Il progetto consiste nella ristrutturazione di un edificio esistente mediante il protocollo internazionale Passive House (http://www.passivehouse.com): il più alto riferimento scientifico per le costruzioni sostenibili a consumo energetico prossimo allo zero.
L’intervento risulta particolarmente innovativo, in quanto l’applicazione del protocollo Passive House su di un aggregato edilizio esistente risulta essere il primo in Italia (fonte passivehouse database nei link a lato) e tra i primi al mondo. Il progetto dimostra come è possibile raggiungere le prestazioni energetiche di una Passive House non solo in nuove costruzioni isolate, tipologia che rappresenta la quasi totalità delle Passive House costruite ad oggi, ma anche in aggregati urbani dell’edilizia storica o delle prime estensioni delle nostre città.

La sperimentazione di questo protocollo di progettazione su di un aggregato urbano è significativo soprattutto per l’Italia, dove ogni città è caratterizzata da questa tipologia. In un contesto dove: rigenerazione urbana, efficienza energetica e miglioramento sismico, sono fattori emergenti, la progettazione di qualità pare essere l’unica risorsa capace di fornire una soluzione concreta. Pertanto, il progetto riqualifica un edificio degradato, ne azzera i consumi energetici e le emissioni in atmosfera e ne migliora la struttura rendendolo anti simico. Il progetto prevede residenza e studio di architettura del progettista. Sono state utilizzante in piena libertà tecnologie costruttive innovative con lo scopo di raggiungere l’efficienza di una Passive House riducendo il più possibile i costi.

L’edificio ha una struttura mista di legno (lamellare e XLAM), acciaio, muratura e cemento armato, dove ogni materiale collabora al meglio sfruttando le proprie caratteristiche naturali. Così facendo il costo di costruzione dell’edificio è stato mantenuto ai livelli di mercato senza rinunciare a nessun aspetto qualitativo.
Il progetto è ancora più significativo se si pensa che in Europa i consumi energetici degli edifici esistenti necessitano del 40% dell’energia prodotta, anche in riferimento alla Direttiva Europea 2010/31/UE, già recepita dagli stati membri, che cita: <<A partire dal 31 dicembre 2018, gli edifici di nuova costruzione occupati da pubbliche amministrazioni e di proprietà di queste ultime, ivi compresi gli edifici scolastici, devono essere edifici a energia quasi zero. Dal 1° gennaio 2021 la predetta disposizione è estesa a tutti gli edifici di nuova costruzione.>> L’edificio ha un involucro così efficiente che può riscaldarsi con l’utilizzo dei raggi del sole, del calore prodotto dal corpo umano e dagli elettrodomestici. Non è allacciato alla rete gas ed è dotato del solo impianto di ventilazione meccanica controllata, capace di trasferire il calore dall’aria viziata espulsa, nell’aria pulita e filtrata immessa dall’esterno. Non utilizzando fonti energetiche combustibili l’edificio ha zero emissioni in atmosfera. Oltre al consumo energetico prossimo allo zero, una Passive House garantisce elevati livelli di comfort rispetto gli edifici tradizionali.

Il protocollo consente la riduzione di CO2 all’interno dell’abitazione, la verifica di muffe e condense tramite il calcolo analitico dei ponti termici, temperature superficiali costanti, umidità relativa al 50% con 20° in inverno e 25° in estate.
Considerando l’emergenza terremoto che investe in Italia l’80% degli edifici, il progetto introduce innovazioni anche nel campo strutturale utilizzando sistemi innovativi che consentono l’adeguamento alla normativa attuale, condizione resa ancora più complessa dall’integrazione dell’unità in un aggregato edilizio esistente.

Dal calcolo tramite PHPP (Passive House Planning Package) l’edificio ha un fabbisogno termico annuo per riscaldamento pari a 9 kWh/(m2a) ed un fabbisogno frigorifero e di deumidificazione pari a 7 kWh/(m2a). Il fabbisogno è pertanto inferiore a 15 kWh/(m2a) richiesti dallo standard Passivhaus .
Dal calcolo con software strutturati in base alle norme nazionali, l’edificio rientra nella classe energetica “A4 edificio ad energica quasi zero” con un EPgl,nren di 12,88 kWh/(m2a) dato che comprende i consumi di climatizzazione, acqua calda sanitaria, ventilazione meccanica controllata. La produzione di fotovoltaico (3kw) è pari a 37,8 kWh/(m2a), mentre i consumi relativi alla climatizzazione sommati ai consumi dovuti alla ventilazione meccanica sono pari a 23,92 kWh/(m2a). Sotto il profilo della climatizzazione l’edificio produce più energia di quella che consuma. Questi risultati evidenziano come l’uso strategico di differenti sistemi costruttivi, evitando processi standardizzati, possa rivelarsi una proposta funzionale alla rigenerazione ad alta efficienza energetica degli edifici in aggregato.

English:

This project proves particularly innovative as the application of the Passive House protocol (enerphit/passivhaus) on an existing building is the first one in Italy (source: www.passivhausprojekte.de) and among the leading in the world. The project shows how it is possible to achieve the energy performance of a passive house not only in new isolated buildings, a type of building that constitutes almost all the passive houses built to date, but also in urban clusters of historic buildings or early extensions of our cities. The testing of this design protocol on an urban cluster is particularly significant especially for Italy, where each city is characterised by this type.

In a context where urban gentrification, energy efficiency, and seismic improvement are emerging factors, quality design seems to be the only resource capable of providing a concrete solution. As a result, the project gentrifies a degraded building, reduces its energy consumption and emissions into the atmosphere, while improving its structure to make it anti-seismic.

The project involves the designer’s residence and architecture studio. Innovative construction technologies have been freely used in order to achieve the efficiency of a Passive House while reducing costs as much as possible. The building will have a mixed structure comprising wood (laminwood and XLAM), steel, masonry and reinforced concrete, where each material works together best by exploiting its natural characteristics. In doing so, the construction cost of the building was kept at market level without compromising on any quality aspects.

The project is even more significant when one considers that in Europe the energy consumption of existing buildings requires 40% of the energy produced, also with reference to European Directive 2010/31/EU, already implemented by the Member States, which mentions: “As of 31 December 2018, new buildings occupied by and owned by public administrations, including school buildings, shall be nearly zero-energy buildings. From 1 January 2021, this provision has been extended to apply to all new buildings.”

The building will have such an efficient envelope that it can be heated by the sun’s rays, the heat produced by the human body and by household appliances. It will not be connected to the gas network and will only be equipped with the controlled mechanical ventilation system, capable of transferring heat from the expelled used air into the clean and filtered air introduced from the outside. By not using combustible energy sources, the building will have zero emissions into the atmosphere.
In addition to near-zero energy consumption, a Passive House offers high levels of comfort compared to traditional buildings. The protocol allows for CO2 to be reduced inside the home, the verification of mould, mildew and condensation by analytical calculation of thermal bridges, constant surface temperatures, 50% relative humidity with 20° in winter and 25° in summer.

In view of the earthquake emergency affecting 80% of the buildings in Italy, the project also introduces innovations in the structural field using innovative systems that allow adaptation to the current legislation, a condition made even more complex by the integration of the unit into an existing building cluster. According to the PHPP (Passive House Planning Package) calculation, the building has an annual heating demand of 9 kWh/(m2a) and a cooling and dehumidification demand of 7 kWh/(m2a). The requirement is therefore less than 15 kWh/(m2a) required by the Passivhaus standard. 

From the calculation with software structured according to national standards, the building falls within the energy class “A4 near zero energy building” with an EPgl,nren of 12.88 kWh/(m2a) since it includes air conditioning, domestic hot water and controlled mechanical ventilation. The production of photovoltaic power (3kw) totals 37.8 kWh/(m2a), while the consumption of air conditioning plus the consumption of mechanical ventilation is 23.92 kWh/(m2a). From an air-conditioning perspective, the building produces more energy than it consumes. These results show that the strategic use of different construction systems, avoiding standardised processes, may prove to be a functional alternative for the energy-efficient regeneration of building clusters.