Case Innovative a Zero Impatto Ambientale + ( C.IN.Z.I.A. +)

Risultato della ricerca:

Il Dipartimento di Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio a cui afferiscono lo SMART Lab e i ricercatori di fisica tecnica ambientale del DIATIC ha ottenuto interessanti risultati sulle tecniche da impiegare nella realizzazione di un modulo abitativo prefabbricato innovativo, con caratteristiche antisismiche e a basso impatto ambientale, per Social Housing e costruzioni emergenziali di competenza di Protezione Civile e Regioni, utilizzando materiali legnosi. In particolare, lo SmartLab dell’Unical ha realizzato due prototipi di costruzioni ad un piano all’interno del laboratorio, uno in abete austriaco ed uno in pino silano, ed un edificio a due piani, collocato in un’area esterna al laboratorio, in abete austriaco. I prototipi sono stati sottoposti a prove dinamiche per dimostrare la loro sicurezza relativamente alle azioni dinamiche di origine sismica. Tali prove non hanno danneggiato i prototipi che, quindi, risultano essere riutilizzabili per gli usi proposti. I risultati raggiunti hanno interessanti caratteristiche:

– Innovazione nei materiali: Impiego di materiali legnosi, anche per valorizzare le specie legnose calabresi che, come altre specie, sono leggere, termo-isolanti, con capacità di abbattimento acustico e, inoltre, dotate di caratteristiche strutturali autoportanti che le rendono adatte alla realizzazione di pannelli “parete” e di pannelli per solai di luce adeguata. Sarà utile, in questo campo, sviluppare anche un giusto mix fra materiali tradizionali ed altri innovativi.

– Caratteristiche antisismiche: il modulo in se, e gli edifici che potranno essere costruiti con esso, garantiscono la massima protezione dalle azioni sismiche, adesso in modo passivo, ma che potrebbe diventare attivo, facendo uso di adeguati isolatori sismici, nonché della sensoristica presente per il continuo monitoraggio dello stato di salute della struttura pre- e post- terremoto.

– Ridotto Impatto ambientale: i materiali e le tecnologie adottate nella realizzazione dei moduli abitativi riducono significativamente l’impatto ambientale durante la loro costruzione e nella gestione successiva. I manufatti realizzati saranno ottimizzati al fine di garantire un elevato comfort abitativo, dal punto di vista dei consumi energetici e della soddisfazione dell’occupanti. In particolare, sarà, ottimizzato il comfort termico, acustico e luminoso.

I lavori già svolti permettono inoltre di puntare allo sviluppo e integrazione di altre soluzioni tecnologiche innovative. In particolare, nelle future attività di ricerca saranno considerati:

– Sistemi di monitoraggio integrati: l’impiego di tecnologie ormai consolidate quali quelle per la domotica e la sensoristica per il monitoraggio a distanza della struttura/abitazione e degli abitanti è integrabile sin dalla concezione dei componenti e/o dei moduli base utilizzati. È possibile inserire, infatti, tali tecnologie già nei pezzi che, prefabbricati e assemblati, costituiranno il modulo abitativo, a sua volta collegato ad altri moduli per costituire edifici e interi quartieri.

– Rapidità ed economicità costruttiva: l’impiego di nuove procedure e tecniche costruttive standardizzate del modulo abitativo può garantire una rilevante riduzione dei tempi complessivi di costruzione insieme a un contenimento dei costi, con riferimento ai processi di trasporto, assemblaggio e messa in opera. In particolare, sarà interessante definire e sperimentare modalità di trasporto, assemblaggio e messa in opera di componenti già “strumentati”, grazie all’apporto di competenze ed esperienza degli operatori delle costruzioni tradizionali e prefabbricate.

Riferimento a finanziamenti precedenti:

Lo SMART Lab è un laboratorio accreditato del POLO – BIOEDILIZIA del POR CALABRIA FESR-FSE 2014/2020 – finanziato nell’ambito del Sostegno alle attività di animazione, tutoraggio e accompagnamento delle imprese aderenti ai poli di innovazione, etc., che ha partecipato a:

– POR-FSE Calabria 2007-2013 – progetto RISPEISE (Rete Internazionale per lo scambio di buone pratiche in edilizia innovativa, sismicamente sicura ed ecosostenibile).

– PON – ALFORLAB (PON03PE_00024_1) – progetto Ambi.Tec.Fil.Legno – Laboratorio Pubblico-privato per l’applicazione di tecnologie innovative ad elevata sostenibilità ambientale nella filiera forestalegno-energia -Soggetto Attuatore: C.N.R. e SMART Lab è stato Sub Unità presso UniCal-DIMES

– POR FESR 2007 2013 Calabria C.In.Z.I.A. -(Asse I – Ricerca Scientifica, Innovazione Tecnologica e Società dell’Informazione – Obiettivo Specifico 1.1  – capofila Personal Factory

– Polo tecnologico “domotica” Regione Calabria –progetto DOMUS – capofila TELECOM Italia.

Innovatività rispetto a soluzioni già esistenti:

La proposta C.IN.Z.I.A.⁺ prende spunto da una precedente ricerca del POR 2007/13 con lo stesso acronimo che era però riferita a costruzioni realizzate con un particolare calcestruzzo fornito dalla Personal Factory caratterizzato da economicità, ecocompatibilità, etc., innovandolo (da qui il simbolo “plus”) nei seguenti aspetti:

– Utilizzo di resine legnose calabresi, in particolare il pino silano in sostituzione del calcestruzzo precedente. E’ oramai consolidato, in Italia, l’uso per la costruzione delle case in legno di adoperare l’abete svizzero o quello austriaco. Durante lo sviluppo del progetto AFOR Lab – Ambitech Legno si è, invece, dimostrato che le specie legnose calabresi possono, opportunamente trattate, essere completamente paragonabili alle altre specie più usate. Ciò può aiutare l’avvio di una filiera del legno in Calabria, basata sul suo utilizzo nell’ambito dell’edilizia, da sempre pilastro economico calabrese.

– Sviluppo di tecniche di assemblaggio rapide e con la possibilità di riuso dell’opera. Questo aspetto innova le costruzioni in legno da sempre pensate per un singolo uso e le rende adottabili in situazioni di emergenza, divenendo simili a tende e/o a container per quanto riguarda la possibilità di un utilizzo reiterato.

– Caratteristiche antisismiche proprie dei sistemi in legno, eventualmente incrementabili con sistemi di dissipazione o di isolamento simico.

– Possibilità di monitoraggio integrato della costruzione, facendo anche capo alle risultanze provenienti dall’esperienza dello SMART Lab nel progetto PON-DOMUS -distretto della Domotica in Calabria.

– Realizzazione di un modello di casa passiva che tenga conto delle caratteristiche dell’area mediterranea. Partendo da un I-NZEB ci si spingerà verso una casa passiva.

Già il prototipo sviluppato in CINZIA non aveva confronti con soluzioni esistenti, le ulteriori innovazioni proposte con CINZIA+ conferiscono caratteristiche inesistenti nelle normali case in legno, anche passive, dove si agisce solo sull’involucro e sull’aria contenuta con materiali e metodi oramai consolidati.

Titoli di proprietà intellettuale:

Il laboratorio Smart Lab con l’apporto del gruppo di ricerca di Fisica Tecnica Ambientale del DIATIC dispone di una competenza multidisciplinare che copre gli aspetti strutturali, di tecnica costruttiva, materiali e impianti. Inoltre, è di notevole rilievo il bagaglio di sperimentazioni effettuate sui prototipi realizzati. Pertanto, pur non possedendo soluzioni brevettate, il gruppo di ricerca possiede un know-how specializzato di grande interesse per futuri sviluppi industriali.

Principali applicazioni e mercato di riferimento:

Le principali applicazioni alle quali destinare il risultato della ricerca sono:

– Case emergenziali

– Case a basso impatto ambientale

– Case economiche da realizzare in montagna o al mare come seconde abitazioni

– Produzione di case in legno con maggiori caratteristiche antisismiche e/o con domotica integrata

Il principale mercato di riferimento è quello delle costruzioni. Il settore delle costruzioni è molto importante per l’economia (circa l’11% del PIL europeo e l’impiego di circa 17 milioni di lavoratori; circa il 10% del PIL in Italia e l’occupazione di circa 2 milioni di lavoratori). Lo sviluppo di nuove tecnologie di costruzione, che soddisfino la green economy, può contribuire significativamente al miglioramento degli standard di vita ed a ridurre l’impatto ambientale

In particolare C.IN.Z.I.A⁺ vuole realizzare case in legno di origine calabrese anche allo scopo di potenziare la filiera regionale del legno. Attualmente, infatti, il legno calabrese viene usato spesso per scopi secondari, quali la produzione di pellet o semplici segati da utilizzare in falegnameria oppure da una “non forte” industria del mobile regionale. L’incentivazione a realizzare case in legno reinserirebbe questo materiale, come nei secoli passati, nel comparto edilizio da sempre trainante per l’economia regionale. Fra i sottosettori dell’edilizia si punta a quello della “prefabbricazione spinta” per rendere quanto più rapida, economica e semplice la costruzione di una casa in legno. Paradossalmente spingere verso una maggiore semplicità e rapidità di costruzione tende a migliorare gli standard di sicurezza, perché si migra da una costruzione vicina alla concezione artigianale ad una maggiormente industrializzata e, quindi, che deve rispettare le normative sulla qualità. Realizzare case con sistemi di assemblaggio che consentono il riutilizzo dell’immobile apre, poi, la strada al mercato delle abitazioni emergenziali che, soprattutto nella fase di start-up, può garantire un rapido consolidamento economico dell’iniziativa. Dare all’abitazione le caratteristiche NZEB o, addirittura, di casa passiva, fa sì che il prodotto si inserisca nel sempre più aperto mercato delle costruzioni che rispettano l’ambiente, garantendo all’utente confort e risparmi consistenti nel mantenimento e nella gestione.

Esigenze per l’ulteriore sviluppo – Industrializzazione:

È necessario, partendo dai prototipi già a disposizione, integrare tutte le tecnologie per rendere la casa NZEB e/o passiva. Successivamente bisogna studiare sistemi di assemblaggio più industrializzabili e che rendano fruibile più volte la costruzione che, quindi, deve poter essere smontata e rimontata senza difficoltà e senza ridurne la sicurezza.

È inoltre auspicabile ottenere tutte le certificazioni di qualità e per la prefabbricazione, per agevolare la rapida vendita di case in legno più standardizzate rispetto alle attuali.