LogoFondazione per l'Istruzione Agraria in Perugia
“Riqualificazione energetica e ambientale della rocca benedettina di S. Apollinare (Marsciano, PG): un esempio di eco-villaggio all’insegna della sostenibilità ambientale e dell’efficienza energetica”
Sito web:www.fondazioneagraria.it
CittàPerugia
SettoreAmbiente e sviluppo sostenibile
Attività dell'impresaLa Fondazione, nell’ottica della valorizzazione del proprio patrimonio artistico e del complesso monumentale di Perugia, organizza e ospita diverse attività culturali. Le attività vengono espletate con il CIRIAF e riguardano la riqualificazione del patrimonio edilizio in ottica di sostenibilità e lo sfruttamento delle fonti di energia rinnovabili.
ProgettistaDiversi professionisti si sono avvicendati nella progettazione dell’intervento di riqualificazione ed efficientamento del complesso dell’ecovillaggio di S. Apollinare. In particolare, l’architetto Francesco Ernesto Ventura è il progettista dell’intervento di restauro, l’ingegner Carlo Chiattelli è il progettista dell’impianto meccanico. Infine, l’ingegner Stefano Cotana si è occupato della progettazione dell’impianto di trigenerazione. La committenza è rappresentata dalla FIA-Fondazione per l’Istruzione Agraria in Perugia, proprietario dell’immobile.
Innovazionedi sistema
DescrizioneL’innovazione del progetto di riqualificazione energetico-ambientale della Rocca di S. Apollinare in Marsciano (PG) risiede nella realizzazione di un ecovillaggio della sostenibilità, realizzato secondo i principi dell'Economia Circolare. Il villaggio è un esempio dimostrativo della fattibilità e della concretezza dei fondamenti da cui trae ispirazione: sostenibilità ambientale, efficienza energetica e impiego delle energie rinnovabili, integrate in un edificio storico. L’edificio ex-scuderia è stato sottoposto ad opere di restauro finalizzate alla creazione di uffici per gli operatori del C.R.B..
Benefici ambientaliIl progetto rappresenta l’archetipo dell’edilizia sostenibile per le innovative strategie di efficienza energetica e mitigazione microclimatica che mette in campo. Gli interventi sono infatti stati finalizzati al mantenimento dello stato preesistente dell’edificio, sia riguardo le strutture, sia i materiali scelti per la ristrutturazione, mediante integrazione di soluzioni innovative e tecnologie sostenibili da un punto di vista della performance e dell’impatto ambientale della struttura. I benefici ambientali hanno pertanto riguardato: - La mitigazione microclimatica - L’efficienza energetica a scala di ecovillaggio Le principali strategie proposte al fine della mitigazione microclimatica locale sono soluzioni di tipo passivo quali l’applicazione di materiali altamente riflettenti in copertura dell’edificio (tegole e coppi “cool”) e materiali permeabili ad elevato albedo nell’ambito della pavimentazione esterna (ghiaie riflettenti), in grado di minimizzare l’impatto di fenomeni come le ondate di calore sul microclima e sulla performance termo-energetica degli edifici. Tali materiali contribuiscono alla mitigazione di suddetti fenomeni micro-climatici, sia su scala del singolo edificio sia su scala più ampia dell’ecoquartiere. Infatti, l’applicazione in copertura di tegole e coppi “cool” aventi il medesimo aspetto estetico di coppi e tegole originali storici, ma in grado di riflettere la maggior parte della radiazione solare incidente, consente di ridurre notevolmente la richiesta energetica per il raffrescamento di picco durante la stagione estiva, con una conseguente diminuzione della necessità di installare sistemi energivori di tipo attivo. L’applicazione di tegole/coppi altamente riflettenti consente inoltre un considerevole miglioramento del comfort termico interno riducendo anche il rischio di problemi di salute degli occupanti dovuti a fenomeni di surriscaldamento estivo degli ambienti interni. L’applicazione nell’ambito della pavimentazione esterna della ghiaia, un materiale permeabile disponibile localmente e naturalmente riflettente, contribuisce ulteriormente alla mitigazione del fenomeno microclimatico dannoso dell’isola di calore e riscaldamento globale. Infatti, il processo di raffrescamento passivo tramite evapotraspirazione dovuti alla porosità del rivestimento permette il mantenimento di temperature superficiali ridotte rispetto alle tradizionali tipologie di pavimentazioni. Il fatto che la ghiaia sia reperibile localmente implica inoltre la riduzione dell’impatto economico e ambientale dovuto al trasporto generando sia una riduzione dei costi sia una diminuzione delle emissioni di CO2. I benefici ambientali consistono inoltre nella produzione di energia elettrica e termica da fonte rinnovabile, nello specifico da biomassa. Per quanto concerne la produzione elettrica, si stima una produzione di 800.000 kWhe/anno associati all'impianto di trigenerazione ad olio ed altri 35.000 kWhe prodotti dall'impianto a biogas. Di questi, una volta tolti i consumi degli ausiliari, restano circa 700.000 kWhe/anno che vengono immessi in rete. L'impiego energetico della biomassa, in questo caso la combustione di olio vegetale o di biogas prodotto dalla fermentazione di biomassa umida, non concorre alla produzione di anidride carbonica in quanto è la stessa che la pianta ha immagazzinato durante il proprio ciclo di vitaVolendo stimare la quantità di anidride carbonica che viene evitata, associata a quella produzione di elettricità, considerando un fattore di emissione della rete elettrica di 0,5 kgCO2/kWhe, è possibile evitare ogni anno la produzione di circa 350 tonnellate di CO2. Per quanto riguarda la produzione del calore, occorrono 225.000 kWht, tale energia termica, per poter essere prodotta da una caldaia convenzionale a metano, richiede la combustione di ben 25.000 m3 di metano. Considerando un fattore di emissione del metano di circa 2,0 kgCO2/m3, è possibile evitare ogni anno 50 tonnellate di CO2.
 Altri benefici ambientaliRicorso energie rinnovabili
 ValutazioneIl progetto di riqualificazione dell’ex scuderia di Sant’Apollinare si configura come un caso innovativo di progettazione sostenibile in virtù delle tecnologie ad elevate prestazioni termo-energetiche applicate. Il contenuto innovativo risiede nell’utilizzo nell’ambito del processo di ristrutturazione dell’edificio storico di materiali innovativi a ridotto impatto ambientale. Le soluzioni selezionate per l’efficientamento energetico dell’edificio storico in oggetto consistono: • nell’integrazione in copertura di tegole e coppi “cool” anticati tali da consentire la riduzione dei consumi per il raffrescamento estivo e l’ottimizzazione del comfort termico interno; • nella realizzazione di pavimentazioni esterne permeabili ad elevato albedo in grado di garantire la mitigazione di fenomeni microclimatici locali quali isola di calore urbana ed ondate di calore e favorire il perseguimento di condizioni di benessere termo-igrometrico esterno. Tali tegole e coppi volte ad incrementare la performance termo-energetica dell’edificio sono costituiti da ingobbi “anticati” aventi il medesimo aspetto di quelli originali storici, ma caratterizzati dalla presenza di pigmenti “cool” a base di biossido di titanio con elevata riflettanza solare. Analisi in laboratorio e in campo hanno consentito l’ottimizzazione delle proprietà termo-ottiche di tali materiali in termini di riflettanza solare ed emissività termica. Sono stati misurati valori di riflettanza solare fino a 34.2 per tegole e coppi anticati, rispettivamente. I valori di emissività termica dei campioni di tegole e coppi riflettenti misurati sono compresi tra 0.84 e 0.90. Mediante l’applicazione ditali tegole e coppi anticati riflettenti in copertura dell’ex scuderia si raggiunge un SRI compreso tra 33 e 35 a seconda dell’esposizione. Un’ulteriore soluzione implementata nell’ ex scuderia è la pavimentazione esterna permeabile realizzata mediante applicazione di una ghiaia naturalmente riflettente. Si tratta di un materiale a ridotto impatto ambientale e ridotti costi di approvvigionamento e applicazione, catalogabile come materiale “naturalmente cool” in quanto permeabile e in grado di favorire il raffrescamento passivo delle superfici tramite evapotraspirazione. Tale materiale è inoltre caratterizzato da una riflettanza solare variabile tra 0.4 e 0.6, crescente al diminuire della granulometria, e da un’emissività termica elevata compresa tra 0.84 e 0.93. Analisi sperimentali in laboratorio ed in situ hanno consentito di dimostrare la potenzialità di tale materiale applicato nell’ambito di pavimentazioni esterne ai fini della mitigazione del fenomeno dell’isola di calore urbana e della riduzione delle emissioni di CO2. Il carattere innovativo del progetto risiede anche nel fatto che esso rappresenta il primo edificio al mondo prossimo a ricevere la certificazione LEED HB. Nell’ambito dell’ecovillaggio della sostenibilità di S. Apollinare è stato implementato un impianto pilota di spremitura di oleaginose o di trigenerazione ad olio vegetale altamente innovativo. Infatti, la sezione di spremitura dei semi di oleaginose consta del sistema di pesatura ed immagazzinamento dei semi, del sistema di vagliatura, del sistema vero e proprio di macinazione a freddo, ovvero con pressa meccanica. A valle della pressa c'è il sistema di filtraggio dell'olio che viene poi convogliato nei silos. Per quanto riguarda il panello di spremitura, c'è un sistema di estrazione con coclea flessibile e scarico. L'impianto di utilizzazione dell'olio è un motore Diesel navale, di potenza 100 kWe, da cui si recupera il calore per le utenze. Il panello e tutti gli altri residui organici vengono inviati all'impianti di fermentazione anaerobica per la produzione di biogas che viene a sua volta bruciato in un motore cogeneratore a ciclo Otto da 10-30 kWe. L'innovazione è rappresentata dall'organizzazione della filiera che consente la produzione, l'approvvigionamento e l'impiego di biomassa per la produzione di energia.

 

 

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