Retrofit and Sustainability. Vegetation effects on the urban microclimate and study of its impacts on indoor comfort in Cappuccinelli district in Trapani (IT).

Retrofit energetico degli alloggi8|

Capitolo 8 | Retrofit energe!co degli alloggi

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8.1 Introduzione

Per dimostrare l’e"cacia dell’intervento riguardante l’incremento della vegetazione a scala urbanaanche alla scala degli alloggi si è proceduto all’applicazione del modello di Comfort Ada#vo. E’necessario, però, considerare i limi! di questo modello $che rappresenta gli alloggi all’interno dellacategoria I$ in relazione a due aspe#: il primo è che il modello riporta un ampio range di tempe$rature definibili “confortevoli”, poiché le varie categorie sono sviluppate tenendo in considerazionela molteplicità dei climi mondiali: ciò ne perme%e la sua ampia applicazione, anche se può risultare

poco specifico; il secondo è rela!voal fa%o che all’interno della mi$gliore categoria di comfort dove,appunto, rientrano gli alloggi ana$lizza!, si riscontrano temperaturedi circa 30°C, che non possono cer$tamente garan!re un adeguato be$nessere durante lo svolgimentodelle consuete a#vità quo!dianeall’interno degli appartamen!. Le

temperature inserite nel modellonon considerano, inoltre, i carichi termici variabili durante il corso della giornata da! dalla presenzadei fruitori degli alloggi, dagli ele%rodomes!ci e dall’impianto di illuminazione. Se tali carichi ter$mici fossero presen!, le temperature registrate risulterebbero ulteriormente elevate, comportandola necessità di ulteriori interven! migliora!vi delle condizioni di comfort indoor. Sono sta! quindicalibra! interven! di retrofit dell’involucro edilizio a par!re dalle cara%eris!che e dalla conforma$zione dei singoli alloggi considerando, ove possibile, la loro simultanea applicazione. La scelta degliinterven! è stata compiuta considerando il contesto norma!vo, le restrizioni e/o agevolazioni deipiani per l’edilizia economica popolare, cui il quar!ere Cappuccinelli si riferisce.

8.1 |Variazione delle condizioni di comfort in funzione della temperatura esterna, per le principali ci%à del mondo.

8.2 Gli interventi di retrofit

Tra gli interven! considera! per la riqualificazione energe!ca del complesso è stata valutata la so$s!tuzione degli infissi, in quanto quelli esisten! sono cara%erizza! da un forte grado di obsole$scenza risultando inada# al contenimento dei consumi energe!ci, per un insu"ciente sistema diisolamento. A causa di ciò il raggiungimento di acce%abili condizioni di comfort indoor per i fruitoridegli alloggi è o%enibile, a%ualmente, nella stagione es!va, soltanto mediante l’impiego di impian!di clima!zzazione. Si è inoltre prevista l’installazione di un te%o verde e di una parete vegetale. Il primo è stato pre$visto in corrispondenza dell’alloggio duplex dell’edificio a corte, il secondo in corrispondenza dellaparete esposta a nord$est dell’alloggio di testa dell’edificio “X”.La scelta del te%o vegetale è dovuta alla localizzazione degli edifici a corte all’interno del quar!ere,i quali sono cara%erizza! da temperature poco confortevoli nei vani a primo piano e non trovano,inoltre, nelle immediate vicinanze, edifici al! che proie%ano ombre sugli stessi. Le condizioni ter$miche dei vani della zona no%e dell’alloggio sono a%ualmente cara%erizzate da temperature com$prese tra i 31°C ed i 32,5°C. A ques! vani, quindi, viene trasmesso tu%o il calore derivante dallaradiazione solare dire%a che colpisce il solaio di copertura.La realizzazione della parete verde è stata invece prevista in corrispondenza dei vani della zonano%e dispos! sul prospe%o a nord$est che, come evidenziato dalle simulazioni descri%e nel pre$cedente capitolo, presentano le condizioni termiche più svantaggiate con temperature che rag$giungono, nello stato a%uale, valori compresi tra i 30°C e i 33,5°C. La presenza di un’estesa porzionedi superficie libera sul prospe%o sudde%o ha favorito la possibilità di applicare la parete vegetalecome strategia passiva per migliorare le condizioni di comfort dei vani.Di seguito si riportano le schede riassun!ve degli interven! sopra cita! e si descrive brevementela modalità mediante la quale gli stessi sono sta! schema!zza! all’interno del so&ware.

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EDIFICIO “X” | ALLOGGIO TIPO

i1 - Sostituzione degli infissi

Al fine di migliorare le condizioni di comfort indoor degli uten! degli alloggi si prevede, comeprimo intervento, la sos!tuzione degli infissi. Nello stato a%uale, infa#, tu# e tre gli alloggi pre$sentano infissi in ferrofinestra e vetro monostrato. La scelta della nuova !pologia è ricaduta su uninfisso con un valore di trasmi%anza termica inferiore alla soglia indicata dalla norma!va, a%raversola quale è possibile accedere ad agevolazioni di natura economica. Il cosidde%o decreto “Salva Italia”, nel 2008, prevedeva, infa#, detrazioni fiscali per la sos!tuzionedegli infissi, in percentuali di'eren! in base al !po d’intervento. Recentemente, il D.L. 4 giugno2013 n°63 stabilisce l’en!tà della detrazione fiscale per interven! di riqualificazione energe!cadegli edifici, pari al 65% delle spese sostenute; tali detrazioni sono prorogate fino al 31 dicembre2013 e nel caso di interven! rela!vi a par! comuni di edifici condominiali o che interessino tu%ele unità di un condominio, fino al 30 giugno 2014. I valori di trasmi%anza di'eriscono in base allasuddivisione in zone clima!che, realizzata mediante il d.P.R. 412/1993; in base a questo il comunedi Trapani ricade nella zona clima!ca “B” ed il valore previsto è di 2,4 W/m2K.L’infisso, le cui performance energe!che sono state simulate all’interno del so&ware, è in PVC condoppio vetrocamera basso emissivo $l’intercapedine tra i vetri è riempita con aria disidratata$ conun valore di Ug pari a 1,1 W/m2K, ampiamente al di so%o dei valori richies! dalla norma; il vetro$camera ha uno spessore di 4$12$4 mm. La scelta del telaio in PVC è dovuta alle alte capacità ter$moisolan! del materiale, di isolamento acus!co e di resistenza alle intemperie. Inoltre, anche icos! di manutenzione sono pressocchè nulli, in quanto non sono necessarie periodiche riverni$ciature. I serramen! in PVC, infa#, non marciscono, non si corrodono e non bruciano perché co$s!tui! da un materiale ignifugo ed auto$es!nguente. Sono cara%erizza! da un o#mo rapportoqualità/prezzo complessivo, se si considera anche l’e'e#vo risparmio energe!co che consentonodi o%enere in relazione alle spese di riscaldamento. Se si uniscono le prestazioni termoisolan! delprofilo (il PVC ha una conducibilità termica più bassa dell’alluminio) con l’u!lizzazione di un vetrobasso emissivo, è possibile ridurre le dispersioni termiche del 40%.


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LEGENDA1. I.E.V. $ Elemento di tamponamento: vetrocamera (4!12!4)mm

2. I.E.V. $ Elemento di supporto: telaio mobile in PVC

3. I.E.V. $ Elemento portante: telaio fisso in PVC

4. I.E.V. $ Strato di tenuta all’acqua e all’aria: guarnizione in silicone

5. I.E.V. $ Strato termoisolante: schiuma poliuretanica sp. 30mm

6. I.E.V. $ Strato termoisolante: fondo giunto in polie"lene sp. 10mm

7. I.E.V. $ Elemento di manovra: maniglia in PVC

sezione B$B

sezione A$A

8.2 | Sezione ver!cale ed orizzontale dell’infisso di proge%o

8. I.E.V. $ Elemento di movimentazione: cerniera

9. I.E.V. $ Elemento di fissaggio: vite a tu#o file#o lungh. 13mm

10. P.P.V. $ Strato di collegamento: giunto di malta sp. 10mm

11. P.P.V. $ Elemento portante: Blocco di calcarenite

12. P.P.V. $ Strato di isolamento: Intercapedine sp. 140 mm

13. P.P.V. $ Strato di rives!mento: Intonaco sp. 20 mm


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L’e"cienza energe!ca degli infissi viene schema!zzata nel so&ware a%raverso tre valori:$ Trasmi!anza termica (U"Factor), ovvero il calore che a%raversa un infisso per unità di superficiee per di'erenza unitaria di temperatura tra esterno e interno. Può far riferimento sia al solo vetroche al solo telaio, nel nostro caso fa riferimento alla combinazione di entrambi. Più bassa è latrasmi%anza termica dell’infisso, maggiore sarà l’e"cienza energe!ca dello stesso.$ Coe#ciente di guadagno del calore solare (SHGC), ossia una frazione della radiazione solareche a%raversa dire%amente un infisso o viene prima assorbita e poi rilasciata so%o forma di caloreall’interno di un vano. Più basso è il SHCG e meno calore a%raverserà l’infisso. Ciò aumenta lacapacità di ombreggiatura del serramento. Un infisso con elevato valore di SHGC è più e"caceper la captazione di energia solare durante l’inverno. Un valore basso di SHGC è più e"cace perridurre i carichi di ra'rescamento durante l’estate, bloccando il calore proveniente dal sole. Il va$lore di SHGC o#male per un’infisso è stato determinato in funzione del clima, dell’orientamento,dell’ombreggiatura esterna.$ Trasmi!anza della luce visibile (VT), che valuta la capacità di un infisso di trasme%ere lucesolare in un vano, rappresenta una frazione dello spe%ro visibile della luce solare (lunghezzad’onda circa 380$720 nanometri), ponderata con la sensibilità dell’occhio umano, che viene tra$smessa a%raverso un infisso. Un serramento con elevato VT trasme%e molta luce visibile. La tra$smi%anza visibile è espressa come un numero compreso tra 0 e 1.

ENERGYPLUS

UNITÀ DI MISURA VALORI

U$Factor W/m2K 1,1

Solar Heat Gain Coe"cient (SHGC) $ 0,20

Visible Transmi%ance (VT) $ 0,34

Tab. 8.1 | Valori immessi in EnergyPlus per la rappresentazione dell’infisso

La sos!tuzione degli infissi è stata prevista per tu# gli alloggi analizza!: nel caso della corte “F”,ques! sono sta! introdo# ipo!zzando di ripris!nare la distribuzione delle aperture rappresentatanelle tavole dell’archite%o Valori; nel caso dell’edificio “X”, invece, la disposizione delle bucaturecorrisponde a quella prevista originariamente, a meno delle logge che sono state chiuse.


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In una prima fase, sono state e'e%uate una simulazione invernale ed una es!va ipo!zzando diriaprire le logge. Queste hanno dimostrato che tali condizioni comportano dei benefici nel periodoes!vo e degli svantaggi durante quello invernale negli ambien! limitrofi alle logge. A seguito diques! risulta! si è scelto di intervenire prevedendo la chiusura delle stesse a%raverso l’installa$zione dei nuovi infissi in PVC. In questo modo, da un lato la cucina con!nua a godere di una mag$giore superficie u!le, dall’altro l’intervento risulta migliora!vo per le condizioni di comfort indoor.Infa#, in inverno la loggia funge da accumulatore solare passivo mentre in estate, l’apertura deiserramen!, consente di sfru%are l’e'e%o benefico della ven!lazione naturale. Sono state realizzate, quindi, sia la simulazione es!va che quella invernale nella condizione di ven$!lazione naturale “FCPC”, al fine di valutare l’e"cacia dell’intervento; di queste di seguito si alle$gano le mappature dove sono rappresentate le temperature dei vani componen! gli alloggi edindica! i t tra le temperature registrate a seguito dell’intervento di sos!tuzione degli infissi equelle registrate considerando gli infissi esisten!.Nell’alloggio della corte “F” si o#ene un guadagno invernale pari ad un valore massimo di circa0,5°C, quello es!vo varia, invece, tra i $0,5°C ed i $0,8°C, con picchi di $1,5°C. Le logge nelle simulazioni invernali degli alloggi dell’edificio “X” sono considerate chiuse: le tem$perature aumentano, sfiorando i +2°C nelle stesse e raggiungendo incremen! tra gli 0,8°C e gli0,9°C, nei vani immediatamente adiacen!. Complessivamente gli altri vani registrano nelle condi$zioni invernali dei benefici da! dai nuovi infissi. Nelle simulazioni es!ve degli alloggi dell’edificio“X”, le logge sono considerate aperte e si registrano benefici che oscillano tra i $0,10°C e i $0,60°C.Nell’alloggio duplex il maggiore beneficio si registra durante la stagione es!va ed è quindi a%ri$buibile al migliore isolamento termico dei vani. Nell’edificio “X”, invece, l’infisso fornisce un mi$glioramento più consistente del comfort indoor nel periodo invernale a causa della presenza dellelogge chiuse che fungono da accumulatore solare passivo. Quindi, l’intervento risulta funzionale alla riduzione dei consumi energe!ci degli alloggi in en$trambe le stagioni, poiché la sos!tuzione degli infissi comporta un abba#mento delle spese peril riscaldamento d’inverno e per il ra'rescamento d’estate, assicurando una maggiore protezionedai raggi UV.


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Le analisi termiche condo%e sull’edificio “X” hanno messo in luce che nell’alloggio di testa le tem$perature più alte si registrano nei due ambien! che cos!tuiscono la zona no%e: la camera matri$moniale, esposta a nord$ovest ed a nord$est e la camera doppia, esposta a sud$est ed a nord$est.Dunque, come previsto, la doppia esposizione degli ambien! cita! influisce nega!vamente sulcomfort indoor dell’alloggio.L’intervento previsto per incrementare il livello di comfort di tali ambien!, nonché dell’intero al$loggio, è quindi consis!to nella realizzazione di una parete vegetale giustapposta al fronte nord$est dell’edificio “X”, intervento possibile dal momento che il fronte in ques!one presenta solo dueaperture per piano, entrambe poste alle estremità.Riguardo l’e"cacia dell’intervento, studi recen!1 hanno dimostrato che gli edifici con rives!men!vegetali presentano nel periodo es!vo temperature interne più basse di quelli che ne sono sprov$vis!; inoltre vi! o edere rampican! possono aumentare il contenuto di umidità dell’aria di circa il10$20% apportando benefici anche all’ambiente esterno. È stato altresì dimostrato2 che una di$sposizione adeguata dei rives!men! di edera sulle facciate oltre a migliorare le condizioni micro$clima!che degli ambien! interni di un edificio e a ridurre i carichi dell’aria condizionata nel periodoes!vo, protegge le pare! esterne dalla radiazione solare dire%a e, al tempo stesso, è in gradoanche di ra'reddarle a%raverso l’aumento dell’evaporazione. In linea con la tradizione mediterranea, per il proge%o di tale intervento è stata prevista una paretevegetale composta da moduli precol!va! cos!tui! da un substrato di col!vazione di torba e perliteracchiuso all’interno di una gabbia in acciaio zincato. La presenza della perlite conferisce al sub$strato elevate capacità di assorbimento e ritenzione dell’acqua grazie alle quali è possibile garan!reun e"ciente approvvigionamento idrico necessario alla soprevvivenza dell’essenza vegetale. L’es$senza scelta per la col!vazione è l’Hedera helix, essenza sempreverde scelta non solo per le suecara%eris!che di resistenza ed ada%abilità al clima Mediterraneo ma anche per la rido%a manu$tenzione di cui necessita, cui consegue un impegno economico non eccessivamente gravoso nel

EDIFICIO “X” | ALLOGGIO DI TESTA

i2 - Realizzazione di parete vegetale


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LEGENDA

1. P.P.V. $ Strato di finitura: Essenza vegetale "po hedera helix sp.150 mm2. P.P.V. $ Elemento di supporto: Modulo precol"vato 3. P.P.V. $ Substrato di col!vazione: Torba e perlite sp. 85 mm4. P.P.V. $ Elemento di supporto: Gabbia di acciaio zincato 600x600x95 mm5. P.P.V. $ Strato di isolamento/ven!lazione: Intercapedine ven"lata sp.60 mm6. P.P.V. $ Stru%ura di supporto: Tubi di acciaio inox ø 25 mm7. P.P.V. $ Elemento di ancoraggio/collegamento: Collare Poliflor in acciaio inox

8.3 | Stra! funzionali aggiun! alla P.P.V. per la realizzazione della parete vegetale


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corso della ges!one dell’edificio. Per massimizzare i benefici apporta! dalla parete vegetale, èstato scelto un sistema la cui messa in opera è eseguita in modo da lasciare un’intercapedine d’ariaven!lata tra la parete perimetrale dell’edificio e quella vegetale.Di seguito si riassumono i da! immessi nel so"ware per realizzare la schema!zzazione della pareteverde.

Per la rappresentazione della parete vegetale in EnergyPlus, in accordo con studi recen! sull’in-fluenza delle pare! vegetali sul microclima indoor3, si è fa#o ricorso ad una discre!zzazione se-condo la quale la parete vegetale può essere pensata come una successione di qua#ro di$eren!stra! a% a simulare il comportamento di foglie, rami, substrato di col!vazione ed intercapedine.Per tenere conto dell’evapotraspirazione delle foglie, a ques! stra! ne è stato aggiunto un altroa cui sono state assegnate le cara#eris!che termiche -conducibilità termica, densità, calore spe-cifico- proprie del vapore acqueo.Di seguito si riassumono i da! immessi nel so"ware per la rappresentazione della parete.

ENERGYPLUS

STRATO FUNZIONALE MATERIALE d [m] ! [W/mK] " [kg/m3] c [J/kgK]

Strato vegetale

Vapore acqueo 0,002 5,56 0,6 1966

Foglie 0,03 0,17 - -

Rami 0,015 0,14 110 1880

Strato di col!vazione Substrato di perlite e torba 0,085 0,04 150 837

Strato isolante/di ven!lazione Aria 0,06 5,56 1,3 1004

Strato di rives!mento esterno Intonaco 0,02 0,7 1400 840

Strato portante Calcarenite 0,15 1,7 2300 840

Strato di isolamento Aria 0,14 r=0,154 m2K/W

Strato portante Calcarenite 0,06 1,7 2300 840

Strato di rives!mento interno Intonaco 0,02 0,9 1800 840

Tab. 8.2 | Stra!ficazione della parete perimetrale ver!cale rives!ta di vegetazione all’interno di EnergyPlus


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Per valutare l’influenza della parete vegetale sul ra'rescamento dell’alloggio durante il periodoes!vo è stata eseguita la simulazione del giorno 21$08$2012. Per valutare le ricadute dell’interventosul comfort indoor durante il periodo invernale ed esser cer! che questo non fosse causa di unasua diminuzione, è stata eseguita anche la simulazione del giorno 20$02$2012.I risulta! delle simulazioni hanno fa%o registrare, per il periodo es!vo, una riduzione delle tem$perature compresa tra 0,16°C ed 1°C. A beneficiare della presenza della parete vegetale è soprat$tu%o la zona no%e in cui, in par!colare nelle fasce orarie 1:00$6:00 e 21:00$24:00 corrisponden!alle ore di maggior u!lizzo, si registrano riduzioni che oscillano intorno ad 1°C.In cucina, esposta a sud$est e cara%erizzata da alte temperature al pari della camera da le%o dop$pia, si sono registrate delle riduzioni di circa 0,35°C durante tu%a la giornata; nel soggiorno, am$biente più distante dal fronte rives!to di vegetazione, le riduzioni non superano 0,2°C; neldisimpegno e nel bagno, ambien! adiacen! alle due camere da le%o, le riduzioni sono compresetra 0,35 e 0,46°C. Nel periodo invernale invece, si sono registra! degli aumen! di temperatura che presentano lastessa distribuzione spaziale e temporale delle riduzioni es!ve. A so%olineare il successo dell’in$tervento e quindi della strategia correlata all’u!lizzo della vegetazione, anche nel periodo invernaleè la constatazione che le variazioni di temperatura maggiori si registrano in inverno piu%osto chein estate.Complessivamente, si può a'ermare che la realizzazione di una parete vegetale migliora le condi$zioni di comfort indoor dell’alloggio durante tu%o l’anno, dimostrandosi maggiormente e"caceper la zona no%e.Risulta! ancora più soddisfacen! potrebbero essere o%enu! u!lizzando per la rappresentazionedella parete vegetale su EnergyPlus un modello che tenga conto della corrente ascensionale cheviene a formarsi all’interno dell’intercapedine tra parete perimetrale e parete vegetale, trascuratanelle simulazioni condo%e in questa tesi. Infine, bisogna tenere presente che i benifici qui consi$dera! fanno esclusivamente riferimento all’u!lizzo della parete vegetale cui vanno somma! quellidovu! all’incremento della vegetazione su scala urbana ed alla sos!tuzione degli infissi per unapiù corre%a valutazione del comfort indoor.


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Le analisi termiche illustrate nei preceden! capitoli mostrano che, all’interno dell’alloggio duplex,gli ambien! del primo piano ed in par!colare quelli espos! a sud$est, presentano temperaturepiù elevate rispe%o quelle registrate all’interno degli altri vani. Al fine di incrementare il livello dicomfort di tali ambien! e di acquisire eventuali benefici anche nel resto dell’alloggio, si è scelto,di intervenire applicando una copertura vegetale. Questo !po di intervento è di semplice applica$

zione al caso specifico grazie alla presenza della coperturapiana. La norma cogente che regola la realizzazione delle coper$ture a verde è la UNI 11235:2007 “Istruzioni per la proget!tazione, l’esecuzione, il controllo e la manutenzione dicoperture a verde”. Al suo interno vengono indicate le di'e$renze tra copertura a verde di !po estensivo e copertura averde di !po intensivo. Tale dis!nzione si riferisce essen$zialmente, al livello di manutenzione richiesto dalla strut$tura a regime5. La copertura a verde estensiva non è da

considerarsi come giardino fruibile, ma esclusivamente come te%o verde con valenza di mi!ga$zione e compensazione embientale6. L’intensivo, invece, che necessita di maggiori interven! dimanutenzione, è cos!tuito da un vero e proprio giardino pensile, dunque risulta essere calpesta$bile, dotato di vegetazione varia e, se necessario, di arredo.L’intervento di retrofit previsto in questo caso consiste nella proge%azione di un te%o verde noncalpestabile di !po estensivo. La scelta è stata e'e%uata in maniera tale che l’intervento potesseda un lato garan!re un beneficio in termini di riduzione delle temperature (aspe%o verificato me$diante le simulazioni termiche) e dall’altro cos!tuire un impegno non eccessivamente gravoso intermini economici e di ges!one. Il te%o verde estensivo, infa#, è un sistema che dopo il primoanno dall’impianto, richiede una manutenzione rido%a (uno o due interven! all’anno) in quanto

8.4 |Rapporto tra cos! di manutenzione espessore/peso/cos! di realizzazione4

CORTE “F” | ALLOGGIO DUPLEX

i3 - Realizzazione di tetto vegetale


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LEGENDA1. COPERTURA $ Strato vegetale: Sedum/erbacee perenni sp. 3002. COPERTURA $ Substrato di col!vazione: Terreno vegetale sp. 200 mm3. COPERTURA $ Strato filtrante: Tessuto non tessuto sp. 2 mm4. COPERTURA $ Strato drenante e di accumulo idrico: Elemen" in polis"rolo sp. 55 mm5. COPERTURA $ Strato di protezione e accumulo: Feltro sp. 2 mm6. COPERTURA $ Strato impermeabilizzante: Membrana sinte"ca an"radice sp. 4 mm7. COPERTURA $ Strato di separazione: Tessuto geotessie sp. 2 mm8. COPERTURA $ Strato Isolante: Vetro cellulare 85 mm9. COPERTURA $ Barriera al vapore: membrana elastomerica 3 mm10. COPERTURA $ Strato impermeabilizzante: Guaina bituminosa sp. 4 mm

8.5 | Stra! funzionali aggiun! alla copertura per la realizzazione della copertura vegetale


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è stru%urato in modo tale che l’approvvigionamento idrico e di elemen! nutri!vi avvenga, nellamisura maggiore possibile, a%raverso processi naturali7. Nel caso in esame si è previsto di u!lizzare una erbacea perenne con un substrato dello spessoredi 20 cm. Lo spessore del substrato è stato scelto in funzione della specie vegetale che cara%erizzail te%o verde e nel rispe%o della norma!va UNI che introduce, per ogni specie vegetale, lo spessoreminimo da a%ribuire al substrato8.

UNITÀ DI MISURA VALORIAltezza della vegetazione m 0,3Indice di area foliare (LAI) $ 3Rifle#vità delle foglie $ 0,22Emissività delle foglie $ 0,95Resistenza stoma!ca minima s/m 180Rugosità del substrato $ MediumRoughSpessore del substrato m 0,5Conducibilità del substrato asciu%o W/m$K 0,35Densità del substrato asciu%o Kg/m3 900Calore specifico del substrato asciu%o J/Kg$K 1100Assorbanza termica $ 0,95Assorbanza solare $ 0,8Assorbanza visibile $ 0,7

Contenuto di umidità volumetrica del substrato asciu%o alla saturazione $ 0,4

Contenuto iniziale di umidità volumetrica del substrato asciu%o $ 0,2

Contenuto residuale di umidità volumetrica del substrato asciu%o $ 0,01

ENERGYPLUS

Tab. 8.3 | Stra!ficazione del te%o verde all’interno del so&ware EneryPlus

La schema!zzazione del te%o verde all’interno del so&ware EnergyPlus si realizza impiegando lavoce “Material:RoofVegeta"on”. All’interno di quest’ul!ma è possibile inserire le principali pro$prietà riguardan! lo strato della vegetazione e quello del substrato che cara%erizzano il te%overde. Tu%e queste informazioni vengono, inoltre, collegate al pacche%o che descrive la stra!fi$cazione del solaio di copertura (cfr. Tab 7.7) e se ne indica la posizione rispe%o tu# gli altri stra!.Di seguito si riassumono i da! immessi nel so&ware, in accordo ad uno studio nel quale si procedealla medesima schema!zzazione9.


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Le simulazioni sono state eseguite sia per la stagione es!va che per quella invernale in modo daverificare il livello di comfort o%enuto. Considerando esclusivamente l’apporto benefico risultantedall’installazione del te%o verde, mediante le simulazioni sudde%e si è registrata, nel giorno 21$08$2012, una riduzione delle temperature compresa tra 0,2°C ed 1°C. In par!colare, l’ambientepiù svantaggiato della zona no%e (camera matrimoniale esposta a sud$est) ricava un beneficio si$gnifica!vo durante le ore di maggior sfru%amento di tale ambiente: una riduzione di 1°C dalle ore24:00 alle ore 6:00. A piano terra, invece, in soggiorno ed in cucina, anch’essi espos! a sud$est, siregistra una moderata riduzione di temperatura compresa tra 0,2°C e 0,3°C. A primo piano anchegli ambien! espos! a nord$ovest (le due camere singole) presentano un decremento delle tem$perature che varia dagli 0,3°C agli 0,85°C e il massimo valore di riduzione si registra, anche in que$sto caso, nelle ore no%urne. Nella stagione invernale, giorno 20$02$2012, le temperature risultanorimanere complessivamente costan! a piano terra e subire lievi incremen! al primo piano, nel di$simpegno, ad esempio, si registra un innalzamento delle temperature che varia dai 0,1°C ai 0,6°C. Complessivamente, dunque, è possibile a'ermare che l’installazione della copertura a verde mi$gliora le condizioni di comfort indoor degli uten! dell’alloggio sopra%u%o per quanto riguarda ivani al primo piano, ovvero la zona no%e dell’alloggio e durante le ore serali, no%urne e della mat$!na. Bisogna sempre considerare, inoltre, che tali risulta! potrebbero essere ulteriormente incre$menta! considerando l’installazione di di'eren! !pologie di te# verdi che prevedono l’impiegodi una vegetazione più folta (arbus! bassi, grandi erbacee perenni) con substra! più spessi, valu$tando tu%avia le conseguen! diverse necessità in termini di manutenzione, nonchè le conseguenzederivan! dalla presenza di un carico maggiore sulla stru%ura portante. Infine bisogna tenere presente che i benefici sopra descri# fanno esclusivamente riferimento al$l’installazione della copertura vegetale cui vanno somma! quelli che derivano dall’incrementodella vegetazione su scala urbana nonchè dalla sos!tuzione degli infissi.


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8.3 Risultati derivanti dall’applicazione delle strategie di retrofit connesse all’utilizzodella vegetazione

I risulta! riporta! precedentemente riguardano le riduzioni delle temperature interne dei tre al$loggi o%enute mediante la sola applicazione dei singoli interven! di retrofit energe!co descri#.Tu%avia, nell’o#ca della riqualificazione ambientale del quar!ere, è opportuno considerare il be$neficio apportato agli uten! degli alloggi con l’applicazione di più interven! simultaneamente. Inpar!colare, questo studio mira ad ipo!zzare e verificare interven! che possano portare ra'resca$mento durante la stagione es!va, in modo da ridurre le elevate temperature !piche del clima Me$diterraneo migliorando, in questo modo, le condizioni di comfort outdoor ed indoor degli abitan!del complesso residenziale a%raverso l’u!lizzo della vegetazione.Il primo intervento ipo!zzato per tu%e e tre le !pogie di alloggio prese in analisi, è legato all’in$cremento della vegetazione su scala urbana. Infa# questo, in par!colare l’ipotesi di rinverdimentoprevisto nello scenario 3, non soltanto determina la riduzione delle temperature esterne $comedimostrato nel capitolo 6$, ma apporta anche benefici al comfort indoor riducendo le temperatureinterne $come dimostrato nel capitolo 7$. Anche la sos!tuzione degli infissi è prevista per tu# glialloggi del quar!ere. Invece, la realizzazione del te%o verde e la parete vegetale sono previs!esclusivamente su due dei tre alloggi studia!. In conclusione, valutato il beneficio termico a%ri$buibile ad ognuno degli interven! sopra indica!, si è considerato il beneficio apportato ai tre alloggipresi in esame grazie all’applicazione simultanea, ove possibile, degli interven!. Questo !po di valutazione ha dimostrato che è possibile o%enere complessivamente, negli am$bien! maggiormente svantaggia! di ogni alloggio, una riduzione delle temperature, nel giorno 21$08$12, compresa tra i 2,34°C e i 9,65°C. Anche in inverno, sopra%u%o grazie alla sos!tuzionedegli infissi, sono sta! o%enu! dei benefici in termini di innalzamento della temperatura in quantosono regstra! incremen! della stessa compresi tra i 0,1°C e i 0,91°C. Questa condizione risultamaggiormente e"cace negli alloggi dell’edificio X in quanto ques!, in corrispondenza delle logge,dispongono di una maggiore superfice vetrata che durante l’inverno funziona da captatore solare.


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ALLOGGIO TIPO GIORNO

T [°C]

Incremento vegetazione Sos$tuzione infissi

SOGGIORNON/O

21$08$12

6:00 $2,28 $0,16 $2,4411:00 $2,24 $0,10 $2,3416:00 $2,25 $0,19 $2,4421:00 $2,39 $0,06 $2,4524:00 $2,39 $0,02 $2,41

20$02$12

6:00 $ +0,03 +0,0311:00 $ +0,28 +0,2816:00 $ +0,37 +0,3721:00 $ +0,19 +0,1924:00 $ +0,09 +0,09

CUCINAS/E

21$08$12

6:00 $3,81 $0,09 $3,9011:00 $4,57 $0,18 $4,7516:00 $4,85 $0,33 $5,1821:00 $4,59 $0,20 $4,7924:00 $4,35 $0,10 $4,35

20$02$12

6:00 $ +0,76 +0,7611:00 $ +0,81 +0,8116:00 $ +0,88 +0,8821:00 $ +0,78 +0,7824:00 $ +0,72 +0,72

CAMERA DOPPIAS/E

21$08$12

6:00 $3,25 $0,15 $3,4011:00 $4,01 $0,11 $4,1216:00 $4,11 $0,23 $4,3421:00 $3,87 $0,18 $4,0524:00 $3,69 $0,02 $3,71

20$02$12

6:00 $ +0,82 +0,8211:00 $ +0,83 +0,8316:00 $ +0,91 +0,9121:00 $ +0,75 +0,7524:00 $ +0,71 +0,71

Tab. 8.4 | Riepilogo dei decremen! delle temperature indoor dell’alloggio !po, in rosso si evidenzia la riga corrispondente al maggiore beneficio o%enuto


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ALLOGGIO DI%TESTA GIORNO

T [°C]

Incremento vegetazione Sos$tuzione infissi Parete verde

CAMERA MATRIMONIALE

N/O

21$08$12

6:00 $2,48 $0,08 $0,52 $3,0811:00 $2,50 $0,67 $0,42 $3,5916:00 $2,55 $0,71 $0,90 $4,1621:00 $2,67 $0,42 $1,00 $4,0924:00 $2,67 $0,24 $0,90 $3,81

20$02$12

6:00 $ +0,07 +0,95 +1,0211:00 $ +0,29 +1,05 +1,3416:00 $ +0,53 +0,77 +1,3021:00 $ +0,39 +0,64 +1,0324:00 $ +0,16 +0,67 +0,83

CAMERA DOPPIAS/E

21$08$12

6:00 $3,21 $0,10 $0,52 $3,6311:00 $4,26 $0,59 $0,45 $5,3016:00 $4,14 $0,52 $0,83 $5,4921:00 $3,86 $0,32 $0,92 $5,1024:00 $3,68 $0,14 $0,83 $4,65

20$02$12

6:00 $ +0,26 +0,95 +1,2111:00 $ +0,17 +1,03 +1,2016:00 $ +0,35 +0,89 +1,2421:00 $ +0,07 +0,76 +0,8324:00 $ +0,07 +0,76 +0,83

CUCINAS/E

21$08$12

6:00 $3,82 $0,16 $0,30 $3,9611:00 $4,56 $0,35 $0,27 $5,1816:00 $4,84 $0,49 $0,27 $5,6021:00 $4,57 $0,33 $0,28 $5,1824:00 $4,33 $0,22 $0,29 $4,84

20$02$12

6:00 $ +0,01 +0,33 +0,3411:00 $ +0,39 +0,34 +0,7316:00 $ +0,45 +0,34 +0,7921:00 $ +0,28 +0,32 +0,6024:00 $ +0,17 +0,31 +0,48

Tab. 8.5 | Riepilogo dei decremen! delle temperature indoor dell’alloggio di testa, in rosso si evidenzia la rigacorrispondente al maggiore beneficio o%enuto


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ALLOGGIO DUPLEX% GIORNO

T [°C]

Incremento vegetazione Sos$tuzione infissi Te!o verde

SOGGIORNOS/E

21$08$12

6:00 $3,00 $0,20 $0,21 $3,4111:00 $3,34 $0,59 $0,22 $4,1516:00 $3,61 $0,84 $0,22 $4,6721:00 $3,48 $0,58 $0,22 $4,2824:00 $3,31 $1,43 $0,21 $4,96

20$02$12

6:00 $ +0,27 +0,02 +0,2911:00 $ +0,30 +0,00 +0,3016:00 $ +0,42 +0,00 +0,4221:00 $ +0,12 +0,00 +0,1224:00 $ +0,02 +0,00 +0,02

CAMERA MATRIMONIALE

S/E

21$08$12

6:00 $3,72 $0,23 $1,00 $4,9511:00 $4,27 $0,41 $0,80 $5,4816:00 $4,58 $0,54 $0,63 $5,7521:00 $7,27 $0,42 $0,75 $8,4424:00 $8,27 $0,35 $1,03 $9,65

20$02$12

6:00 $ +0,10 +0,12 +0,2211:00 $ +0,04 +0,05 +0,0916:00 $ +0,18 +0,03 +0,2121:00 $ +0,08 +0,03 +0,1124:00 $ +0,02 +0,08 +0,10

CAMERA SINGOLAN/O

21$08$12

6:00 $4,01 $0,25 $0,80 $5,0611:00 $3,92 $0,78 $0,57 $5,2716:00 $3,90 $0,78 $0,57 $5,2521:00 $4,02 $0,55 $0,57 $5,1424:00 $4,05 $0,43 $0,63 $5,11

20$02$12

6:00 $ +0,09 +0,07 +0,1611:00 $ +0,46 +0,13 +0,5916:00 $ +0,49 +0,24 +0,7321:00 $ +0,34 +0,16 +0,5024:00 $ +0,24 +0,10 +0,34

Tab. 8.6 | Riepilogo dei decremen! delle temperature indoor dell’alloggio duplex, in rosso si evidenzia la rigacorrispondente al maggiore beneficio o%enuto


373

Un’ulteriore verifica dell’e"cacia degli interven! di retrofit previs! è stata svolta applicando il mo$dello di Comfort Ada#vo. Così come nel capitolo precedente (cfr. paragrafo 7.7.1), il modello èstato applicato considerando le temperature comprese nella fascia oraria dalle 8:00 alle 23:00 perla zona giorno, quelle comprese nella fascia oraria dalle 23:00 alle 8:00 per la zona no%e.

8.6 | Applicazione del modello di comfort ada#vo nella condizione FCPC. A destra, temperature massime registrate nella zona no%e dei tre alloggi; a sinistra, temperature massime registrate nella zona giorno

Secondo il modello Ada#vo si riscontra che, sia nella zona giorno che nella zona no%e, i maggioribenefici sono apporta! dall’intervento a scala urbana rela!vo all’implementazione della vegeta$zione. Infa#, come si è già osservato nel paragrafo 7.7.1, passando dallo stato di fa%o allo scenario3, il livello di comfort si sposta alla categoria I per tu# gli alloggi. Per quanto riguarda, invece, il livello di comfort registrato successivamente all’applicazione degliinterven!, si constata che la categoria di intervento rimane sempre invariata $categoria I$, ad ec$cezione della zona giorno nell’alloggio duplex. Infa#, per quanto riguarda entrambi gli alloggi del$l’edificio “X” si verifica che, sia nella zona giorno, che nella zona no%e, i pun! del graficorappresentan! lo stato di comfort sono più prossimi alla bise%rice $categoria I$ e questo rappre$


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senta un avvicinamento alle condizioni di comfort considerate “ideali” dal modello.I da! rela!vi all’alloggio duplex, invece, rispe%ano il comportamento sudde%o soltanto per quantoriguarda il comfort della zona no%e. Nella zona giorno, infa#, nonostante si verifichi una e'e#variduzione della temperatura, favorevole al benessere degli occupan!, che comporta un valore fi$nale di 26°C, avviene un passaggio dalla categoria di comfort I alla II, ovvero una teorica riduzionedel livello di comfort indoor. Questo significa che, secondo il modello impiegato per la valutazionedel comfort, la temperatura raggiunta $26°C$ è addiri%ura più bassa rispe%o quella o#male (ca$tegoria di comfort I) ma in realtà, tra%andosi di una valutazione svolta per la stagione es!va e con$siderando che prima degli interven! la temperatura era di circa 30°C, la nuova temperaturaregistrata non può che favorire le condizioni di comfort dei fruitori dell’alloggio. Questo risultatoè a%ribuibile ai limi! del modello descri# in precedenza (cfr. paragrafo 8.1).


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Note:

1. Y. J. Huang, H. Akbari, H. Taha (1990), The wind!shielding and Shading E$ercts of Trees on Residen"al Hea"ng and

Cooling Requirements, 1990 Winter ASHRAE Mee!ng, Atlanta, GA, 10$14 February 1990.

2. A. Hoyano, “Climatological uses of plants for solar control and the e'ects on the thermal environment of a building”,

Energy and Buildings, 1988, pp. 181$199.

3. Juri Yoshimi, Hasim Altan, “Thermal Simula!ons an the E'et of Vegetated Walls on indoor building environments”,

12th Conference of Interna"onal Building Performance Simula"on Associa"on, Sydney, 14$16 November 2011.

4. Immagine tra%a Paolo Abram, Il verde Pensile, Sistemi editoriali, Napoli, 2011.

5. La norma, prevede anche lapplicazione di un conce%o più elaborato, ma sicuramente più preciso, secondo il quale

la di'erenza tra te%o verde estensivo e te%o verde intensivo può essere riferita anche ad un bilancio globale di energia

consumata. In ogni caso tale dis!nzione non è collegata in maniera dire%a agli spessori della stra!ficazione o alle di$

mensioni della vegetazione.

6. Paolo Abram, Il verde Pensile, Sistemi editoriali, Napoli, 2011.

7. Ibidem.

8. Per le erbacee perenni a piccolo sviluppo la norma prevede uno spessore minimo di 10 cm. Nella pra!ca comune

viene u!lizzato uno spessore di substrato rido%o (10 cm) al nord e al centro italia; lo spessore incrementa spostandosi

verso le regioni meridionali raggiungendo i 15$25 cm in funzione della scepcie di erbacea perenne ado%ata.9. Y.Stav, G.Lawson, Ver"cal vegeta"on design decisions and their impact on energy consump"on in subtropical ci"es,

Queensland University of Technology.

Retrofit and Sustainability. Vegetation effects on the urban microclimate and study of its impacts on indoor comfort in Cappuccinelli district in Trapani (IT).

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