Smart P.I.QU.E.R.: pannelli per la riqualificazione di edifici residenziali

Italian Concrete Days.jpgAbstract: 

La memoria presenta il progetto “Smart P.I.QU.E.R.”, finanziato nell’ambito fesr Regione Lombardia, volto allo sviluppo di pannelli isolanti per il miglioramento energetico di edifici residenziali esistenti.

I pannelli sono costituiti da due strati esterni in materiale cementizio, rinforzato con reti non-metalliche, e da uno strato isolante interno realizzato con materiale caratterizzato da elevata sostenibilità ambientale.

La peculiarità del pannello è quella di non necessitare di ponteggi per l’installazione.

Smart P.I.QU.E.R. si propone di superare le criticità del pannello precedentemente sviluppato nell’ambito del progetto europeo “EASEE”, legate in particolare all’utilizzo del polistirene espanso come materiale isolante, all’elevata incidenza del sistema di ancoraggio sul costo globale del pannello e alla presenza di fessure nella malta (ritiro e autotensioni termiche).

Nella memoria sono riportati i primi risultati ottenuti nello studio del comportamento meccanico della malta cementizia rinforzata costituente gli strati esterni, ottimizzata al fine di ridurre il peso globale del pannello grazie all’utilizzo di fillite nella miscela.

Articolo presentato in occasione degli Italian Concrete Days 2018 di aicap e CTE


Smart P.I.QU.E.R.: panels for the retrofitting of residential buildings

Smart P.I.QU.E.R.: pannelli per la riqualificazione di edifici residenziali

1 ASPETTI GENERALI

L’Unione Europea ha introdotto le prestazioni energetiche degli edifici esistenti nelle Direttive per la mitigazione dei cambiamenti climatici (si vedano ad esempio la “Energy Performance of Buildings Directive” e la “Energy Efficiency Directive”).

Se da un lato l’efficienza energetica degli edifici di nuova realizzazione aumenta nel tempo, tuttavia è necessario intervenire sugli edifici esistenti al fine di diminuire il loro impatto sui consumi energetici per il riscaldamento e il raffrescamento.

Il patrimonio edilizio europeo si presenta molto eterogeneo, ma in tutti gli stati il settore residenziale costituisce la maggior parte della superficie edificata (si varia fra il 60% dei Paesi dell’Europa settentrionale e centrale e più dell’85% per i Paesi del Sud dell’Europa) (EU Buildings Database). L’età degli edifici esistenti è un buon indicatore dell’efficienza energetica del parco edilizio: più alta è la percentuale di edifici nuovi, costruiti seguendo normative più recenti, più elevate sono le prestazioni energetiche degli stessi.

Nei Paesi europei (EU) circa il 50% degli edifici residenziali è stato costruito prima del 1970, anno in cui è stata introdotta la prima normativa energetica (EU Buildings Database).

In Italia, ci sono circa 12.2 milioni di edifici residenziali, il 56.7% dei quali è stato costruito prima del 1970 e il 17.4% dei quali è stato costruito fra il 1971 e il 1980 (ISTAT Italian national census).

Considerando che la prima normativa nazionale sul risparmio energetico negli edifici è stata emanata nel 1976 (Italian national Standard n° 373/76), la quantità totale di energia consumata per il riscaldamento e il raffrescamento degli edifici è rilevante e vicina al 40% del consumo totale di energia (Rapporto annua-le efficienza energetica 2017).

E’ in questo contesto che il consorzio del progetto europeo EASEE (Envelope Approach to improve Sustainability and Energy efficiency in Existing multi-storey multi-owner residential buildings) ha sviluppato alcune soluzioni innovative per il rinnovo energetico dell’involucro edilizio degli edifici esistenti, agendo sulla chiusura verticale all’interno, in intercapedine e all’esterno (European Project EA-SEE).

In particolare, la soluzione esterna prevedeva l’applicazione di un pannello multi-strato prefabbricato costituito da due strati esterni in malta rinforza-ta con rete in fibra di vetro alcali-resistente (TRC – spessore 12÷14 mm) e uno strato interno isolante in polistirene espanso (EPS – 100 mm).

Le dimensioni dei pannelli sono tali da permettere l’ancoraggio degli stessi al telaio in cemento armato degli edifici esistenti (nel progetto si sono considerati pannelli della dimensione massima di 3.30 x 1.50 m).

Tale soluzione è stata applicata e validata in alcuni edifici dimostrativi, fra cui un intero edificio a Cinisello Balsamo (Salvalai et al. 2017a,b, Colombo et al. 2016, Colombo et al. 2018a,b).

Il progetto Smart P.I.QU.E.R. (Pannelli Isolanti per la riQUalificazione di Edifici Residenziali), finanziato da Regione Lombardia, affonda le sue radi-ci nel progetto europeo EASEE e si propone di sviluppare pannelli isolanti per il miglioramento energetico di edifici residenziali esistenti, superando le criticità emerse nel precedente progetto.

In particolare, tali criticità riguardano: l’utilizzo del polistirene espanso come materiale isolante, l’elevata incidenza del sistema di ancoraggio sul co-sto globale del pannello e la presenza di fessure della malta dovute al ritiro e alle autotensioni termiche a cui il pannello è sottoposto (irraggiamento solare).

La scelta del polistirene come materiale isolante era legata principalmente alle sue prestazioni meccaniche, necessarie per garantire un buon comportamento meccanico del pannello composito; il materiale tuttavia risulta caratterizzato da una scarsa sostenibilità ambientale e da scarse prestazioni in caso di incendio.

Le innovazioni del nuovo progetto riguardano:

(1) lo sviluppo di un nuovo materiale isolante, caratterizzato da un elevato livello di sostenibilità ambientale, un’elevata capacità di isolamento termico, leggerezza, buone proprietà meccaniche e resi-stenza alla fiamma;

(2) l’ottimizzazione della forma del nucleo isolante per garantire una riduzione del peso globale del pannello;

(3) la messa a punto di nuove malte cementizie per gli strati esterni, caratterizzate da elevata leggerezza e ridotto ritiro;

(4) lo studio dell’interfaccia tra l’isolante e gli strati cementizi, per garantire un buon comportamento meccanico anche in caso di elevati gradienti termici;

(5) lo studio di soluzioni di ancoraggio innovative, che non incidano eccessivamente sul costo, sul peso e sulle proprietà termiche del pannello.

Nella presente memoria sono riportati i primi risultati ottenuti nello studio volto all’ottimizzazione della malta cementizia, rinforzata con rete in fibra di vetro, in termini di peso e ritiro.

L’alleggerimento degli strati cementizi, ottenuto mediante l’utilizzo di un aggregato leggero (la fillite), si è reso necessario in quanto l’utilizzo dei nuovi materiali isolanti in studio prevede un incremento di peso rispetto a quel-lo dell’EPS (la densità obiettivo dell’isolante è pari a 200-250 kg/m3 rispetto ai 35 kg/m3 dell’EPS) e il peso globale della soluzione non deve incidere in modo rilevante sui carichi agenti sulla struttura esi-stente.

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L'ARTICOLO COMPLETO E' DISPONIBILE IN ALLEGATO


KEYWORDS: sandwich panels; lightweight textile reinforced concrete; fillite / pannelli multi-strato; malta alleggerita rinforzata con rete non metallica; fillite


Nel 2020 si terrà a Napoli la terza edizione degli Italian Concrete Days organizzati da aicap e CTE. Per saperne di più collegarsi a questo LINK