workshop salomoni r2 b

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

salomoni@cencerbo.it

www.cencerbo.it

GRAZIE!!!