Comfort e riduzione dell’impronta di carbonio in un’unica soluzione
Negli ultimi anni, sono stati compiuti enormi progressi tesi alla riduzione delle emissioni di CO2 e del consumo energetico degli edifici, attraverso l’adozione di sistemi di isolamento e di ermeticità ottimizzati. Tuttavia, questa tendenza ha registrato un infausto effetto negativo, che si è tradotto nel deterioramento degli ambienti interni. Il progetto H-HOUSE (Healthier Life with Eco-innovative Components for Housing Constructions) mira a superare questo ostacolo attraverso lo sviluppo di componenti multifunzionali e flessibili per l’involucro edilizio e le pareti interne che garantiscono sia efficienza energetica sia comfort abitativo a prezzi accessibili. È attualmente in corso la fabbricazione di componenti di edifici caratterizzati da un basso livello di energia grigia e da una ridotta impronta di carbone, in grado di prevenire l’accumulo di sostanze inquinanti e di ridurre l’inquinamento acustico. Queste tecnologie sono destinate sia a edifici di nuova costruzione sia a strutture oggetto di interventi di ristrutturazione. La progettazione ecocompatibile delle soluzioni, basata su idee architettoniche sostenibili e sulla valutazione del ciclo di vita, offre spunti interessanti per scienziati e ingegneri della materia. Iniziare dai materiali Nel tentativo di ripensare i componenti degli edifici sotto una nuova luce, il progetto H-HOUSE ha iniziato a sviluppare materiali all’avanguardia o a potenziare quelli esistenti. La fase di sviluppo è stata incentrata su materiali terrosi, calcestruzzo rinforzato con fibre (Textile Reinforced Concrete, TRC), calcestruzzo in schiuma (Foam Concrete, FC), calcestruzzo ad altissime prestazioni (Ultra-High Performance Concrete, UHPC) e calcestruzzo aerato autoclavato (Autoclaved Aerated Concrete, AAC), unitamente alla modifica delle proprietà fisico-chimiche delle superfici. Gli intonaci terrosi modificati con aerogel e i pannelli isolanti basati su materiali naturali garantivano un aumento del livello di assorbimento del vapore acqueo compreso tra il 40 e l’80 % rispetto ai cartongesso tradizionali offrendo, in tal modo, un miglioramento del livello di tamponamento dell’umidità negli ambienti interni. All’incirca 30 materiali da costruzione naturali sono stati testati in camere di saggio di nuova realizzazione al fine di valutare le emissioni di formaldeide, composti organici volatili (COV), composti organici semivolatili (COSV) e radon. Tutti tranne uno hanno dimostrato di possedere un livello di emissioni limitato, inferiore ai valori soglia raccomandati. Gli esperti hanno provveduto alla riduzione del contenuto di clinker del TRC e dell’UHPFRC, che contribuisce all’innalzamento del livello di energia grigia e dell’impronta di carbonio, attraverso l’utilizzo di vari materiali sostitutivi in cemento e il contestuale mantenimento di prestazioni strutturali superiori. Inoltre, per la produzione dell’AAC, sono state individuate alternative valide e a minore intensità di energia al cemento di Portland. Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo calcestruzzo in schiuma con una minore conducibilità termica dovuta a un abbassamento della densità e a una riduzione dell’integrazione di aerogel. “Il calcestruzzo in schiuma che abbiamo sviluppato presenta una densità inferiore rispetto all’acqua e la sua caratteristica infiammabilità previene il rilascio di fumi tossici in caso di incendio, diversamente da quanto accade per la maggior parte dei materiali isolanti,” spiega la prof.ssa Katarina Malaga, coordinatore del progetto dell’Istituto di ricerca sul cemento e calcestruzzo svedese CBI. Superfici autopulenti quasi impermeabili Il progetto H-HOUSE sviluppa superfici in calcestruzzo funzionalizzate. Grazie a un processo di microstrutturazione e di applicazione di agenti idrorepellenti, i ricercatori hanno trasformato la superficie in calcestruzzo in un materiale estremamente idrofobico. “Una goccia di acqua versata su questa superficie è in grado di rimbalzare rimuovendo gli agenti inquinanti,” spiega la prof.ssa Malaga. Questa proprietà consente di prevenire l’accumulo di sporcizia o la formazione di sostanze biologiche sulla superficie. Gli sviluppatori della superficie provenienti dalla Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) hanno presentato una domanda di brevetto su una tecnica innovativa per la creazione di questa tipologia di superficie in calcestruzzo autopulente. I risvolti pratici della tecnologia Il progetto H-HOUSE non si prefigge esclusivamente l’obiettivo di sviluppare nuovi materiali, superfici funzionali ed elementi strutturali compositi innovativi, ma anche di garantire che tutte queste risorse vengano prodotte in modo economico. La creazione dei prototipi di tutti i materiali e degli elementi compositi a livello industriale consentirà di testare la fattibilità commerciale di queste tecnologie e di risolvere eventuali problemi produttivi. “Una delle principali sfide che siamo chiamati ad affrontare consiste nel riunire tutti i materiali,” spiega la prof.ssa Malaga. Mentre sono in atto analisi dei costi dettagliate, la prof.ssa Malaga prevede che la maggiore durata, il contenimento dei costi di manutenzione e l’aumento del livello di efficienza energetica consentiranno di bilanciare i prezzi di acquisto più elevati di svariati componenti. Il risparmio di tempo nel settore edile offrirà enormi vantaggi, tra cui il fatto che “I panelli isolanti delle facciate realizzate in materiali compositi potranno essere incastrati come veri e propri mattoncini Lego in una sola fase, mentre l’installazione dei materiali isolanti e la successiva creazione del rivestimento rappresentano attualmente un processo in due fasi,” spiega la prof.ssa Malaga. Il progetto H-HOUSE si concluderà nel 2017. I partner del consorzio e le terze parti coinvolte hanno già espresso la volontà di commercializzare i risultati dell’iniziativa.
Parole chiave
CO2, H-HOUSE, composito, facciata, edifici, efficienza energetica, autopulente, calcestruzzo, materiali da costruzione, COV, energia grigia
