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Efficienza energetica nell’edilizia. Tra innovazione e tradizioneCagliari, 20 Aprile 2010

Giuseppe DesogusUniversità degli Studi di Cagliari, Dipartimento di ArchitetturaLaboratorio Efficienza Energetica, Sardegna Ricerche

I materiali tradizionali per l’efficienza energetica degli edifici: La terra cruda

I materiali tradizionali per l’efficienza energetica degli edifici: La terra crudaGiuseppe Desogus,Università degli Studi di Cagliari, Dipartimento di ArchitetturaSardegna Ricerche, Laboratorio Efficienza Energetica


Sardegna Ricerche ha attivato nel 2008 il Cluster Tecnologico “Energie Rinnovabili” che ha l'obiettivo di focalizzare lecompetenze di punta presenti in Sardegna nei settori della ricerca avanzata e della produzione di energie rinnovabiliin un sistema integrato a supporto di uno sviluppo innovativo e competitivo del territorio. Esso rappresenta unimportante passo nella realizzazione della strategia regionale per la ricerca oltre che uno strumento di supporto alPiano Energetico Ambientale Regionale per il conseguimento dei programmi di riduzione delle emissioni nocivesecondo i protocolli di Montreal, Kyoto e Goteborg. La principale attività consiste nella realizzazione di progetti diricerca, sviluppo e formazione e all'attivazione di quattro laboratori, intesi come luoghi aperti di collaborazione tra ilsistema delle imprese e il sistema della ricerca e dell'innovazione nella filiera delle fonti energetiche rinnovabili.

Uno dei quattro laboratori, creato con il Dipartimento di Architettura dell’Università di Cagliari, è denominato“Efficienza Energetica” ed è stato attivato con il preciso compito di sviluppare la ricerca sul tema del recuperosostenibile del patrimonio edilizio esistente.

Il principale ambito di attività del Laboratorio è stato finora quello del monitoraggio energetico degli edifici esistenticon particolare riferimento agli edifici in terra cruda e al patrimonio di edilizia residenziale pubblica dell’AgenziaRegionale per l’Edilizia Abitativa (AREA) della Sardegna.

Il Laboratorio Efficienza EnergeticaCoordinatore Scientifico Prof. Antonello Sanna



La tecnica di costruzione in terra cruda diffusa inSardegna, nota con il termine di ladiri, è conosciuta anchecon il termine adobe, dall’arabo al‐tub (il mattone).La tecnica costruttiva dell’adobe prevede la creazione dimattoni con uno stampo, a partire da un impasto di terra epaglia di consistenza tale da essere modellabile, lasciatiessiccare all’aria aperta. La produzione può essere manualeo meccanizzata. La messa in opera è la stessa di un muro inmattoni cotti, con ricorsi di malta di terra o calce.

Le proporzioni degli elementi costitutivi variano a secondadella tradizione locale, ad esempio nel paese di Samassi per1 m3 di impasto per ladiri si impiegano:• 1 m3 di terra• 1 m3 di acqua• 0,23 m3 di paglia (pari a 47,5 kg)

(Fonte: “Il manuale tematico della terra cruda”)

Il materiale terra cruda

Zone climatiche (DPR 412/93)> Zona C

Carta geologica> Il territorio delle argille

L’ambito territoriale di diffusione della cultura costruttiva della terra cruda

Diffusione territoriale dell’Architettura in terra





L’efficienza energetica degli edifici in terra cruda

• Carichi di produzione (energia inglobata, messa in opera e dismissione)

• Carichi di gestione (efficienza dell’involucro per la riduzione dei consumi energetici per riscaldamento eraffrescamento)



Energia inglobata

Fonte: Protocollo ITACA

108

1584

2322

1800

11520

1584

4896

3744

1764

6228

4140

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

Argilla, terra cruda

Blocchi di calce e di sabbia

Blocchi di argilla espansa

Calcestruzzo (non armato)

Calcestruzzo armato

Calcestruzzo cellulare (gasbeton)

Laterizio pieno

Laterizio forato

Laterizio porizzato

Laterizio (clinker)

Laterizio (tegole)

MJ/m³



Carichi energetici nella produzione della terra cruda

Fonte: Laterizi Brioni



Carichi energetici nella produzione della terra cruda


Risparmi rispetto alla filiera del laterizio cotto:• 80% dell’emissione di CO2, • 60% di combustibili,• 20% di energia elettrica



Energia inglobata nelle costruzioni in terra


È necessario però tener conto che gli spessori murari in terra cruda sono maggiori rispetto a quelli in laterizio. Una muraturatipica in terra cruda ha uno spessore di 45 cm, contro i 30 del laterizio. I risparmi rispetto al laterizio si riducono quindi al:• 53% dell’emissione di CO2,• 40% di combustibili,• 13% di energia elettrica.

I carichi di produzione della terra cruda possono essere ulteriormente abbattuti se si ricorre alla tradizionale essicazione naturaleattraverso l’esposizione al sole.

Il materiale terra cruda non ha pressoché alcun carico di dismissione e riciclaggio.

valori di progetto in letteratura

Fonte Massa volumica (kg/m3) Conducibilità Termica (W/mK)

Uwe Wienke ‐Manuale di Bioedilizia 800 0,25



CRATerre 1400 0,46

CRATerre 1600 0,81

Lehmbauregeln 1200 0,50


L’efficienza dell’involucro in condizioni invernali

• Conducibilità termicaLe normative nazionali non danno alcun valore di riferimento per la conducibilità termica della terra cruda o per laresistenza termica di murature con essa costruite (cfr: UNI 10351, UNI 10355, UNI 11300 TS)



Un esempio di diagnosi energetica:Casa Mancosu‐MaccioniSerramanna

L’edificio, del tipo a corte, è sito nel centrostorico del paese di Serramanna.Recentemente è stato oggetto di un interventodi ristrutturazione che ha comportato anche larealizzazione di nuove murature in terra cruda.



Misure in situ di trasmittanza:Casa Mancosu‐MaccioniSerramanna



La misura in opera della trasmittanza èstata effettuata secondo la norma ISO9869 nel mese di Dicembre 2009. Sonostati utilizzati termoflussimetri wirelessdel tipo Termozig ®.Gli strumenti sono stati posizionati siasulla parete sud, antecedente laristrutturazione, sia sulla parete nord, dinuova realizzazione.

I rilievi di trasmittanza sono stati integraticon la misura delle condizioni ambientaliinterne e esterne tramite datalogger T/URdel tipo Tinytag ®.

Misure di trasmittanza casa Mancosu‐Maccioni a SerramannaParete Sud

Media ∆T amb 8,20[°C]

Media U (ultime 24 h) 0,67[W/m²K]

Spessore 0,65[m]

Conducibilità fittizia 0,43[W/mK]



Misure di trasmittanza casa Mancosu‐Maccioni a SerramannaParete Nord

Media ∆T amb 9,56[°C]

Media U (ultime 24 h) 0,84[W/m²K]

Spessore 0,45[m]

Conducibilità fittizia 0,38[W/mK]



Confronti fra le misure

Serramanna parete sud Sp. 0,65 m

U 0,67 W/m2K

Conduc. Termica Fittizia0,43 W/mK

Serramanna parete nord Sp. 0,45 m

U 0,84 W/m2K

Conduc. Termica Fittizia0,38 W/mK

Valori di progetto

Fonte Massa volumica (kg/m3)

Conducibilità Termica (W/mK)




CRATerre 1400 0,46

CRATerre 1600 0,81





Cosa è possibile dedurre dalle misure

• La misura in situ delle prestazioni termiche del materiale terra cruda risente della produzione non seriale

dei manufatti e i risultati ottenuti non sono confrontabili con una normativa di caratterizzazione del

materiale

• I valori di trasmittanza misurati sono in linea con quelli di letteratura, risulta al più una conducibilità

leggermente inferiore che potrebbe essere dovuta al dosaggio della paglia

• In ogni caso la trasmittanza misurata, anche nel caso delle murature più “massicce”, si discosta da quella

minima di legge (0,40 W/m2K, come da all. C ‐ D.Lgs 311/06)

Accoppiamento della terra cruda con materiali isolanti



Per ovviare alle ridotte capacità coibenti della terra cruda sarebbe teoricamente possibile accoppiarla ad uno strato dimateriale isolante.Questa soluzione però presenta particolari problemi dovuti alla natura del materiale e in particolare alla suaigroscopicità. La terra cruda infatti, appena messa in opera, presenta un contenuto di acqua interno abbastanzaelevato che va riducendosi con il tempo. Una volta stabilizzatasi conserva comunque la caratteristica di assorbire erilasciare umidità.La presenza di un materiale isolante può ostacolare il rilascio di umidità causando la formazione di condensainterstiziale che deteriora gravemente la terra.Le normative nazionali in vigore non tengono in considerazione tale comportamento e non consentono di verificareadeguatamente la formazione di condensa interstiziale nella terra cruda.

Accoppiamento della terra cruda con materiali isolanti



La verifica di formazione dicondensa secondo la norma UNIEN ISO 13788, attualmente invigore, da esito positivo, anchenel caso di cappotti isolantirealizzati con materiali adaltissima resistenza al vapore.

Descrizioneλ

W/(m∙K)R

m²∙K/Wρ

kg/m³C

J/Kμ

dm

Intonaco plastico per cappotto 0,300 0,050 1.300,0 840 30,0 0,015

Polistirene espanso sint. in lastre 0,041 1,220 20,0 1250 45,0 0,050

Ladiri 1200 kg/mc 0,410 1,098 1.200,0 1000 7,5 0,450

Intonaco di calce e sabbia 0,800 0,019 1.600,0 1000 6,0 0,015

Rsi m²∙K/W R m²∙K/W Rse m²∙K/W Rtot m²∙K/W U W/(m²∙K)Trasmittanza Termica 0,130 2,386 0,040 2,556 0,391

L’efficienza dell’involucro in condizioni estive

• Trasmittanza periodicaRecentemente (DPR 59/09) è stata introdotta la trasmittanza periodica come parametro che valuta la capacità di unachiusura verticale opaca di sfasare ed attenuare il flusso termico che la attraversa nell'arco delle 24 ore, definita edeterminata secondo la norma UNI EN ISO 13786, in alternativa alla verifica della massa superficiale (già presente nelD.Lgs 311/06).

I limiti di legge sono:• 0,12 W/m2K per la trasmittanza periodica• 230 kg/m2 (intonaci esclusi) per la massa superficiale



L’efficienza dell’involucro in condizioni estive



Fattore di decremento ‐ attenuazione fd [‐] 0,0752Ritardo fattore di decremento ‐sfasamento φ [h] 16,58

Trasmittanza termica periodica |Yie| [W/m2K] 0,0593

Massa superficiale Ms [Kg/m2] 540

Muratura da 45 cm

Fattore di decremento ‐ attenuazione fd [‐] 0,0132Ritardo fattore di decremento ‐sfasamento φ [h] 24,46

Trasmittanza termica periodica |Yie| [W/m2K] 0,0075

Massa superficiale Ms [Kg/m2] 780

Muratura da 65 cm

Conclusioni



• La terra cruda è il materiale da costruzione con la minor energia di produzione

• Per rispettare le attuali normative sul risparmio energetico in condizioni invernali è necessario studiarel’inserimento di materiali isolanti naturali nelle murature in terra

• Le prestazioni per il contenimento dei carichi energetici estivi sono eccellenti

L’utilizzo della terra cruda nelle nuove costruzioni è attualmente limitato da:

• Assenza di normative tecniche che caratterizzino il materiale definendone le prestazioni meccaniche e termiche

• Necessità di sviluppare modelli costruttivi adeguati alle attuali esigenze funzionali e spaziali

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

Per maggiori informazioni sul Laboratorio Efficienza Energetica:[email protected]

Per maggiori informazioni sulla terra cruda:http://www.terracruda.org/[email protected]



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