Materiali e soluzioni innovative per l'involucro intelligente - presentazione linea di ricerca condotta dal Tecnopolo Materiali di Faenza in collaborazione con CNR ed ENEA.

1. LABORATORIO MITAI
Materiali Innovativi e Tecnologie per Applicazioni Industriali
” MATERIALI E SOLUZIONI PER L’EFFICIENZA ENERGETICA”
Giulia Ruta, Mattia Morganti – CertiMaC
Ravenna, 26 Settembre 2013

2. Agenda
Background
Competenze
Attività di Ricerca
Applicazioni Industriali
@Work
Prossimi passi

3. Agenda
Background
Competenze
Attività di Ricerca
Applicazioni Industriali
@Work
Prossimi passi

4. BACKGROUND
La «Questione» Energetica
Impieghi finali di energia per settore - Anno 2011 - Totale 134,9 Mtep
Fonte ENEA, RAEE 2011
4

5. BACKGROUND
La «Questione» Energetica
Ripar&zione
del
consumo
di
energia
primaria
negli
edifici
residenziali
e
non,
in
Italia:
-­‐ Riscaldamento
(48%),
raffrescamento
(12%),
illuminazione
(11%)
sono
la
parte
più
consistente
dei
consumi
-­‐ Di
minore
impa6o
gli
altri
&pi
di
impieghi
Fonte: www.energystrategy.it - Politecnico di Milano
5

6. BACKGROUND
Evoluzione normativa
DIRETTIVA
2002/91/CE
DIRETTIVA
2006/32/CE
Del 16 dicembre
2002
Sul rendimento
energetico
nell’edilizia
Del 5 aprile 2006
concernente
l'efficienza degli usi
finali dell'energia e i
servizi energetici
L’ente normatore Europeo ha fissato obiettivi
strategici al 2020 che mirano a:
+ 20% energie rinnovabili;
- 20% CO2;
+ 20% Efficienza Energetica
DIRETTIVA
2012/27/UE
Del 25 ottobre 2012
Sull’efficienza
energetica degli
edifici. Indica ai paesi
membri come
raggiungere
l’obiettivo di
efficienza energetica
del 20% al 2020
DLgs 192/2005
Del 19 agosto 2005
Recepisce la direttiva
comunitaria 2002/91/
CE e disciplina le
condizioni e le
modalità per migliorare
le prestazioni
energetiche degli
edifici nuovi e di quelli
esistenti.
6
Dm sviluppo
economico
DLgs 311/2006
Del 29 dicembre
2006
Modifica e integra
alcuni articoli del
Dlgs 192/2005,
mantenendone
tuttavia la struttura
DLgs 115/2008
Del 30 maggio 2008
Particolarmente
importante per gli
edifici pubblici,
recepisce la direttiva
2006/32/CE
Dpr n.59
Materiali2009
Del 2 aprile
ad alte
Provvedimento
attuativo sul
prestazioni
rendimento energetico
in edilizia
Del 26 giugno 2009
Provvedimento
attuativo per
l’emanazione delle
Linee Guida nazionali
per la certificazione
energetica degli edifici
L. n.94/2012
Del 6 luglio 2012
Offre nuove
opportunità alle
Pubbliche
Amministrazioni per la
stipula di contratti di
servizio energia nelle
forme di partenariato
pubblico privato

7. BACKGROUND
L’opportunità
Crescita dei costi
dell’energia
Necessità di mitigazione
dei cambiamenti climatici
Riqualificazione del parco
edilizio esistente
7
INNOVARE i materiali per l’involucro:
• Alto potere termoisolante,
• Elevate prestazioni meccaniche,
• Resistenza alle sollecitazioni atmosferiche,
• Integrazione in caso di retrofit energetico,
• Sostenibilità ambientale.

8. BACKGROUND
La sfida del mondo delle costruzioni
EFFICIENZA
ENERGETICA
DEGLI EDIFICI
8

9. BACKGROUND
La sfida del mondo delle costruzioni
Impianti
efficienti
EFFICIENZA
ENERGETICA
DEGLI EDIFICI
9

10. BACKGROUND
La sfida del mondo delle costruzioni
Impianti
efficienti
Involucri
performanti
EFFICIENZA
ENERGETICA
DEGLI EDIFICI
10

11. BACKGROUND
La sfida del mondo delle costruzioni
Impianti
efficienti
Involucri
performanti
La tipicità
mediterranea
EFFICIENZA
ENERGETICA
DEGLI EDIFICI
11
Materiali
ad alte
prestazioni

12. BACKGROUND
La sfida del mondo delle costruzioni
Impianti
efficienti
Involucri
performanti
EFFICIENZA
ENERGETICA
DEGLI EDIFICI
Materiali
ecosostenibili
12
Materiali
ad alte
prestazioni

13. BACKGROUND
La sfida del mondo delle costruzioni
Impianti
efficienti
Involucri
performanti
EFFICIENZA
ENERGETICA
DEGLI EDIFICI
Valutazione
dei consumi
a 360°
(LCA)
13
Materiali
ecosostenibili
Materiali
ad alte
prestazioni

14. BACKGROUND
La sfida del mondo delle costruzioni
Impianti
efficienti
Involucri
performanti
Ripensare il
nuovo e
Riqualificare
l’esistente
EFFICIENZA
ENERGETICA
DEGLI EDIFICI
Valutazione
dei consumi
a 360°
(LCA)
14
Materiali
ecosostenibili
Materiali
ad alte
prestazioni

15. BACKGROUND
La sfida del mondo delle costruzioni
Impianti
efficienti
Involucri
performanti
La tipicità
mediterranea
Ripensare il
nuovo e
Riqualificare
l’esistente
EFFICIENZA
ENERGETICA
DEGLI EDIFICI
Valutazione
dei consumi
a 360°
(LCA)
15
Materiali
ecosostenibili
Materiali
ad alte
prestazioni

16. Agenda
Background
Competenze
Attività di Ricerca
Applicazioni Industriali
@Work
Prossimi passi

17. COMPETENZE
Il Distretto della Ricerca a Faenza per i nuovi materiali
Ceramici Industriali, Processi
e Materie Prime
Energia, Ambiente, Processi
17
Chimica
Qualificazione Materiali Avanzati
Fisica e Meccanica

18. COMPETENZE
Aree di Intervento
Materiali
LATERIZI
Certificazione
CERAMICHE
MARCATURA CE
ANALISI FISICHE
MALTE
INTONACI
CALCI
ANALISI CHIMICHE
ANALISI
MECCANICHE
VERNICI
PIETRE
ANALISI TERMICHE
MATERIALI
GEOTERMIA
CALCESTRUZZI
ISOLANTI
18
CEMENTI
MATERIE
PRIME
PRESTAZIONI
ANALISI
TERMO
GROMETRICHE
Innovazione
RICERCA
TRASFERIMENTO
TECNOLOGICO
CONSULENZA
PRODOTTO
CONSULENZA
PROCESSO
IMPROVEMENT
SVILUPPO
MATERIALI
NUOVI MATERIALI
CONVEGNISTICA
PROVE
AMBIENTALI
PROVE
DURABILITA’
EFFICIENZA
FORMAZIONE
INNOVATION
POINT
SOSTENIBILITA’

19. COMPETENZE
Unità tecnica per l’efficienza energetica materiali
Centro di competenze e servizi a supporto del settore per la qualificazione e
l’improvement di materiali e soluzioni destinati all’involucro edilizio.
19

20. Agenda
Background
Competenze
Attività di Ricerca
Applicazioni Industriali
@Work
Prossimi passi

21. ATTIVITÀ DI RICERCA
Laboratorio MITAI - Linea di Ricerca Materiali e Soluzioni per l’Efficienza Energetica
INGEGNERIZZAZIONE DI MATERIALI E SISTEMI INNOVATIVI
AD ALTE PRESTAZIONI PER L’INVOLUCRO EDILIZIO
Obiettivi
§
Sviluppo di metodologie sperimentali e analitiche innovative per la
qualificazione e l’ingegnerizzazione di componenti e sistemi complessi
per l’involucro edilizio;
§
Ingegnerizzazione di materiali ad alte prestazioni e con caratteristiche di
sostenibilità ambientale: potere termoisolante, proprietà
termoigrometriche, fisiche, meccaniche e di durabilità.
Settori di riferimento
§ Energetica degli Edifici
Ingegnerizzazione e qualificazione
soluzioni multistrato per l’involucro:
studio di soluzioni innovative per il
risparmio energetico, resistenti dal
punto di vista meccanico e durevoli
§ Involucro Intelligente
§ Sviluppo Materiali ad alte prestazioni per l’Eco-Efficienza
§ Adeguamento edifici esistenti tramite sistemi di retrofit
energetico
§ Diagnosi Energetiche, Progettazione Integrata.
21

22. ATTIVITÀ DI RICERCA
Laboratorio MITAI - Linea di Ricerca Materiali e Soluzioni per l’Efficienza Energetica
Sviluppo, messa a punto e ingegnerizzazione di materiali ad alte prestazioni per l’involucro edilizio,
Sviluppo di modelli di calcolo mediante
Finite Element Method (F.E.M.) volti alla
determinazione dei principali parametri
termo-fisici di materiali per l’involucro,
22

23. Agenda
Background
Competenze
Attività di Ricerca
Applicazioni Industriali
@Work
Prossimi passi

24. APPLICAZIONI INDUSTRIALI
Materiali per l’involucro: Laterizi, malte, piastrelle ceramiche, intonaci,
isolanti, calcestruzzi, pietre naturali ad elevate prestazioni;
Sistemi di retrofit energetico integrato multi-prestazionale: antisismico e
ad energia quasi zero;
Ottimizzazione del comportamento termo-igrometrico dell’involucro
opaco e trasparente;
Integrazione energie rinnovabili negli interventi di qualificazione;
Ottimizzazione impianti geotermici a bassa entalpia attraverso l’accurata
valutazione termica del sito e dei materiali del sottosuolo.
24

25. Agenda
Background
Competenze
Attività di Ricerca
Applicazioni Industriali
@Work
Prossimi passi

26. @WORK
Alcune delle aziende che hanno dimostrato interesse sui temi proposti:
§
§
M.V.B. (CO)
Elementi innovativi a base cemento per muratura ad elevate
prestazione termiche ed igrometriche: sviluppo congiunto di prodotto
§
SACMI IMOLA (BO)
Blocchi in laterizio per muratura: studio delle prestazioni termiche
nell’ambito dello sviluppo di un nuovo tipo di prodotto
§
26
Fassa Bortolo (TV)
Materiali per Edilizia: elementi di rivestimento per l’isolamento ed il
ripristino delle strutture
DOCCHEM (PV)
Materiali innovativi a base Aerogel per l’isolamento termico: sviluppo
di analisi sperimentali e caratterizzazione del prodotto

27. @WORK
M.V.B. (CO)
Sviluppo congiunto di elementi innovativi per muratura ad alte prestazioni termo-igrometriche
Geometria del blocco
Ottimizzazione e nuova progettazione di blocchi
per muratura (geometrie) tramite sviluppo di
modelli di calcolo FEM, volti all’ottimizzazione
della prestazione termica, a partire dai limiti
geometrici imposti dal processo produttivo.
27
Impasto del blocco
Ricerca di materiali alternativi o additivi da
utilizzare come rinforzo strutturale, come legante
o come elemento alleggerente nei blocchi per
muratura attualmente in produzione e
caratterizzazione preliminare di Impasti
sperimentali per la realizzazione di produzioni
industriali «prototipo».

28. @WORK
M.V.B. (CO)
Sviluppo congiunto di elementi innovativi per muratura ad alte prestazioni termo-igrometriche
- 30%
Geometria
conducibilità equivalente λequ
-15 %
Risultati attesi
conducibilità termica λ10,dry
Impasto
- 20 %
costi di produzione grazie a utilizzo
di materie prime seconde
28

29. Agenda
Background
Competenze
Attività di Ricerca
Applicazioni Industriali
@Work (Case-study o dimostratore)
Prossimi passi

30. PROSSIMI PASSI
§ Ottimizzazione dei modelli di calcolo sviluppati
§ Estensione e Validazione dei modelli ai casi 3D ed al regime Dinamico
§ Perfezionamento della formazione del personale dedicato in relazione al
comparto: «Energetica degli Edifici» e «Riqualificazione del Patrimonio
Edilizio Esistente»
§ Affinamento di metodologie sperimentali per la determinazione dei
parametri termo-fisici ed igrometrici su materiali innovativi, e.g. PCM, VIP,
…
30

31. CONTATTI
CertiMaC
§ Sede Legale – Amministrativa: Via Granarolo, 62 Faenza (RA)
§ Laboratori : via Ravegnana 186, Faenza (RA)
info@certimac.it
https://www.facebook.com/TecnopoloMitai
www.certimac.it
http://www.linkedin.com/company/certimac
+39 – 0546 – 678548
http://www.slideshare.net/certimac
https://twitter.com/CertiMaC
https://twitter.com/TecnopoloMitai
Contatti MITAI
Ing. Luca Laghi – l.laghi@certimac.it
Dr.ssa Giulia Ruta – g.ruta@certimac.it
31
http://www.flickr.com/photos/certimac