera ri-gradare, ottimizzare, implementare i livelli funzionali o prestazionali, vengono in genere mantenute in opera e collaborano sinergicamente con i materiali, i componenti e gli elementi tecnici con i quali è stata realizzata l’integrazione. Un esempio di integrazione è la realizzazione di un sistema di isolamento a cappotto applicato all’involucro esistente.

L’operazione di sostituzione prevede la rimozione di componenti, elementi tecnici, parti funzionali, per realizzare analoghi elementi caratterizzati da livelli prestazionali superiori o differenti, adeguati agli obiettivi di progetto. La sostituzione, pertanto, è un’azione basilare ai fini dell’ammodernamento e dell’aggiornamento dei livelli prestazionali degli edifici.

L’operazione di sottrazione riguarda la rimozione e l’eliminazione di superfici e volumi attraverso operazioni di demolizione. Si tratta di operazioni spesso correlate ad esigenze bioclimatiche e di comfort ambientale. Analogamente all’operazione di addizione anche l’operazione di sottrazione va in genere a riconfigurare l’edificio dal punto di vista architettonico. Negli interventi di retrofit spesso tali azioni tecnico-progettuali si sovrappongono e l’intervento può risultare caratterizzato dalla compresenza di differenti azioni, dando luogo ad un edificio diverso dall’originario sotto molteplici profili.

Tecnologie per il retrofitting

Oltre alle specifiche “azioni progettuali” la riuscita dell’intervento di retrofitting, la valenza prestazionale del nuovo edificio oggetto di intervento, risultano strettamente correlate alle tecnologie utilizzate ed al loro livello di integrazione nel contesto edilizio di riferimento. Ciò definisce uno scenario in cui va sottolineata l’importanza, per gli operatori e per le imprese del settore, di investire in tecnologia, la ricchezza dei saperi tecnici e tecnologici e la capacità di individuare, fornire e realizzare soluzioni tecnologicamente adeguate, caratterizzate da un elevato di innovazione, diviene una condizione indispensabile.

In tale scenario, particolarmente importante è il ruolo dell’innovazione tecnologica, che consente di definire materiali e soluzioni tecniche potenziate, rispetto agli standard tradizionali, spesso multifunzionali, finire materiali e soluzioni tecniche potenziate, rispetto agli standard tradizionali, spesso multifunzionali, in grado di elevare i livelli prestazionali di tipo energetico-ambientale dell’edificio adeguandoli alle attuali esigenze e richieste dell’apparato normativo.

Il concetto ed il tema delle “tecnologie devianti”, devianti dalle norme e dei materiali edilizi tradizionali, in grado di sostituire la complessità degli elementi naturali alla centralità del manufatto architettonico, riacquistano una rinnovata attualità. Le “tecnologie devianti” possono essere ridefinite come quelle tecnologie che individuano procedure e soluzioni tecniche in grado di razionalizzare l’affollamento di offerte che caratterizzata il settore dell’edilizia, proponendo soluzioni, ad alto potenziale prestazionale, innovative e risolutive delle complesse problematiche in gioco.

Il concetto di tecnologie devianti, se da un lato individua i confini entro i quali ricercare e ridefinire la dimensione tecnologica di riferimento, dall’altro è estendibile all’intero scenario dalla produzione architettonica e non esclusivamente a quello del recupero, della riqualificazione e dell’ammodernamento del costruito esistente. Ai fini di definire margini concettuali ancora più specifici intorno alla tematica della tecnologia per il retrofitting degli edifici, si propone il concetto di “tecnologie riconfiguranti”, ovvero

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di tecnologie attraverso la cui applicazione ed integrazione all’edificio, si va a modificare la sua configurazione a differenti livelli: architettonico, fisico-costitutivo, impiantistico. La realizzazione di uno spazio solare integrato ad un involucro edilizio che originariamente non lo prevedeva, nell’ambito di un intervento di retrofitting tecnologico ed energetico, va certamente a riconfigurare l’edificio dal punto di vista architettonico, di organizzazione degli spazi interni, nonché specificamente impiantistico in relazione ad un mutato funzionamento energetico. Così come la realizzazione di una facciata fotovoltaica finalizzata ad utilizzare il potenziale energetico-ambientale determinato dalla convenzione esposizione solare e dalle favorevoli condizioni di contesto, va a riconfigurare l’edificio dal punto di vista architettonico e dal punto di vista energetico. In altri termini, si retrofitting tecnologico ed energetico si prefigge l’obiettivo di riqualificare l’edificio attrazione azioni di aggiornamento, miglioramento, adeguamento, addizione, sostituzione, integrazione e modificazione nella rispondenza a un mutato a quadro esigenziale e di obiettivi di progetto, la tecnologia di riferimento dovrà essere rispondente e congruente con tali istanze operative, contemplando una riconfigurazione dello stesso edificio rispetto ai differenti parametri fisico-costitutivi che lo caratterizzano. Si potrà pertanto definire il concetto di “tecnologie riconfiguranti”, come specifico ambito tecnologico comprendente sistemi e tecnologie in grado di determinare un upgrade.

L’attuale quadro normativo come riferimento per lo sviluppo progettuale

Il significato ed il concetto di “retrofit” per un corretto inquadramento normativo

Al fine di inquadrare correttamente il retrofit energetico e bioclimatico nell’attuale quadro normativo è opportuno definire con chiarezza il concetto di “retrofit”, ovvero declinarlo nelle sue valenze e connotazioni peculiari.

Nell’ambito di una crescente necessità di riqualificazione del patrimonio edilizio costruito, perché spesso caratterizzato da un approccio tecnologico superato dall’innovazione e dall’uso di tecnologie non raffrontabili, in termini qualitativi e prestazionali dei prodotti e dei sistemi che vanno a definire, con quelle di attuale riferimento, e da una rispondenza ad un quadro normativo ed esigenziale ormai superato e sostituito da nuove istanze e nuove esigenze, il retrofit tecnologico rappresenta una specifica declinazione della riqualificazione laddove questa si attua attraverso tecnologie e prodotto innovativi e tesi ad adattare o adeguare le preesistenze a nuove esigenze, offrendo nuove prestazioni o prestazioni non previste originariamente.

Il retrofit costituisce pertanto una risposta ad una necessità di adeguamento nei confronti dell’attuale scenario ambientale, tecnologico, esigenziale e normativo. Tratto distintivo del retrofit o meglio, del retrofitting, riferendo il termine all’azione progettuale e realizzativa, è dunque il perseguimento di una “modernizzazione” della situazione di contesto da conseguire utilizzando prodotti, sistemi e tecnologie innovative.

L’intervento di retrofit tecnologico segue logiche progettuali in grado di incidere anche significativamente sul progetto architettonico e impiantistico originario, e quindi sulla condizione architettonico-morfologica, funzionale e impiantistica del costruito preesistente, in funzione di obiettivi e strategie di adattamento, di modificazione morfologica e fisico-costitutiva, di addizione e/o sottrazione volumetrico-spaziale, di integrazione e di sostituzione. Inoltre, le modalità