workshop salomoni r2 b
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4. Componenti edilizi innovativi“Recupero del patrimonio edilizio:il contributo dei materiali ceramici"
Arturo SALOMONICentro Ceramico Bologna
Sommario
1. Introduzione
2. Le piastrelle ceramiche
3. I laterizi
4. La certificazione LEED®
Sommario
1. Introduzione
2. Le piastrelle ceramiche
3. I laterizi
4. La certificazione LEED®
• “La riqualificazione del patrimonio edilizio residenziale pubblico è una grande occasione per cambiare e sviluppare le nostre città”.
• “Pezzi delle nostre città possono essere recuperati procedendo alla sostituzioni di immobili e interi quartieri, esempi di profondo degrado urbano, demolendoli e ricostruendoli secondo criteri di qualità”.
1. Introduzione
• “Per riqualificare il patrimonio edilizio abbiamo bisogno di alloggi ad alta efficienza energetica ed antisismici, altrimenti, tra l’altro, ne pagheremo le conseguenze con sanzioni che nel giro di pochi anni potrebbero arrivare dall’Unione Europea”.
• “L’orizzonte che abbiamo davanti è ricco di opportunità”.
1. Introduzione
1. Introduzione
Unione Europea IL SETTORE DELL’EDILIZIA
Responsabile del 35 % delle
emissioni totali di gas serra
Responsabile del 40 % dei
consumi energetici
totali
Nel mercato delle costruzioni l’edilizia è il primo settore economico con circa l’80 % del fatturato
Efficienza energetica degli edifici
Per passare dalla “casa che consuma” alla “casa che risparmia” sono necessari:
basse emissioni in atmosfera
massimo isolamento delle superfici finestrate
alto livello di comfort abitativo
recupero dell’acqua piovana
consumi energetici contenuti
sfruttamento delle risorse rinnovabili
massimo isolamento termico
massimo isolamento acustico
1. Introduzione
E’ necessario passare dall’ottica dell’edificio come consumatore di energia a quella dell’edificio come produttore di energia
Efficienza energetica degli edifici
1. Introduzione
Efficienza energetica degli edifici
Associazione E2B
www.e2b-ei.eu
1. Introduzione
Nuovi edifici capaci di generare l’energia necessaria per il loro funzionamento o anche di diventare produttori di energia
Aspetti trasversali (tecnologici)
Aspetti trasversali (organizzativi)
Distretti/ Comunità
E2B
Ristrutturazione di edifici esistenti
Aree chiave per affrontare le sfide della ricercaEfficienza energetica degli edifici
1. Introduzione
R&S Prodotti da Costruzione
1. Introduzione
Sviluppo di ceramici innovativi, progettati su misura per contribuire significativamente alla sostenibilità degli edifici nell’arco del loro ciclo di vita: costruzione, gestione e dismissione
1. Introduzione
Per offrire nuove opportunità al comparto la ricerca dovrebbe sviluppare prodotti innovativi muovendosi su due filoni:
funzionalizzazione
sostenibilità
Ambientale
Economica
Salute & Comfort
Sicurezza
Sostenibilità
1. Introduzione
secondo il nuovo Regolamento per i Prodotti da Costruzione (CPR) 305/2011 della UE [che andrà ad abrogare la Direttiva per i Prodotti da Costruzione 89/106 della CEE ]
Un requisito fondamentale e obbligatorio delle costruzioni:
secondo le nuove norme o progetti di norma (EN 15643, prEN 15978, etc.) allo studio del CEN/TC 350 -Sustainability of Construction Works
Un obiettivo volontario fin dagli anni ’70
Sostenibilità
1. Introduzione
Conferire NUOVE FUNZIONI NUOVE FUNZIONI ai componenti oltre a quelle che intrinsecamente già possiedono
Prodotto Standard Prodotto innovativoa più alto valore aggiunto
Cosa s’intende per funzionalizzazione?
€
1. Introduzione
Perché funzionalizzare?
• Per introdurre innovazione radicale che permetta anche di occupare e presidiare nuovi segmenti di mercato
• Per sviluppare materiali ceramici in linea con il concetto di edilizia sostenibile
• Per diversificare l’attuale produzione ed andare incontro alla richiesta sempre più pressante di prodotti ad alto contenuto tecnologico
1. Introduzione
• Funzionalizzazione di una superficie: ingegnerizzazione di nuove superfici e sviluppo di nuovi prodotti
• Funzionalizzazione della massa: applicazioni per il risparmio energetico nella gestione degli edifici
In che modo funzionalizzare?
1. Introduzione
Sommario
1. Introduzione
2. Le piastrelle ceramiche
3. I laterizi
4. La certificazione LEED®
La sostenibilità è un obiettivo da perseguire perché costituisce un fattore di competitività per le aziende italiane produttrici di piastrelle ceramiche
Sostenibilità
2. Le piastrelle ceramiche
Piastrelle ceramiche e sostenibilità
L’industria italiana delle piastrelle di ceramica, impegnata da anni sul fronte della SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE, ha raggiunto in tal senso risultati ragguardevoli testimoniati dalle molteplici CERTIFICAZIONI AMBIENTALI OTTENUTE:
Certificazione dei SISTEMI di GESTIONE AMBIENTALEMarchi AMBIENTALI di PRODOTTO
Contributo alla certificazione energetico-ambientale
LEED degli edifici
2. Le piastrelle ceramiche
Piastrelle ceramiche e sostenibilità
2. Le piastrelle ceramiche
Le piastrelle in ceramica sono:1. Adattabili2. Igieniche3. Convenienti4. Durature5. Risparmio energetico6. Non tossiche7. Riciclabili8. Riciclate9. Resistenti10.Responsabili
«Piastrelle che producono energia, catturano gli inquinanti o trattengono e rilasciano calore, per ottimizzare la temperatura interna degli edifici. Il futuro sta nella ceramica "funzionalizzata", come la chiamano al Centro Ceramico di Bologna, l'istituto di ricerca del distretto»
22 settembre 2010 elenacomelli.nova100.ilsole24ore.com
Piastrelle funzionalizzate
2. Le piastrelle ceramiche
Raccolta e trasformazione di energia: approccio tecnico
Riporto
Piastrella di ceramica
Piastrella PV
Funzionalizzazione di piastrella di ceramica mediante applicazionediretta di un riporto fotovoltaico sulla superficie di esercizio:
Usando tecniche di applicazione per quanto possibile integrabilinel processo produttivo ceramicoSenza significative rinunce nelle prestazioni tecniche ed architettoniche delle piastrellature
Piastrella fotovoltaica = Modulo fotovoltaico
2. Le piastrelle ceramiche
Soluzioni tecniche a livello di laboratorio• back contact• strati fotoattivi• front contact • strato isolante e protettivo
Supporto ceramico
Back contact
Riporto protettivo
Connettore
Front contact
Riporto fotovoltaico
2. Le piastrelle ceramiche
Come si presenta – evoluzione rispetto al prototipo 10x10 cm
• Dimensioni• Substrati
ceramici• Spessori• Lay-out• Efficienza• Criticità
2. Le piastrelle ceramiche
Fotocatalisi: principio e approccio tecnico
VOC, NOx
, BTEX, batteri, muffe, …CO2
, H2
O, NO2
Supporto ceramico
TiO2
Il processo della FOTOCATALISI si attiva grazie all'azione combinata della LUCE (solare o artificiale) e dell’ARIA che innescano un forte processo ossidativo il quale porta alla decomposizione degli inquinanti e alla loro trasformazione in sostanze innocue.
2. Le piastrelle ceramiche
Fotocatalisi: determinazione dell’attività fotocatalitica
in fase liquidadegradazione di Indaco carminioquantificata da indice di fotodegradazione, η
[%]
•
in fase gasdegradazione di NOx (UNI 11247-07)quantificata da attività fotocatalitica, AF [m/h]
degradazione di BTEX (UNI U87003032)quantificata da attività fotocatalitica, Acat [m/h]
degradazione di formaldeidequantificata da attività fotocatalitica in [μg/(h·m²)]
2. Le piastrelle ceramiche
Resistenza alla crescita battericaMisurata sulla base della sopravvivenza di batteri [S, %], sulla superficie
dei campioni ceramici sotto irraggiamento
Esempi di batteri utilizzati
Escherichia coli Listeria monocytogenes
Salmonella enteriditis
2. Le piastrelle ceramiche
Autopulibilità: alcuni esempi in natura
2. Le piastrelle ceramiche
Autopulibilità: principio e approccio tecnico
2. Le piastrelle ceramiche
Proprietà meccaniche: durezza e resistenza all’incisione
La presenza di nano ossidi migliora le prestazioni superficiali del gres porcellanato in termini di durezza e resistenza all’incisione.I risultati positivi ottenuti sono resi possibili non solo alla presenza delle nanopolveri utilizzate, ma anche alla buona interazione dello strato nanostrutturato con il substrato ceramico silicatico.
Microfotografie relative all’incisione sul campione:(a)fine dell’incisione, (b)ingrandimento dell’area cerchiata in cui le cricche evidenziate dalle frecce, si propagano a partire dal solco d’incisione.
(a) (b)
2. Le piastrelle ceramiche
Termocromismo
Fenomeno per cui si ha una variazione di colore per effetto della variazione di temperatura
Rivestimento ceramico tradizionale
Supporto ceramico Supporto
ceramico
Rivestimento materiale termocromico
2. Le piastrelle ceramiche
Sommario
1. Introduzione
2. Le piastrelle ceramiche
3. I laterizi
4. La certificazione LEED®
Funzionalizzazione della superficie: applicazioni all’esterno dell’edificio
Funzionalizzazione della massa: elementi strutturali (eventualmente anche all’esterno)
Come funzionalizzare?
3. I Laterizi
Funzionalizzazione
•della massaisolamento termico isolamento acusticofunzionalità strutturale
•della superficiefunzionalità esteticafunzionalità energeticafunzionalità ambientale
3. I Laterizi
Isolamento acustico
3. I Laterizi
Utilizzo di SAND MATRIX® nel settore dei laterizi (vedi L’Industria dei Laterizi – luglio/agosto 2010)
Riciclo materiali di recupero da altri processi
IMPASTI
STANDARD MATRIX
Umidità di estrusione (%) 16 19
Ritiro in essiccazione (%) 5,0 4,5
RF essiccato (N/mm2) 7,6 5,8
Ritiro in cottura (%) 5,0 4,5
Perdita in peso in cottura (%) 15,2 14,5
RF cotto (N/mm2) 12,0 11,7
Resistenza al punzonamento (kN)Requisito di legge: > 1,5 kN
2,5 2,5
3. I Laterizi
Funzionalizzazione della superficie
Micrografia SEM della superficie del campione su cui è stata spruzzata la barbottina contenente TiO2 e sinterizzato a 900°C: le particelle subsfe- riche più chiare sono costituite da titania, indicate dalle frecce bianche.
3. I Laterizi
INDUSTRIA 2015 “Made in Italy” – Progetto ITALICI Sviluppo di laterizi con superiori proprietà termiche e con superfici funzionalizzate
POR regione EMILIA-ROMAGNASviluppo e messa a punto di innovativi elementi in laterizio alleggeriti
Alcune delle ricerche in corso
3. I Laterizi
POR regione UMBRIAImpasto per realizzare un prodotto con le fattezze del cotto fatto a mano
POR regione EMILIA-ROMAGNAControllo della plasticità di impasti ceramici per l’estru- sione di laterizi: ricerca & sviluppo di strumentazione, ap- parecchiatura e messa a punto della metodica di misura.
Alcune delle ricerche in corso
3. I Laterizi
Sommario
1. Introduzione
2. Le piastrelle ceramiche
3. I laterizi
4. La certificazione LEED®
Pubblicato in aprile 2010
Protocollo di certificazione LEED NC 2009 Italia
documento di riferimento per la
Valutazione dei Crediti LEED
4. La certificazione LEED®
SS Sostenibilità
del Sito
MR Materiali e Risorse
QI Qualità
ambientale Interna
GA Gestione delle Acque
EA Energia e Atmosfera
IP Innovazione nella Progettazione
Il Protocollo LEED®
NC 2009 Italia
valuta7 Aree Tematiche
PR Priorità
Regionale
4. La certificazione LEED®
Attribuzione delPUNTEGGIO
Sommando i Crediticonseguiti all’interno di ciascuna delle
n.7 aree tematiche, si ottiene uno specifico livello di certificazione,
che attesta la prestazione raggiunta dall’edificio in termini di sostenibilità ambientale.
La certificazione LEED NC 2009 Italia si articola in:
Certificazione Base (Certified: 40÷49)
Certificazione Argento (Silver: 50÷59)
Certificazione Oro (Gold: 60÷79)
Certificazione Platino (Platinum: 80÷110)
4. La certificazione LEED®
AREE TEMATICHEalle quali possono fornire un contributo i
MATERIALI CERAMICI
Sostenibilità del Sito; SS-Crediti 7.1-7.2
Energia e Atmosfera; EA-Credito 1
Materiali e Risorse; MR-Crediti 1.1/1.2 / 2 / 3 / 4 / 5
Qualità ambientale Interna; QI-Credito 4.3
Innovazione nella Progettazione; IP-Crediti 1.1÷1.5
Priorità Regionale; PR-Crediti 1.1÷1.4
4. La certificazione LEED®
Superfici esterne (marciapiedi, parcheggi, ecc.):
SRI ≥
29Tetto a bassa pendenza:
SRI ≥
78
Tetto ad elevata pendenza:
SRI ≥
29
SS Sostenibilità del Sito
E’
richiesta la determinazione del SRI da parte di Laboratori accreditati
4. La certificazione LEED®
Effetto Isola di Calore- SS Credito 7.1 (Superfici esterne); contribuisce ad 1 punto- SS Credito 7.2 (Tetto e coperture); contribuisce ad 1 punto
Obiettivo:Ridurre l’effetto isola di calore (differenza di gradiente termico tra le aree urbane e le aree non urbane) per ridurre al minimo l’impatto sul microclima e sull’habitat. Il parametro utilizzato per valutare il contributo dei materiali all’effetto isola di calore è:
l’Indice di Riflettanza Solare (SRI)
Obiettivo:Raggiungere livelli di performance energetica dell’edificio, superiori ai valori minimi richiesti dalla legislazione vigente, per ridurre gli impatti associati all’uso eccessivo di energia.
materiali a bassa conducibilità termicaEssi contribuiscono al raggiungimento del credito in funzione del valore di conducibilità termica (ed altre proprietà) che possiedono; le quali dipendono:
1. dalla composizione del materiale 2. dalla struttura porosa del materiale3. dalla conformazione geometrica4. …. ??? …
LATERIZI
Performance Energetica Minima- Credito EA 1 (Ottimizzazione delle prestazioni energetiche); contr. da 1
a 19 punti
EA Energia e Atmosfera
4. La certificazione LEED®
Innovazione nella Progettazione- IP/ID Crediti 1 - 5 (sul totale dell’edificio);
contribuisce da 1
a 5 puntiObiettivo:Fornire ai progettisti
l’opportunità di ricevere punti aggiuntivi per performance
eccezionali, e/o innovative, che superino i requisiti fissati dal sistema di valutazione LEED.
PIASTRELLE di CERAMICApossono contribuire:
- Innovazione: Piastrelle a superficie funzionalizzata(fotovoltaica, fotocatalitica, antibatterica, ecc.)
- Innovazione: Piastrelle a marchio ECOLABEL(criteri di assegnazione Dec. 2009/607/CE requisiti cheidentificano prodotti ad elevate performance ambientali)
- nel superare il 30% di Contenuto di Materiale Riciclato (sull’intero edificio)
- nel superare il 40% di Contenuto di Materiale Riciclato (sull’intero edificio)
IP Innovazione nella Progettazione
4. La certificazione LEED®
E’ possibile quindi affermare che i
materiali ceramicipossono fornire un
CONTRIBUTO SIGNIFICATIVO
allacertificazione LEED degli edifici
finalizzata ad una
ProgettazioneAmbientalmente
Sostenibile
4. La certificazione LEED®
Contatti:CENTRO CERAMICO BOLOGNA
www.cencerbo.it
GRAZIE!!!