Edilizia scolastica in legno | Civezzano (Tn), asilo nido sovracomunale

Involucro termico ed energia solare per la scuola passiva

Struttura portante in pannelli tipo X-Lam, aperture ottimizzate per sfruttare l’energia solare in inverno, sistemi di oscuramento e serramenti ad altissima efficienza energetica, sistema di ventilazione con scambio di calore lungo le pareti dello spazio distributivo. Risultato: un edificio efficiente nei costi che fornisce un alto livello di comfort abitativo utilizzando un quantitativo di energia basso per riscaldamento e raffreddamento.

L’asilo nido sovracomunale, edificato nel comune di Civezzano (Trento), è costituito da tre volumi: un volume esistente che è stato sottoposto a intervento di risanamento, dove è collocata la zona dei servizi, un secondo volume seminterrato in calcestruzzo armato dove è collocata l’autorimessa e dove trovano spazi i locali tecnici e il collegamento al vano scale di nuova costruzione e infine un nuovo fabbricato nella zona a est di quello conservato, interamente realizzato in legno, per un totale di 640 mq capaci di ospitare fino a 66 bambini.

01 apertura

La struttura in legno. La struttura portante verticale dell’intero volume fuori terra è stata prevista con struttura portante in pannelli tipo X-Lam (forniti da Silvestri Franco srl. – Strutture in Legno) di legno certificato Pefc di spessore costante pari a 96 mm. Le dimensioni in termini di larghezza e lunghezza di questi pannelli sono state studiate in modo da ridurre al minimo lo sfrido del materiale e consentire un agevole trasporto e scarico del materiale in cantiere. La struttura in legno poggia su un solaio in calcestruzzo, al di sotto del quale è posizionata l’autorimessa. Particolare attenzione è stata posta all’impermeabilizzazione della struttura lignea di base rispetto al solaio del piano interrato. Infatti per evitare che la struttura potesse subire infiltrazioni di umidità o venisse a contatto diretto con l’acqua è stato posato un taglia muro in Epdm direttamente sulla base dell’elemento ligneo che impedisce la risalita dell’umidità dalle fondazioni e protegge la parete sul lato esterno, oltre a garantire la tenuta all’aria su elementi con superfici anche irregolari. Come ulteriore protezione sul lato esterno è stata applicata una guaina bituminosa mentre il cappotto, che è stato successivamente realizzato per tutta la porzione che si trova sotto la quota del piano di campagna, è stato realizzato con materiale resistente all’acqua protetto da uno strato d’impermeabilizzazione.

Le aperture sono state ottimizzate per permettere di sfruttare l’energia solare in inverno e i sistemi di oscuramento sono stati progettati per proteggere dal surriscaldamento estivo.
Le aperture sono state ottimizzate per permettere di sfruttare l’energia solare in inverno e i sistemi di oscuramento sono stati progettati per proteggere dal surriscaldamento estivo.

Tetto verde e impermeabilizzazione. Il solaio di copertura è di due tipologie. Un tetto a nord a falda unica inclinata (circa19°) con struttura a travetti lamellari e perlina in legno con manto di copertura a tetto verde (Climagrün Living buildings srl). La copertura è posata con la seguente stratigrafia:
– strato impermeabile antiradice
– stuoia protettiva drenante tipo Prct 300
– elemento di drenaggio e accumulo idrico Climadrain 55 specifico per tetti inclinati
– substrato estensivo Climagrün tipo E
– strato di Juta antierosione Climagrün.

Tetto verde che riduce al minimo l’impatto visivo del manufatto dalla strada.
Tetto verde che riduce al minimo l’impatto visivo del manufatto dalla strada.

Vegetazione composta da strato vegetale di painte giovani di Sedum (ca. 10 pz/mq) di minimo 8 varietà e da germogli di Sedum (ca. 80 b/mq) di minimo 5-10 varietà. Per la manutenzione di questa copertura è previsto un piano di due interventi manutentivi all’anno. Per quanto riguarda il collegamento del solaio, per evitare il ponte termico e facilitare il montaggio, tutti i travetti che vanno a scaricare sulle pareti verticali in X-Lam sono stati collegati mediante l’interposizione di una trave di banchina. Con questa soluzione è stata garantita la continuità della barriera al vapore con funzione di tenuta all’aria. Questa soluzione risulta molto efficace in quanto permette al tempo stesso un facile montaggio.

Un edificio certificato Passivhaus rispetta il limite di 15KWH/mq anno per fabbisogno termico per riscaldamento e fabbisogno frigorifero per raffrescamento.
Un edificio certificato Passivhaus rispetta il limite di 15KWH/mq anno per fabbisogno termico per riscaldamento e fabbisogno frigorifero per raffrescamento.

La struttura esterna della copertura è stata realizzata utilizzando la tecnica del tetto esile per cui i travetti esterni sono stati collegati ai travetti interni mediante l’utilizzo di viti a doppio filetto appoggiando la struttura direttamente sulla lana di roccia ad alta densità e garantendo in questo modo la continuità del cappotto verticale con quello orizzontale di copertura eliminando il ponte termico nel nodo di testa. La seconda tipologia di copertura è una copertura piana collocata sui volumi esposti a sud dove per garantire una totale impermeabilizzazione della struttura si è posato un manto di finitura bituminoso con la seguente stratigrafia: – guaina «Mineral reflex white flexter testudo spunbond poliestere», saldata completamente a fiamma alla membrana sottostante. Si è scelto di posare una guina con finitura superficiale esposta al sole di colore bianco. Questo permette di ridurre significativamente la temperatura superficiale, aumentando il rendimento dei pannelli fotovoltaici posati sopra questa copertura, in quanto si riduce il fenomeno del surriscaldamento dei pannelli
– guaina bituminosa Testudo Spunbond
– primer d’attacco
– massetto pendente 2%
– telo separatore in polietilene
– pannello Isolamda 80 Grafitato spessore 30 cm λ = 0.031
– barriera al vapore in polietilene nastrato vapor 150 (Rotoblaas).

Il volume preesistente.
Il volume preesistente.

La parte strutturale è composta da travi Armalam (forniti da Fanti Legnami srl) accoppiate a cappa collaborante in calcestruzzo. La collaborazione tra legno e soletta lignea è stata realizzata mediante l’interposizione di connettori metallici che sono inseriti in opera prima del getto e progettati secondo i carichi previsti da normativa. La cappa in calcestruzzo svolge una duplice funzione, migliora il comportamento statico della struttura e allo stesso tempo aumenta la massa del pacchetto costruttivo migliorando l’inerzia termica. La tecnologia Armalam permette un risparmio in altezza rispetto a una trave equivalente in lamellare con la stessa base fino al 40%. In estrema sintesi, l’innovazione prevede il rinforzo del legno lamellare con l’inserimento a una o più barre d’acciaio in apposite fresature longitudinali praticate in alcune lamelle e a esse solidarizzate con un apposito adesivo epossidico. Queste caratteristiche consentono di paragonare una trave Armalam a due travi affiancate delle stesse dimensioni in lamellare in quanto ha una tensione ammissibile equivalente fino a 28 MPa e un modulo elastico equivalente fino a 28000 MPa. Sopra questa copertura viene posizionato un impianto fotovoltaico composto da 69 moduli del tipo monocristallino Sunmodule Plus SolarWord per ottenere una potenza istallata totale pari a 18.25 kWp. La superficie captante totale risulta di circa 110 mq con una leggerissima inclinazione pari a 1°. I pannelli sono ancorati alla struttura con zavorre in calcestruzzo. Questa scelta permette di non pregiudicare lo strato impermeabilizzante della copertura. L’impianto è corredato da inverter europeo ad altissima tecnologia che garantisce un’elevata efficienza e rendimento del tipo Sma Sunny Tripower Stp.

Per la posa del basamento della gru in adiacenza al percorso stradale è stata realizzata una paratia che permette di contenere la spinta delle terre laterali.
Per la posa del basamento della gru in adiacenza al percorso stradale è stata realizzata una paratia che permette di contenere la spinta delle terre laterali.

Serramenti e apporti passivi. In un edificio così concepito è stata effettuata un’accurata progettazione e controllo degli apporti solari passivi progettando accuratamente le superfici finestrate, differenziate per ogni lato dell’edificio, garantendo al contempo l’assenza di surriscaldamento nel periodo estivo. Per questo motivo le dimensioni delle superfici finestrate sono differenziate a seconda seconda dei prospetti con portefinestre ampie e alte lungo il prospetto sud e finestre più piccole lungo quello nord, dove i serramenti rappresentano una mera superficie disperdente e sono stati disposti in modo da disporre di superfici vetrate minime. I serramenti, forniti da Bertamini Serramenti snc, sono in legno con rivestimento a termoscudo in alluminio verso l’esterno. Il telaio è realizzato in legno lamellare da 90 mm in Abete, proveniente da foreste a rimboschimento programmato.

La struttura in legno poggia su un solaio in calcestruzzo al di sotto del quale è posizionata l’autorimessa.
La struttura in legno poggia su un solaio in calcestruzzo al di sotto del quale è posizionata l’autorimessa.

Il legno lamellare garantisce altissima qualità estetica, durevolezza e indeformabilità nel tempo e abbinato a un termoscudo raggiunge prestazioni energetiche ottimali. Si ottiene infatti un telaio con valore isolante Uf di soli 0.9 W/mqK. Inoltre la posa di un rivestimento sul lato esterno di alluminio verniciato a polvere di poliestere termoindurente con temperature a 180° permette di ridurre al minimo gli interventi manutentivi dei serramenti. Il telaio viene abbinato a una tripla vetrocamera da 52 mm di spessore complessivo costituita da lastre vetrate Eurowhite (3+3 mm – argon 18mm – Eurowhite 4 mm – Argon 18 mm – Eurowhite 3+3 con valore Ug pari a 0.5 W/mqK). Nel corso degli approfondimenti tecnici funzionali alla determinazione della migliore soluzione tecnica per i serramenti esterni si è ragionato in modo differente tra gli ambienti esposti a sud rispetto agli ambienti esposti a nord, questo per ottimizzare da una parte gli apporti di calore ottenibili gratuitamente dalla radiazione solare per le facciate esposte a sud e dall’altra per ridurre al minimo le dispersioni sulle facciate esposte a nord. Si è quindi scelto di posare vetri con valore g differente per le facciate esposte a sud (g=64%) dove si vuole massimizzare gli apporti solari gratuiti nella stagione invernale e le facciate esposte a nord (g=50%) dove non è importante controllare la radiazione solare. Le scelte effettuate, migliorano significativamente il bilancio energetico dinamico dell’edificio. La posa degli infissi è completata mediante la completa nastratura degli elementi sia esternamente sia internamente in modo da garantire il superamento dei restrittivi limiti imposti dallo standard Passivhaus per la tenuta all’aria (valore limite di Blower Door Test 0.6 vol/h).

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L’involucro isolato. Il cappotto è realizzato con materiale espanso Xps del tipo GK8 400 Plus dello spessore di 250 mm caratterizzato da una conducibilità termica pari a 0.030 W/mK, densità 20 Kg/mc, posato con sistema d’incollaggio che garantisce elevata stabilità e assenza di moti convettivi. Le lastre isolanti in polistirene espanso sinterizzato sono fornite dalla ditta Sto. Per la quota dall’intradosso della fondazione fino a 20 cm dal piano campagna sono state adottate lastre con pannello isolante bianco Eps che possono essere utilizzate sia per l’isolamento del piano interrato, nonché per l’isolamento di base a una profondità di 3 m garantendo la resistenza al gelo e alla condensa.

Struttura portante verticale in pannelli X-Lam di legno certificato Pefc di spessore costante pari a 96 mm.
Struttura portante verticale in pannelli
X-Lam di legno certificato Pefc di spessore
costante pari a 96 mm.

La coibentazione dei volumi esposti a sud sono rivestiti con pannelli Hpl, di grande dimensione e di peso contenuto, che consentono di avere superfici di aspetto moderno e colorato. Tenendo in considerazione le caratteristiche fisiche e dimensionali dei materiali si è utilizzata una sottostruttura metallica con metodo di fissaggio a scomparsa che permette di ottenere volumi dalla linea pulita. Laddove le facciata è protetta dalle intemperie e dal sole si è utilizzato un rivestimento ester-no con listelli di legno in larice romboidale. La controparete sul lato interno è realizzata con materiali prodotti da Knauf che garantiscono le caratteristiche antincendio ottenendo una struttura Rei 90. A una struttura metallica con profili a C e U Knauf 75 mm è stata ancorata un doppia lastra (Ingnilastre) dallo spessore di 15 mm. Nell’intercapedine, per garantire le corrette prestazioni acustiche e termiche richieste dalla certificazione Arca e Passivhaus, si è posato un doppio strato di lana minerale, pannelli Terra 66 spessore 40 mm 40 kg/mc accoppiato a un pannello Roll 76 spessore 45 mm. La scelta è ricaduta su materiali che non contenessero componenti tossici o nocivi per l’uomo, che avessero un contenuto nullo di componenti organici volatili e di formaldeide. Inoltre si è privilegiato dove possibile, l’ecosostenibilità con l’utilizzo di materiali naturali e riciclabili, che presentassero un’elevata resistenza al degrado, una facile manutentabilità e che offrissero un’elevata qualità estetica.

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Legno, pcv e incollaggio. Il solaio interno nelle aree distributive che collegano le aule è stato completato posando una pavimentazione in pvc omogeneo pressato-calandrato a doppia presa, dissipatore statico (Tarket spa). La pavimentazione è saldata a caldo su massetto piano, compatto, asciutto e privo di crepe con l’apposito cordolo in pvc della stessa qualità e colore al fine di ottenere una superfice monolitica comprensiva di risvolto alle pareti e perfettamente impermeabile all’acqua. Nelle aule dove si svolgono le principali attività dei bambini è stata usata una pavimentazione in legno massiccio tradizionale di Rovere dello spessore pari a 10 mm. La pavimentazione è stata fornita da Parchettificio Gambelotto con prodotti certificati Total Made in Italy e certificazione Pefc e Fsc. I pannelli sono stati posati con incollaggio mediante l’utilizzo di Slc Eco U 68 della Kerakoll, adesivo organico eco-compatibile per la posa di palquet ideale per Green Building. Infatti Slc Eco U68 è il primo adesivo all’acqua tixotropico specifico per la posa incollata di lamparquet esente da solventi, a bassissima emissione di sostanze organiche volatili, idoneo per sottofondi riscaldati. I massetti cementizi che presentavano polverosità superficiale o parti leggermente sfarinate sono state trattate con Primer Ad Eco sempre prodotto da Kerakoll. La finitura del pavimento è stata realizzata in opera con Osmo Polyx Profi-Hardwax-Oil, olio per trattamento di pavimenti in legno, adatto per tutti i generi di pavimenti in legno massiccio. La lucentezza satinata della finitura è stata aumentata con una lieve lucidatura, mettendo in evidenza la vena naturale del legno.

Tagliamuro in Epdm alla base dell’elemento ligneo per impedire la risalita dell’umidità.
Tagliamuro in Epdm alla base dell’elemento ligneo per impedire la risalita dell’umidità.

I sistemi di ombreggiamento e le «travi per nicchie». Per quanto riguarda i sistemi di ombreggiamento sono stati adottati raffstore/ frangisole Model Sistem spa su tutti i serramenti esterni rivolti a sud. Ovviamente il sistema è stato integrato da travi per nicchie che rappresenta il sistema perfetto per la collocazione di frangisole, veneziane o ombreggiamenti tessili che al tempo stesso riducono al minimo il ponte termico. Le travi per nicchie sono un sistema vano ottimizzato sotto il punto di vista della fisica costruttiva ed è perfettamente adatto all’integrazione nella coibentazione a cappotto montata in un secondo tempo. Grazie al suo massiccio corpo isolante si raggiunge un isolamento termico maggiore. Inoltre si adatta in modo flessibile e modulare allo spessore richiesto dalla coibentazione a cappotto.

I solai di copertura sono di due tipi: a falda unica inclinata con struttura a travetti lamellari e perlina in legno e piana dove è stato posato un manto di finitura bituminoso per garantire l’impermeabilizzazione.
I solai di copertura sono di due tipi: a falda unica inclinata con struttura a travetti lamellari e perlina in legno e piana dove è stato posato un manto di finitura bituminoso per garantire l’impermeabilizzazione.

Si evitano così gli scassi nella parete, potendo usufruire ugualmente dei vantaggi di un sistema cassonetto invisibile. In questo cantiere sono state adottate travi per nicchie di spessore 250 mm e altezza complessiva di 280 mm nelle quali vanno ad alloggiare i frangisole/raffstore. Il sistema è realizzato con guida laterale che offre maggiore stabilità contro il vento tramite fissaggio di ogni singola lamella. I vantaggi di questi sistemi sono la possibilità di avere luci e ombre regolabili a seconda di ogni specifica esigenza, protezione dal calore grazie al riflesso solare davanti alla facciata, regolazione dell’infiltrazione della luce, eccellente oscuramento grazie alla regolazione delle lamelle, protezione climatica grazie alla solida chiusura, lunga durata e riduzione del consumo energetico.

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Gli impianti: qualità dell’aria interna e risparmio energetico. Il cuore dell’impianto dell’edificio, progettato secondo lo standard Passivhaus, è l’impianto termico alimentato da una pompa di calore reversibile aria-acqua per riscaldamento e raffrescamento con le seguenti caratteristiche:
– riscaldamento En14511 dt=5,0 K: potenza termica 1 compressore / Cop A-7/W35: 10,5 kW / 2,9
– raffrescamento En14511 dt=5,0 K: potenza termica 1 compressore / Cop A35/W7: 10,6 kW / 2.

La controparete sul lato interno è stata isolata con un doppio strato di lana minerale, accoppiato a un pannello Roll 76 di spessore 45 mm.
La controparete sul lato interno è stata isolata con un doppio strato di lana minerale, accoppiato a un pannello Roll 76 di spessore 45 mm.

I circuiti sono due, a servizio del nuovo complesso scolastico:
– circuito riscaldamento ambienti con pannelli radianti a pavimento
– circuito deumidificazione dell’aria ambiente con una batteria fredda posizionata nel canale di mandata dell’impianto di ventilazione meccanica controllata. Presenti ai piani troviamo i collettori premontati posti nelle apposite cassette dai quali si deriveranno i singoli pannelli radianti, costituititi da tubazioni in polietilene reticolato (PE-xa) resistenti ad alta pressione secondo il procedimento Engel con barriera antiossigeno. Si è scelto questo sistema di riscaldamento per evitare qualsiasi ingombro dovuto a corpi scaldanti lungo le pareti dei locali e per garantire il massimo comfort climatico.

Nelle aule dove si svolgono le principali attività dei bambini è stata posata una pavimentazione in legno massiccio tradizionale di rovere.
Nelle aule dove si svolgono le principali attività dei bambini è stata posata una pavimentazione in legno massiccio tradizionale di rovere.

In centrale termica sono state installate due elettropompe a portata variabile ad altissima efficienza (ErP Ready 2015), a servizio dei circuiti caldo e freddo. Particolare attenzione è stata posta nell’esecuzione delle coibentazioni dei componenti dell’impianto, sia a vista sia sotto traccia secondo quanto prescritto dal protocollo Passivhaus. Gli ambienti sono termoregolati mediante l’installazione di regolatori proporzionali con uscita 0-10 V per il comando di valvole modulanti montate su ogni singolo circuito dei collettori di distribuzione. Mediante Bus i termoregolatori sono collegati tra loro e comunicano con la centralina di regolazione multizona e con la centralina climatica posta nel quadro elettrico in centrale termica. Il sistema quindi tiene sotto controllo tutti i parametri che influenzano il benessere climatico degli ambienti (temperatura esterna, temperatura interna, temperatura di mandata dell’acqua di riscaldamento, orari di funzionamento dell’elettropompa e della pompa di calore). Il sistema è predisposto alla telegestione. È stata prevista l’installazione di un impianto solare termico a servizio del nuovo edificio per l’integrazione della produzione di acqua calda sanitaria, dimensionato per soddisfare almeno il 50% del fabbisogno.

Gli impianti.
Gli impianti.

Il sistema è composto da 3 pannelli solari posizionati sul lato sud della copertura; bollitore ad accumulo bivalente di capacità pari a 500 l posizionato in centrale termica collocata nel piano seminterrato. La qualità degli ambienti interni (Ieq), intesa come insieme di qualità dell’aria interna e comfort termico, acustico e visivo, è un punto centrale nella progettazione del sistema edificio-impianto, in quanto determina importanti ricadute sul risparmio energetico. Il benessere termoigrometrico è lo stato psicologico nel quale il soggetto esprime soddisfazione nei confronti dell’ambiente termico in cui vive o risiede. Pertanto l’impiantistica ha lo scopo e la valenza di esprimere e riconoscere un ottimo comfort termoigrometrico. L’impianto di ventilazione meccanica è stato studiato per evitare il malessere provocato dalle correnti d’aria, tenendo in considerazione vari parametri, quali: temperatura, intensità, portata e velocità dell’aria.

box impianti 02

L’impianto è completato con macchina di ventilazione meccanica controllata certificata Passivhaus Tipo Pichler Lg 4000 con unità di trattamento aria compatta oBoxx Lg 3200 certificata con efficienza > 80% formata da un involucro compatto in lamiera di acciaio zincata, senza ponti termici, isolato e verniciato a polvere Ral 9010. Il sistema di calore ad alta efficienza è fornito di scambiatore in controcorrente aria/aria in materiale plastico riciclabile, serranda di bypass automatica per il free-cooling, ventilatori radiali a risparmio energetico con regolazione a portata volumetrica costante, filtri aria di classe di qualità F7 per l’aria esterna e G4 per l’aria di ripresa abbinato a una centralina Komfort-G integrata per la gestione della macchina. L’impianto di termoventilazione previsto genera un ricambio complessivo pari a 1 Vol./h. Per meglio gestire il risparmio energetico complessivo sono state installate serrande di regolazione e di zona per suddividere gli ambienti in due zone: aule per attività e aule sonno. La regolazione elettronica controlla in tempo reale le condizioni dell’aria di mandata e ripresa, correggendo opportunamente i parametri di qualità dell’aria immessa negli ambienti azionando all’occorrenza le batterie di riscaldamento e/o raffreddamento presenti nella canalizzazione di mandata.

Ing. Luca Gottardi
Ing. Luca Gottardi

Chi ha fatto Cosa
Committente Comune di Civezzano (Tn)
Tipologia Asilo nido sovracomunale
Ubicazione Civezzano, Trento
Coordinatore per la sicurezza ing. Stefano Nicolini
Progettazione architettonica Armalam srl, Ing. Luca Gottardi (direttore lavori), Arch. Daniela Casagranda, Ing. Mariano Luchi
Progettazione strutturale Armalam srl, Ing. Luca Gottardi, Ing. Michele Botteon

Arch. Daniela Casagranda
Arch. Daniela Casagranda

Progettazione termo-idraulica-elettrica Armalam srl, Ing. Luca Gottardi, Per. Ed. Marco Depinto
Consulenza energetica Zephir, Passivhaus Italia srl
Consulenza Certificazione Arca Ing. Piero Faes/Geoproject srl
Impresa esecutrice Grosselli Costruzioni srl (Cadine)

Chi ha fornito Cosa
X-Lam Silvestri Franco Legnami srl

Ing. Mariano Luchi
Ing. Mariano Luchi

Armalam Fanti Legnami srl
Serramenti Bertamini snc
Calcestruzzi Calcestruzzi Atesini spa
Ferramenta e teli Rothoblaas srl
Cappotto Sto Italia srl
Frangisole/Raffstore Model System spa
Contropareti interne Knauf
Linea vita Tecnolattonerie Rossi srl
Rivestimenti Hpl Ahrntaler srl
Impianto Elettrico Zeni Roberto e C. snc
Impianto termo idraulico Schmid Termosanitari srl
Pavimento In Legno Parcheficio Gambellotto srl
Pavimento Ceramico Massarri Group spa
Pavimento in pvc Tarket spa
Porte piene lisce laccate Tesler srl
Pitture e verniciature Pilati Patrizio, Cles
Cartongessi e controsoffitti Nadalini Silvano, Civezzano
Tetto Verde Climagrun Living Buildings srl

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