New Horizons for Sustainable Architecture Nuovi orizzonti per l'architettura sostenibile - Editors Santi Maria Cascone Giuseppe Margani Vincenzo ...
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New Horizons
for Sustainable Architecture
Nuovi orizzonti
per l’architettura sostenibile
Editors
Santi Maria Cascone
Giuseppe Margani
Vincenzo Sapienza
EdicomEdizioni
NEW HORIZONS
FOR SUSTAINABLE ARCHITECTURE
NUOVI ORIZZONTI
PER L’ARCHITETTURA SOSTENIBILE
Editors
Santi Maria Cascone, Giuseppe Margani, Vincenzo Sapienza
10 dicembre 2020
Virtual meeting
Organizing Institution: University of Catania
I curatori, l’editore, gli organizzatori ed il Comitato Scientifico non possono essere ritenuti responsabili né per il contenuto, né per le opinioni espresse all’interno degli articoli. Gli articoli pubblicati, i cui contenuti sono stati dichiarati originali dagli autori stessi, sono stati sottoposti ad un processo di double-blind peer review. Negli articoli l’asterisco accanto al cognome di un autore indica il referente al quale indirizzare la corrispondenza. The editors, the publisher, the organizers and the Scientific Committee cannot be held responsible either for the content or for the opinions expressed in the articles. Published articles, whose contents have been declared original by the authors themselves, have been subjected to a double-blind peer review process. In the articles, the asterisk next to the surname of an author indicates the contact person to whom correspondence should be addressed. Il volume è a cura di / The volume was edited by: Santi Maria Cascone, Giuseppe Margani, Vincenzo Sapienza EdicomEdizioni Monfalcone (Gorizia) tel. 0481/484488 fax 0481/485721 info@edicomedizioni.com www.edicomedizioni.com www.edicomstore.it © Copyright EdicomEdizioni Vietata la riproduzione anche parziale di testi, disegni e foto se non espressamente autorizzata. Tutti i diritti sono riservati a norma di legge e delle convenzioni internazionali. The reproduction, even partial, of texts, drawings and photos is forbidden unless expressly authorized. All rights are reserved by law and international conventions. ISBN 978-88-96386-94-1 Prima edizione dicembre 2020 / First edition December 2020
Contents
Indice
INTRODUCTION 17
INTRODUZIONE 19
A – CONSTRUCTION HISTORY AND PRESERVATION
HISTORY OF CONSTRUCTION
NOTE SULLE COSTRUZIONI PREFABBRICATE TEMPORANEE ITALIANE
DEGLI ANNI TRENTA E QUARANTA 22
L. Greco
INDUSTRIALIZZAZIONE “SU MISURA”: LE SCUOLE-PILOTA DI LUIGI PELLEGRIN (1967-1975) 33
I. Giannetti
DAL TELAIO AL PANNELLO (1940-1950). SPERIMENTAZIONE
NELL’EDILIZIA RESIDENZIALE PREFABBRICATA SOVIETICA 46
A. Bertolazzi, U. Turrini, G. Croatto, G. Dorigatti, F. Chinellato, L. Petriccione
STAZIONI E FERROVIE COME WORLD HERITAGE SITES.
IL PROGETTO DI CONOSCENZA E RECUPERO DELLA PRIMA STAZIONE BAYARD A NAPOLI 60
P. Cucco
L’ATTUALITÀ DEL MOTTO “DOV’ERA E COM’ERA”. LA RICOSTRUZIONE SOSTENIBILE
DI MONUMENTI E CENTRI STORICI COME STRATEGIA DI COESIONE SOCIALE
E TRASFERIMENTO DI VALORI STORICO-CULTURALI 73
F. Ribera, P. Cucco
LA SICILIA E LA SCUOLA ITALIANA DI INGEGNERIA:
PONTI E GRANDI STRUTTURE (1830-1980) 84
F. Cammarata
EVOLUZIONE DEI LINGUAGGI ARCHITETTONICI TRA ’800 E ’900
NELLE CENTRALI IDROELETTRICHE DELLA VAL CELLINA 102
L. Petriccione, F. Chinellato, G. Croatto, U. Turrini, A. Bertolazzi
IL SISMA E IL PATRIMONIO STORICO CULTURALE. IL CASO DELLA CHIESA
DEL SANTUARIO DELLA MADONNA DELL’AMBRO 118
G. Di Mari, E. Garda, C. Montenovo, A. Renzulli
PER IL RILIEVO E LO STUDIO DI MURATURE NEL CENTRO ITALIA POST TERREMOTO,
IL CASO DELLA VALLE DEL TRONTO 134
C. Braucher
IL CINEMA-TEATRO DI TORVISCOSA:
TIPOLOGIA, MATERIALI, TECNICHE E STATO DI CONSERVAZIONE 149
M.V. Santi, S. Vallan, A. Frangipane
PROMENADE SU VIA SÃO BENTO A SAN PAOLO, BRASILE:
UNA RIFLESSIONE SUL PATRIMONIO CULTURALE 162
R.H. Vieira Santos
Colloqui.AT.e 2020 – Ar.Tec. Conference
Catania 10 dicembre 2020 5QUALITÀ EDILIZIA DEGLI ANNI ’60: LE CASE GESCAL DI COSENZA 174
A. Campolongo, V. Guagliardi
LE COPERTURE LIGNEE DELLA CATTEDRALE DI PALERMO.
CONOSCENZA E VALORIZZAZIONE COMPATIBILE 187
C. Vinci, D. Giardina
IL RIUSO DEI MATERIALI BELLICI IN ARCHITETTURA. LE PIERCED STEEL PLANK 199
A. Pagliuca, D. Gallo, P. P. Trausi
RILEGGERE L’ESPERIENZA INA-CASA: UN NUCLEO EDILIZIO
NEL QUARTIERE NESIMA A CATANIA 209
A. Moschella, A. Salemi, A. Lo Faro, A.A. Mondello, A. Roccasalva
TOOLS AND METHODS FOR KNOWLEDGE AND GRAPHIC REPRESENTATION
ARCHIVI DIGITALI GEOREFERENZIATI: ANALISI E RAPPRESENTAZIONE DELLO SVILUPPO
DELL’EDILIZIA RESIDENZIALE A BOLOGNA NELLA SECONDA METÀ DEL NOVECENTO 223
A. C. Benedetti, C. Costantino, R. Gulli
STRUMENTI BIM PER L’ANALISI TERMICA DEL PATRIMONIO EDIFICATO ESISTENTE 239
R. Agliata, R. Macchiaroli, L. Mollo
EXTENDED REALITY (XR) AND ARCHITECTURAL DESIGN PROCESS 250
S. Ahmadzadeh Bazzaz, A. Fioravanti
CONSTRUCTION TECHNIQUES AND PERFORMANCE IN EXISTING BUILDINGS
GLI ISTITUTI DI ELETTRONICA, AUTOMATICA, GEOFISICA E ARTE MINERARIA DELLA
FACOLTÀ DI INGEGNERIA DELLA “SAPIENZA” – STRATEGIE PER UN INTERVENTO
DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA 260
M. Pugnaletto, C. Paolini
STORIA DELL’EDILIZIA BOLOGNESE TRA LE DUE GUERRE, 1920-1940 275
C. Costantino, A.C. Benedetti, G. Predari
VINCENZO SINATRA E L’ARTE DEL COSTRUIRE CON LE PIETRE SACRE 290
C. Fianchin
AN ENERGY-RESILIENT METHODOLOGY IN CLIMATE CHANGING CHALLENGE
FOR HISTORIC DISTRICTS. THE CASE OF A MEDITERRANEAN HISTORIC CENTER 304
E. Cantatore, F. Fatiguso
LA BIBLIOTECA TECNICO-SCIENTIFICA NEL CAMPUS DI FISCIANO DELL’UNIVERSITÀ
DEGLI STUDI DI SALERNO DI NICOLA PAGLIARA 324
C. Sicignano
UNA PUNTEGGIATA DI PIETRA IN SIMBIOSI CON IL PAESAGGIO RURALE E URBANO
IN SICILIA. ABBEVERATOI, FONTANE, LAVATOI PUBBLICI E CISTERNE
NELLA TRADIZIONE COSTRUTTIVA 334
T. Campisi, A. D’Amore, M. Saeli
TAMPONATURE PORTATE IN ELEMENTI PREFABBRICATI IN OFFICINA 348
R. Lione, F. Minutoli
CENTRI URBANI E VULNERABILITÀ SISMICA. IL CENTRO STORICO DI CATANIA 366
G. Lombardo
Colloqui.AT.e 2020 – Ar.Tec. Conference
6 Catania 10 dicembre 2020CINA ITALIA, METODOLOGIE DIFFERENTI DI COSTRUIRE CON LA TERRA CRUDA 382
A. Guida, G. Bernardo, G. Pacente
LA VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITÀ COME STRATEGIA PER LA RICOSTRUZIONE
POSTSISMICA DEL CENTRO ITALIA. IL CASO STUDIO DEL CENTRO STORICO DI CALDAROLA 396
L. Bernabei, G. Mochi, G. Predari
SUSTAINABLE RETROFITTING OF MODERN AND PRE-MODERN HERITAGE
IL RECUPERO SOSTENIBILE DEL MODERNO:
UN FUTURO POSSIBILE PER IL GRATTACIELO RAI DI TORINO 409
E. Chiffi, G. Di Mari, E. Garda, A. Renzulli
RIGENERAZIONE BIOCLIMATICA ED AMBIENTALE DEGLI SPAZI APERTI
DEL VILLAGGIO SAN LUCA (MS) 426
B. Gherri, V. Maranhao, D. Poletti
INTEGRATED AND SUSTAINABLE RENOVATION OF RC FRAMED BUILDINGS THROUGH
A NEW TIMBER-BASED ENVELOPE TECHNOLOGY 443
G. Margani, G. Evola, C. Tardo, E.M. Marino
PENSIERO LOW TECH/AZIONE LOW COST. UN PROGETTO IN AUTOCOSTRUZIONE
PER GLI SPAZI DELLA SCUOLA DI ARCHITETTURA DI CAGLIARI 455
C. Atzeni, S. Cadoni, A. Dessì, F. Marras
PONTI TERMICI NELL’EDILIZIA STORICA IN AMBIENTE MEDITERRANEO:
VALUTAZIONI E PROPOSTE DI INTERVENTO 468
A. Lo Faro, G. Evola, A. Salemi, V. Costantino
UNA METODOLOGIA PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA
DELLE FACCIATE DEGLI EDIFICI STORICI 486
G. Ruggiero, R. Marmo, M. Nicolella
PATRIMONIO LIQUIDO: STRATEGIE PROGETTUALI PER LA SOSTENIBILITÀ FUTURA
DELLE SALINE DI SANTA POLA 498
S. D’Urso, S. Leanza
THERMAL IMPROVEMENTS OF EXISTING REINFORCED CONCRETE BUILDINGS
BY AN INNOVATIVE PRECAST CONCRETE PANEL SYSTEM 515
S. Martiradonna, F. Fatiguso, I. Lombillo
UN APPROCCIO SOSTENIBILE ALLA RIQUALIFICAZIONE DEL PATRIMONIO DI EDILIZIA
PUBBLICA RESIDENZIALE: ANALISI ENERGETICA SPERIMENTALE E NUMERICA
ED ANALISI ARCHITETTONICA 527
F. Rosso, A. Peduzzi, L. Diana, S. Cascone, C. Cecere
LA CONOSCENZA DEL MATERIALE E DELL’OPERA PER UNA GESTIONE E UN RECUPERO
SOSTENIBILE DEI MANUFATTI LAPIDEI: METODO E APPLICAZIONE SULL’INVOLUCRO
DI MARMO DELLA CASA DELLE ARMI DI LUIGI MORETTI 546
M. Ferrero, G. Arena, J. Navarro Navarro, F. Rosso, N. Vannucchi
PROTO-BIOCLIMATICA E MOVIMENTO MODERNO: SOLUZIONI FRANGISOLE IN ITALIA 1945-1965 564
C. Mele, C. Franchini
LA RIQUALIFICAZIONE INTEGRATA DEGLI EDIFICI SCOLASTICI ESISTENTI:
UNA METODOLOGIA AHP-BASED PER IL SUPPORTO DECISIONALE 580
E. Sicignano, P. Fiore, C. Falce, G. Donnarumma, E. D’Andria
Colloqui.AT.e 2020 – Ar.Tec. Conference
Catania 10 dicembre 2020 7MANAGEMENT AND ECONOMIC DEVELOPMENT OF BUILDING HERITAGE
MODELLI INFORMATIVI PER IL SUPPORTO ALLA DECISIONE NELL’AMBITO
DEL MIGLIORAMENTO ENERGETICO DEI PATRIMONI EDILIZI UNIVERSITARI 593
C. Cecchini, M. Morandotti
RIGENERARE LE AREE INDUSTRIALI DISMESSE 607
M.P. Gatti, G. Cacciaguerra, A. Lorenzi
STRATEGIE PER IL RECUPERO, LA GESTIONE E LA VALORIZZAZIONE
DEI SITI ARCHEOLOGICI: IL CASO DELL’ANFITEATRO FLAVIO DI POZZUOLI 618
R. Castelluccio, A. Prota, G. Vioto, V. Vitiello
RIFUNZIONALIZZAZIONE DEL PATRIMONIO CULTURALE PUBBLICO:
IL CASO DEGLI OSPEDALI STORICI 632
L. Diana, F. Polverino
CATALOGO DIGITALE E GESTIONE SMART DEL PATRIMONIO INDUSTRIALE
DISMESSO IN BASILICATA 651
A. Guida, V.D. Porcari, A. Lanzolla
B – CONSTRUCTION AND BUILDING PERFORMANCE
SUSTAINABILITY IN PRODUCT, DESIGN AND PROCESS INNOVATION
IMITARE PER COSTRUIRE: DALLA NATURA ALLA BIOMIMETICA 664
G. Ausiello, M. Compagnone, F. Sommese
I PANNELLI IN SCHIUMA DI ALLUMINIO NELLE ARCHITETTURE SOSTENIBILI 678
G. Ausiello, M. Compagnone, F. Sommese
JOINTECH: TECNOLOGIA PER COSTRUZIONI IN LEGNO MULTIPIANO 695
S.M. Cascone, A. Siragusa, G. Russo, N. Tomasello
L’AGRICOLTURA VA IN CITTÀ. NUOVE FRONTIERE DELLA SOSTENIBILITÀ ALIMENTARE 710
G. Di Mari, E. Garda, C. Longo, A. Renzulli
COSTRUIRE SOSTENIBILE: IL CASO STUDIO DEL COMPLESSO
“VILLE LE DUE QUERCE” 725
D. Besana, G. Casubolo, M. Mastrangelo
VALUTAZIONE COMPARATIVA DELLE PRESTAZIONI MECCANICHE DI MALTE
CONFEZIONATE CON INERTI DA RICICLO 740
M. Nicolella, C. Scognamillo, F. Vitale
SLICE INNOVATIVE COMPONENTS FOR SMART BUILDING ENVELOPES 755
A. Astuti, F. Giusa, A. Monteleone, G. Rodonò, V. Sapienza, M. Voica
LA FILIERA DEGLI ISOLANTI TERMICI SINTETICI VERSO LA CIRCOLARITÀ
E L’INFORMATIZZAZIONE 769
A. Cernaro, O. Fiandaca
PROGETTARE LA CAPACITÀ DI ASSORBIMENTO DI UMIDITÀ PER MIGLIORARE COMFORT
INDOOR E SOSTENIBILITÀ – UN CASO STUDIO 788
S. Zanon, R. Albatici
Colloqui.AT.e 2020 – Ar.Tec. Conference
8 Catania 10 dicembre 2020BIM 7D: LA DIMENSIONE DELLA SOSTENIBILITÀ NEI SISTEMI BIM
IN OTTICA DI HEALTHY BUILDINGS 802
A. D’Amico, E. Currà, M. Angelosanti, G. Colò
NUOVI STRUMENTI, NUOVE FORME: UNA STRUTTURA VERDE
SU UN GRATTACIELO DI MADRID 823
G.D’Angelo, M.Fumo
L’ECONOMIA CIRCOLARE E L’INDUSTRIA 4.0 PER LA SICUREZZA
DEI LAVORATORI. UN NUOVO PRODOTTO MULTIFUNZIONALE 832
M. Rotilio, P. De Berardinis
PROGETTAZIONE SOSTENIBILE DI ARCHITETTURE PER LA ZOOTECNIA:
L’ALLEVAMENTO DEI BOVINI DA CARNE 846
D. Bosia, L. Savio, F. Thiebat
ANALISI DELL’ISOLA DI CALORE URBANA E DEI SUOI EFFETTI
SULLE PRESTAZIONI ENERGETICHE E DI COMFORT DEGLI EDIFICI.
CASO DI STUDIO DELLA CITTÀ DI BARI 858
F. Iannone, R. Casale
GREEN ROOF SYSTEMS: CHARACTERIZATION OF A LABORATORY TESTING METHOD
FOR ASSESSING GROWING MEDIA THERMAL CONDUCTIVITY 872
S. Cascone, A. Gagliano, R. Rapisarda, G. Sciuto
DIGITIZATION, ROBOTICS AND INDUSTRIALIZATION FOR SUSTAINABLE BUILDINGS
I COMPOSITI PULTRUSI: NUOVE FRONTIERE PER L’INGEGNERIA 885
S.M. Cascone, C. Lagona, N. Tomasello
APPROCCIO COMPUTAZIONALE ALLA PROGETTAZIONE: DIGITALIZZAZIONE DEI PROCESSI
INFORMATIVI PER L’ARCHITETTURA SOSTENIBILE 899
V. Giannakopoulos, S. Garagnani, A. Fotopoulou, A. Ferrante
DIGITAL ASSET MANAGEMENT ENABLING TECHNOLOGIES: A BIBLIOMETRIC ANALYSIS 917
L. Rampini, N. Moretti, F. Re Cecconi, M.C. Dejaco
LOW-COST AND LOW-CARBON ARCHITECTURE
LINEE GUIDA PER LA REALIZZAZIONE DI SCUOLE DELL’INFANZIA CARBON ZERO IN ITALIA 930
F. Bazzocchi, C. Ciacci, V. Di Naso
POTENZIALE DI RISCALDAMENTO GLOBALE PER LE FASI DI COSTRUZIONE
E GESTIONE DELLE SCUOLE DELL’INFANZIA CARBON ZERO IN ITALIA 948
C. Ciacci, V. Di Naso
MATERIALI NATURALI PER L’ISOLAMENTO TERMICO DEGLI EDIFICI 962
S.M. Cascone, N. Tomasello, M. Vitale
RIDUZIONE DELL’IMPATTO AMBIENTALE NEGLI EDIFICI ESISTENTI ATTRAVERSO
L’USO DI COPERTURE A VERDE PENSILE 972
L. Guardigli, E. Volpe, P. Buttol, P. Sposato
IL DEFICIT ABITATIVO IN ARGENTINA: UN APPROCCIO SISTEMICO ATTRAVERSO
LA FILIERA DEL LEGNO 990
P. Piantanida, C. Pilar, A. Vottari
Colloqui.AT.e 2020 – Ar.Tec. Conference
Catania 10 dicembre 2020 9UNA PROPOSTA SOSTENIBILE E LOW-COST PER IL SOCIAL HOUSING 1004
L. Secchiari
ANALYSIS OF BUILDING ENVELOPE RETROFIT STRATEGIES FOR LOW-RISE HIGH-DENSITY
RESIDENTIAL HOUSING STOCK IN FOUR INDIAN CLIMATE CONTEXTS 1016
A. Sengupta, A.G. Mainini, G. Iannaccone
METHODS AND TECHNIQUES FOR BUILDING MANAGEMENT AND MONITORING
AUDIT OF THE COOLING ENERGY PERFORMANCE OF AN OFFICE BUILDING RETROFITTED
WITH THERMALLY ACTIVATED BUILDING SYSTEMS (TABS) 1031
R. Laera, F. Iannone, I. Martínez Pérez, R. Tejedor López, L. de Pereda Fernández, R. Tendero Caballero
DEMOLIRE O RIQUALIFICARE? LIFE CYCLE COST ANALYSIS E PIANO
DI MANUTENZIONE PER IL CASO DI STUDIO PRO-GET-ONE 1049
M.A. Bragadin, M. D’Alesio, A. Ferrante
INFLUENZA DI MODELLI DI GESTIONE PER IL FUNZIONAMENTO DI SISTEMI OSCURANTI
INTERNI SUL CONSUMO ENERGETICO E IL COMFORT LUMINOSO 1066
N. Callegaro, S. Pontillo, R. Albatici
UN PROTOCOLLO DI INDAGINE PER LA GESTIONE DEL PATRIMONIO EDILIZIO ESISTENTE.
LA TERMOGRAFIA A SUPPORTO DELLA DIAGNOSTICA 1082
C. Marchionni, M. Rotilio, P. De Berardinis
MODELLAZIONE NUMERICA DEL PONTE TERMICO TRA PARETE
IN CONGLOMERATO CEMENTIZIO ARMATO E SOLAIO DI INTERPIANO 1096
T. Basiricò, A. Cottone
LA SOSTENIBILITÀ COME DRIVER DI PROCESSO PER LA RIQUALIFICAZIONE
DEL PATRIMONIO EDILIZIO UNIVERSITARIO 1108
I. Garofolo, C.A. Stival, N. Strazza
FINALITÀ DELL’APPLICAZIONE DEL MOTION MAGNIFICATION AI MODELLI HBIM 1128
M. Angelosanti
UNCONVENTIONAL SUSTAINABLE BUILDING MATERIALS AND TECHNIQUES
LIFE CYCLE ASSESSMENT DI UN EDIFICIO SCOLASTICO PROGETTATO SECONDO
IL PASSIVE HOUSE STANDARD 1143
Arch. E. Tomasi Morgano, Prof. Ing. F. Nocera, Arch. G. Mangiafico
“C’ERA UNA VOLTA”: PROCESSO COSTRUTTIVO SOSTENIBILE PER LA PROGETTAZIONE
PARAMETRICA DI STRUTTURE TEMPORANEE VOLTATE E MODULARI IN MATERIALE
RICICLABILE BIO-BASED 1154
M. Bonci, C. Mazzoli, D. Prati
PIÙ LEGGERO DEL BAFFO DI UN GATTO. IL GRAFENE: STORIA DI UN MATERIALE INNOVATIVO 1171
G. Di Mari, E. Garda, A. Renzulli, M. Sgro
LA MEMORIA COME MATERIALE DEL PROGETTO DELLA SOSTENIBILITÀ 1187
S. D’Urso
SUL VANTAGGIO DEI SISTEMI COSTRUTTIVI MASSIVI IN TERRA BATTUTA
PER I PAESI DEL MEDITERRANEO 1207
R. Caponetto, G. Giuffrida, F. Nocera
Colloqui.AT.e 2020 – Ar.Tec. Conference
10 Catania 10 dicembre 2020HEMP: PAST, PRESENT, FUTURE FOR A SUSTAINABLE ARCHITECTURE 1224
T. Firrone, C. Bustinto
EFFETTO DELLE FIBRE DI BASALTO SULLA RESISTENZA A COMPRESSIONE
DELLA TERRA CRUDA 1239
M. La Noce, M. Bosco, G. Sciuto
LA SPERIMENTAZIONE TECNO-TIPOLOGICA NEL PROGETTO DI UN SISTEMA
PREFABBRICATO MODULARE AD USO DIREZIONALE: UN CASO STUDIO A L’AQUILA 1254
F. Cavalieri, L. Capannolo, G. Di Giovanni, P. De Berardinis
ANALISI ENERGETICA DINAMICA E STRUTTURALE DI MODULI RICETTIVI IN XLAM 1266
F.A. Russo, G. Cocuzza Avellino, M. Detommaso, C. Borgia, F. Nocera, N. Impollonia
SHAKE TABLE TESTS ON FULL-SCALE CONFINED STONE WALLS 1278
M. Brocato, D. Caraccio, D. Cascone, L. Jonard, F. Lo Iacono, M. Liuzzo,
G. Navarra, M. Oliva, K. Rahmouni, J. Skinazi, G. Tesoriere, S. Tumbarello
MALTE CEMENTIZIE A BASE DI GRAFENE: PROCESSO PRODUTTIVO E PROPRIETÀ 1292
S. Polverino, F. Bonaccorso, A. Brencich, A.E. del Rio Castillo, L. Marasco, R. Morbiducci
C – BUILDING AND DESIGN TECHNIQUES
SUSTAINABILITY PRINCIPLES AND PRACTICES FOR BUILDING REUSE AND RENOVATION
DALLO STUDIO ARCHEOLOGICO DELLE MALTE STORICHE ALLA PROGETTAZIONE
DELLE MALTE DA RESTAURO. CASE STUDY: LE TERME ACHILLIANE DI CATANIA 1308
S.M. Cascone, G.A. Longhitano, L. Longhitano, N. Tomasello
NUOVE TECNOLOGIE PROGETTUALI PER IL RIUSO E LA RIQUALIFICAZIONE SOSTENIBILI
DI AMBIENTI IPOGEI DI VALORE CULTURALE 1324
E. Quagliarini, G. Bernardini, M. Lucesoli, B. Gregorini, M. D’Orazio
APPROCCI PROBABILISTICI ALLA VALUTAZIONE DEI COSTI GLOBALI
DI INTERVENTI DI MIGLIORAMENTO SISMICO DI EDIFICI 1336
G. Maracchini, E. Di Giuseppe, F. Stazi, M. D’Orazio
ELEMENTI DI RIFLESSIONE TEORICO-PRATICA PER LA RIQUALIFICAZIONE SOSTENIBILE 1353
E. Conte
STRATEGIE DI DENSIFICAZIONE PER LA RIQUALIFICAZIONE SOSTENIBILE DELLE CITTÀ.
IL CASO DEL QUARTIERE KALLITHEA AD ATENE 1366
A. Ferrante, A. Fotopoulou, C. Mazzoli
STUDIO DELLA METODOLOGIA PER LA RIDUZIONE DEL RISCHIO TECNICO-ECONOMICO
NEGLI INVESTIMENTI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA: IL PROGETTO EENVEST 1384
G. Salvalai, G. Paoletti, M.M Sesana, A. Andaloro
RECUPERO E RIQUALIFICAZIONE INTEGRATA DELLE SCUOLE DEL REGNO
A ROMA: STRATEGIE DI INTERVENTO ENERGETICO SOSTENIBILE 1396
E. Currà, M. Russo, L. Severi, E. Habib, M. Morganti, S. Grignaffini
VALUTAZIONE DI STRATEGIE DI INTERVENTO PER LA RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA
DI INVOLUCRI EDILIZI TRASPARENTI 1412
S. Colajanni e A. Schifano, E.A. Altopiano
Colloqui.AT.e 2020 – Ar.Tec. Conference
Catania 10 dicembre 2020 11ANALISI STORICO-ARCHITETTONICA E RIUSO SOSTENIBILE DEI CONVENTI CAPPUCCINI
DELL’ANTICA PROVINCIA RELIGIOSA DI BASILICATA-SALERNO 1429
L. Gargano, G. Donnarumma
RECUPERO FUNZIONALE DI PAVIMENTAZIONI IN CALCESTRUZZO MEDIANTE
TRATTAMENTO SUPERFICIALE CON POLIUREA E FINITURA ACRILICA:
PROVE DI LABORATORIO E TEST APPLICATIVO 1440
F. Manzone, S. Errico, E. Portigliatti, D. Vasquez
GLI INTONACI TRADIZIONALI: UNA SOSTITUZIONE (POCO) SOSTENIBILE 1449
A. Lo Faro, A. Mondello, A. Moschella, A. Salemi
UN PROGETTO DI RIGENERAZIONE BIM-BASED: L’ESPERIENZA DI ELISIR – ENERGY,
LIFESTYLED & SEISMIC INNOVATION FOR REGENERATED BUILDINGS 1463
L.C. Tagliabue, A.L.C. Ciribini
TOOLS FOR BUILDING DESIGN AND MANAGEMENT
METODOLOGIA PER LO SVILUPPO DI UN SISTEMA DI SUPPORTO
DECISIONALE PER LA RIQUALIFICAZIONE SISMICA ED ENERGETICA DI EDIFICI
A STRUTTURA INTELAIATA 1481
A. Artino, R. Caponetto, G. Evola, G. Margani, E.M. Marino
DAL DETTAGLIO COSTRUTTIVO ALL’ANALISI DEL PONTE TERMICO ATTRAVERSO IL BIM 1494
G. Desogus, A. Sanna, M. Soddu, E. Quaquero
THE DESIGN CRITERIA SYSTEM (DCS): A MULTICRITERIA EVALUATION MODEL
TO IMPLEMENT ADAPTIVE REUSE STRATEGIES IN ABANDONED INDUSTRIAL CONTEXTS 1506
C. Vizzarri, F. Fatiguso
PROGETTAZIONE E VERIFICA DEL SISTEMA DI ESODO CON STRUMENTI ALTERNATIVI:
LA REALTÀ VIRTUALE IMMERSIVA 1524
R. Vancetti, E. Cereda
VERSO LA NORMALIZZAZIONE DEL MATERIALE TERRA CRUDA IN ITALIA 1533
M. Achenza, A. Agus
INTEGRATED DESIGN
INNOVATION FOR INCLUSION: THE 3D PRINTING TECHNOLOGY TO ENJOY
THE CULTURAL HERITAGE 1547
F. Auricchio, A. Greco, G. Alaimo, V. Giacometti, S. Marconi, V. Mauri
UN BIVACCO DI MONTAGNA PER GLI APPENNINI 1561
P. De Berardinis, G. Di Giovanni, M. Paolucci
UN FRAMEWORK MULTISCALARE PER L’AUMENTO DI RESILIENZA
E SOSTENIBILITÀ NELLE AREE URBANE: METODO E APPLICAZIONE
AD UNO SCENARIO ESPLORATIVO AL 2050 1577
S. Mannucci, F. Rosso, A. Peduzzi, C. Cecere, M. Ferrero
RIQUALIFICAZIONE INTEGRATA E SOSTENIBILE DI EDIFICI ESISTENTI
CON ESOSCHELETRI A GUSCIO PREFABBRICATI: IL CASO STUDIO ADESA 1594
J. Zanni, S. Cademartori, A. Marini, A. Belleri, E. Giuriani, P. Riva, B. Angi, G.Franchini,
A.L. Marchetti, P. Odorizzi, G. Luitprandi
Colloqui.AT.e 2020 – Ar.Tec. Conference
12 Catania 10 dicembre 2020LA VENTILAZIONE URBANA NELLA CITTÀ COMPATTA MEDITERRANEA:
UNA METODOLOGIA OPERATIVA MULTIDISCIPLINARE PER MIGLIORARE
LA SOSTENIBILITÀ E LA RESILIENZA DELLE AREE URBANE 1607
O. Palusci, C. Cecere
UNA CONCEZIONE UNITARIA PER UN COSTRUIRE SOSTENIBILE 1626
P. Fiamma
SENSIBLE NETWORKED FAÇADE UNIT FOR A HEALTHY
AND COMFORTABLE ENVIRONMENT 1641
T. Poli, A. G. Mainini, A. Speroni, J.D. Blanco Cadena, F. Re Cecconi, S. Rinaldi,
P. Bellagente, L. Tagliabue, A. Ciribini
LA “SOSTENIBILITÀ PAESAGGISTICA” NELL’ERA GLOBALE:
L’OPERA DI FERNANDO MENIS TRA ARCHITETTURA E PAESAGGIO 1652
S. Calvagna
ARCHITECTURE FOR EMERGENCIES
MAM: UN MODULO ABITATIVO TEMPORANEO PERSONALIZZABILE
E AUTOCOSTRUIBILE 1666
S. De Gregorio, P. De Berardinis, P. Rossi
PROGETTAZIONE SOSTENIBILE DI UN MODULO ABITATIVO PER L’EMERGENZA 1679
G. Sciuto
COOLING ISLANDS: MICROARCHITETTURE PER IL BENESSERE DELLE UTENZE DEBOLI
DURANTE LE ONDATE DI CALORE IN AMBITO MEDITERRANEO 1694
R. Corrao, A.R. Cataldo, G. L. Danesi
ARCHITETTURE ADATTIVE MEDIANTE UN NUOVO MODULO TENSEGRALE
PIEGHEVOLE DI TIPO T4 1712
G. Ruscica, A. Micheletti
PARTICIPATORY PROCESSES (DESIGN AND CONSTRUCTION)
APPROCCIO USER-ORIENTED PER IL RINNOVAMENTO ENERGETICO:
L’ANALISI ETNOGRAFICA APPLICATA AI PROGETTI DI RIQUALIFICAZIONE 1722
D. Prati, S. Spiazzi, G. Cerinšek, A. Ferrante
I QUADERNI DEL LUMASSÌN. CRONACHE DI CANTIERE 1741
A. Renzulli, R. Mazelli, A. Bocco
BENI CULTURALI COME BENI COMUNI: MODELLI DI GESTIONE PARTECIPATA
PER UNA EFFICACE VALORIZZAZIONE 1757
M.R. Pinto, S. De Medici
VALUING HERITAGE FROM A COMMUNITY-BASED PERSPECTIVE.
SOME REFLECTIONS FOR THE MAKING OF THE ECOMUSEUMS IN SICILY, IT 1774
G. Pappalardo
Colloqui.AT.e 2020 – Ar.Tec. Conference
Catania 10 dicembre 2020 13Commitees
Ar.Tec. Council
Riccardo Gulli – President Santi Maria Cascone – Board member
Marco D’Orazio – Vice-president Fabio Fatiguso – Board member
Rossano Albatici – Board member Manuela Grecchi – Board member
Scientific committee
Rossano Albatici Enrico De Angelis
Frida Bazzocchi Pierluigi De Berardinis
Carlo Caldera Flavia Fascia
Rosa Caponetto Fabio Fatiguso
Santi Maria Cascone Annarita Ferrante
Rossella Corrao Marina Fumo
Giorgio Croatto Ilaria Garofolo
Marco D’orazio Maria Paola Gatti
Enrico Dassori Manuela Grecchi
Colloqui.AT.e 2020 – Ar.Tec. Conference
14 Catania 10 dicembre 2020Antonella Guida Angela Moschella
Riccardo Gulli Placido Munafò
Tullia Iori Tiziana Poli
Raffaella Lione Francesco Polverino
Grazia Lombardo Enrico Quagliarini
Angelo Lucchini Angelo Salemi
Giuseppe Margani Vincenzo Sapienza
Marco Morandotti Gaetano Sciuto
Renato Morganti Enrico Sicignano
Stefania Mornati Gabriele Tagliaventi
Organizing committee
Steering committee Professional conference organizer
Santi Maria Cascone Antonio Artino
Giuseppe Margani Stefano Cascone
Vincenzo Sapienza Gianluca Rodonò
Colloqui.AT.e 2020 – Ar.Tec. Conference
Catania 10 dicembre 2020 15B – Construction and Building Performance
low-cost and low-carbon arcHitecture
New Horizons for Sustainable Architecture
Materiali naturali er l isolamento termico degli edifici
S.M. Cascone, N. Tomasello, M. Vitale*
Università degli Studi di Catania, Catania, santimaria.cascone@unict.it,
nicolettatomasello@unict.it, matteo.vitale@unict.it
Abstract
Il patrimonio edilizio realizzato dal secondo dopoguerra fino alla metà degli anni ttanta si tro-
va in uno stato di obsolescenza tecnica e tecnologica che non consente di soddisfare i requisiti
energetici richiesti dall’odierna normativa. La risoluzione di tale tematica è ad oggi di primaria
importanza: in Italia, infatti, il fabbisogno energetico del settore civile rappresenta il 38% di quel-
lo globale (fonte: Eurostat); a ciò si aggiunge la problematica derivante dall’eccessivo utilizzo
di risorse e materiali non sostenibili, che mette in serio pericolo le generazioni future riguardo le
disponibilità di energia e di materie prime. In questo panorama è necessario intervenire con azioni
capaci da un lato di aumentare l’efficienza energetica del costruito, dall’altro di ridurre l’impatto
ambientale. Non sempre, infatti, l’utilizzo di materiali altamente performanti dal punto di vista
energetico implica il soddisfacimento di requisiti di sostenibilità. Scopo di tale lavoro è quello
di valutare, a seguito di un’attenta analisi dello stato dell’arte del tema in oggetto, le prestazioni
energetiche di materiali naturali e sostenibili, ipotizzandone un’applicazione in edilizia. In parti-
colare, vengono analizzate le proprietà termiche e meccaniche di materiali isolanti prodotti con
scarti agricoli; questi parametri sono stati inoltre comparati con le caratteristiche costruttive di
pannelli commerciali, con l’obiettivo di ottenere una metodologia per la realizzazione di materiali
per l’edilizia sostenibili.
1. Introduzione
a maggior parte dell’energia consumata dagli edifici è associata alle esigenze di riscaldamento
e raffreddamento degli ambienti interni. Per ridurre tali consumi, oltre ad intervenire sui sistemi
impiantistici, è necessario ridurre le dispersioni termiche che si verificano in tutti i componenti
edilizi. Tra questi, le pareti esterne comportano una perdita variabile tra il 29% e il 59% delle
perdite termiche totali [1]. Sebbene le normative tendono oggi ad imporre requisiti di prestazione
energetica sempre crescenti, è opportuno indagare sugli impatti ambientali generati dai materiali
utilizzati per l’isolamento termico, nonché sulla conformità normativa delle abitazioni di nuova
costruzione. I coibenti termici, attraverso la riduzione del consumo di energia nella fase opera-
tiva, riducono notevolmente l’impatto ambientale degli edifici. Tuttavia, questi materiali non in-
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materiali naturali per l’isolamento termico degli edifici
uenzano solo le prestazioni termiche degli edifici, ma rappresentano anche un onere ambientale
importante durante la fase della costruzione. La produzione e la costruzione dei tamponamenti
rappresentano infatti il 13% dell’energia totale consumata durante il processo di costruzione [2];
questo evidenzia la necessità di analizzare questi componenti, al fine di migliorare le prestazioni
energetiche complessive di un edificio.
Questa ricerca, rientrando in un principio comune di “economia circolare”, propone la produ-
zione di materiali per l’edilizia utilizzando prodotti di scarto; in particolare, vengono analizzate
le prestazioni di materiali termo-isolanti ottenuti dagli scarti agricoli. a finalità della ricerca è
quindi quella di investigare sull’applicazione di materiali isolanti naturali derivanti da processi
produttivi agricoli, confrontando le prestazioni termiche di alcuni materiali reperite da una analisi
bibliografica.
Il settore dell’agricoltura produce ogni anno un grosso quantitativo di rifiuti, che in parte riman-
gono inutilizzati. Ad oggi, questi sottoprodotti vengono principalmente destinati all’alimentazio-
ne zootecnica, al compostaggio, alla formazione di biogas o al settore farmaceutico [3]. Riguar-
do questi processi sono stati condotti molteplici studi, finalizzati a migliorarne i rendimenti ed
incrementarne gli utilizzi. La ricerca non si pone l’obiettivo di sostituire le tecniche attualmente
utilizzate, ma di integrare un ciclo produttivo esistente, come ad esempio i settori farmaceutico e
cosmetico, che utilizzano gli scarti agricoli per estrarre molteplici sostanze organiche. Per estrar-
re tali sostanze, gli scarti agricoli vengono sottoposti ad una triturazione e ad una pressatura che
separa la parte organica liquida dallo scarto solido. Per chiudere quindi il processo produttivo
in modo “circolare”, è possibile riutilizzare questi scarti solidi per creare nuovi materiali per le
costruzioni.
2. L’economia circolare in edilizia
Il settore delle costruzioni rappresenta uno dei più grandi “consumatori” di materie prime al mon-
do. I cambiamenti demografici e l’incremento dello stile di vita stanno globalmente aumentando
la domanda di queste risorse, molte delle quali divengono sempre più scarse e difficili da estrarre.
La crescita della popolazione mondiale, e in particolare della sua classe media, sta esercitando
una pressione senza precedenti sulle risorse naturali. A fine di contenerla, regolamentazioni am-
bientali più severe, volte a proteggere gli ecosistemi fragili, stanno rendendo più difficile e costo-
sa l’estrazione e l’uso di determinate risorse, contribuendo all’aumento dei prezzi.
Un approccio circolare potrebbe aiutare il settore delle costruzioni a ridurre il suo impatto am-
bientale e ad evitare l’aumento dei costi, i ritardi e altre conseguenze dei mercati delle materie
prime. Il modello di economia circolare ha radici in teorie risalenti agli anni 0: il concetto di
“cradle to cradle” di Braungart e McDonough, di “performance economy” di Stahel e il modello
“rigenerativo” di Lyle, hanno consentito di radicare una teoria economica a livello mondiale.
a Ellen MacArthur oundation, un ente di beneficenza dedicato a promuovere la transizione
globale verso l’economia circolare, ha sviluppato un diagramma “a farfalla” (Fig. 1) basandosi
sul concetto che i ussi di materiale possono essere suddivisi in due cicli di interazione: i cicli di
risorse tecniche e biologiche [4]. All’interno del ciclo biologico, le risorse rinnovabili e vegetali
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Fig. 1. Diagramma a farfalla rappresentante il ciclo dei materiali 201 , Arup.
sono utilizzate, rigenerate e restituite in modo sicuro alla biosfera, come nel compostaggio o nella
digestione anaerobica. Allo stesso modo, i prodotti creati dall’uomo dovrebbero essere progettati
in modo tale che, alla fine della loro durata di servizio ovvero quando non possono più essere
riparati e riutilizzati per il loro scopo originario, possano essere riadoperati o ricondizionati in
nuovi prodotti; ci eviterebbe l’invio di rifiuti in discarica e creerebbe un ciclo chiuso.
Nel settore dell’edilizia è necessario progettare componenti che siano facilmente scomponibi-
li e separabili. Tale principio dovrebbe essere applicato, oltre che ai materiali strutturali come
l’acciaio o il calcestruzzo, anche ai materiali che costituiscono le chiusure opache e trasparenti,
in quanto essi rappresentano una grossa percentuale da dover dismettere [5]. Dal punto di vista
normativo, l’introduzione dei Criteri Ambientali Minimi [6] mira a consentire, nel settore dell’e-
dilizia pubblica, il raggiungimento di requisiti standard minimi di materiale riciclato determinati
sul peso globale . Al tal fine, utilizzare materiali di riciclo derivanti da processi industriali
dell’agricoltura consentirebbe di ridurre l’impatto ambientale generato dalla loro dismissione e,
allo stesso tempo, di realizzare dei prodotti naturali riciclabili.
3. Materiali isolanti derivanti da sottoprodotti agricoli
Metodologia
Lo scopo della ricerca è quello di valutare l’applicazione di materiali naturali derivanti da sotto-
prodotti agricoli come isolanti termici in edilizia. A tal fine vengono presentati alcuni materiali
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materiali naturali per l’isolamento termico degli edifici
naturali selezionati attraverso un’attenta analisi bibliografica di cui sono state confrontate
le prestazioni termiche risultanti dalle indagini di laboratorio. La selezione dei materiali è stata
effettuata tenendo conto della tipologia di materiale e della sua applicazione; in particolare, i ma-
teriali scelti consistono di pannelli rigidi utilizzati per l’isolamento termico in edilizia.
Il presente contributo si focalizza sull’analisi dei parametri dei materiali selezionati e sul loro
successivo confronto, al fine di individuare un legame tra le prestazioni meccaniche e fisiche
dei materiali di isolamento naturali. I parametri utilizzati per la comparazione sono la densità,
espressa in Kg/m3, e la conducibilità termica, espressa in W/mK. Il calcolo della conducibilità
è stato sempre eseguito utilizzando il metodo della piastra calda con anello di guardia, con una
temperatura di calcolo di 20 °C.
Risultati
Un materiale che costituisce da tempo la materia prima per la produzione di pannelli isolanti in
edilizia è il sughero. Le ottime prestazioni termiche del materiale si associano alla possibilità di
creare un pannello “autolegato”, capace cioè di incollarsi senza l’aggiunta di prodotti chimici
esterni. Il prodotto costituito da sughero è interamente riciclabile e possiede una conducibilità
termica di 0,047 W/mK e una densità di 108,70 Kg/m3 [8].
Prestazioni simili sono state ottenute, a livello sperimentale, su pannelli prodotti dagli scarti di
lavorazione dei girasoli [9]. Il trattamento dei girasoli è indirizzato principalmente ad estrarne
l’olio; da questo processo derivano dei sottoprodotti come i fusti, le foglie e altri elementi or-
ganici di scarto. Il prodotto che si ottiene dalla raccolta e triturazione di questi elementi è com-
posto prevalentemente da fibre lignocellulosiche e proteine che, se sottoposte ad un processo di
pressatura, agiscono rispettivamente come legante e come fibra rinforzante. Al fine di trovare la
migliore tecnica realizzativa sono stati testati processi di pressatura a caldo a diverse temperature
(da 140°C a 180°C) [10]. Le migliori prestazioni termiche (0,088 W/mK) sono state ottenute nel
pannello con la minore densità (500 Kg/m3), ricavato con la temperatura di pressatura più bassa
(140 °C). Le migliori prestazioni meccaniche del materiale sono state invece ottenute con il pan-
nello di maggiore densità pari a 858 Kg/m3 [11].
Un ulteriore sviluppo di questi materiali deriva paradossalmente dal recupero di tradizioni co-
struttive del passato. In alcuni edifici antichi situati a nord del Portogallo, ad esempio, venivano
utilizzate le pannocchie come materiale isolante e di riempimento per i tamponamenti esterni
[12]. Recenti studi hanno valutato le proprietà termiche delle pannocchie triturate, mostrando
delle strette somiglianze chimico-fisiche tra questo materiale e il polistirene estruso 13 . uesto
studio è proseguito con la creazione di pannelli sperimentali ottenuti miscelando gli scarti di pan-
nocchia, essiccati e triturati, con un legante a base di formaldeide.
Akinyemi et al. hanno osservato che le migliori proprietà termiche del materiale (0,101 W/mK)
si ottengono in un pannello di densità pari a 413 Kg/m3. Anche in questo materiale le proprietà
meccaniche migliori sono state osservate con il campione avente la maggiore densità di 480 kg/
m3 [14].
Ulteriori studi hanno analizzato le proprietà termiche di scarti agricoli come i gusci di noci e di
riso [15]. Yarbrough et al. hanno calcolato, al variare della temperatura e della densità, la condu-
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Fig. 2. Foto del prodotto macinato (a) e di cinque pannelli pressati ad una temperatura variabile da 140 a 200°C
b-f 2014, Evon et al.
cibilità termica dei gusci tritati, evidenziando le buone prestazioni di questi materiali. La migliore
conducibilità, pari a 0,046 W/mK, è stata ottenuta dalla lolla di riso in granuli, triturata e posta in
un contenitore con una densità di 153,80 Kg/m3. I gusci di noci in granuli con densità 599,10 Kg/
m3 hanno mostrato, invece, una conducibilità termica di 0,088 W/mK.
Altre analisi sono state condotte su materiali fibrosi come i residui del cocco. hedari et al. hanno
messo in relazione le proprità termiche con la densità di pannelli ottenuti con fibre di cocco. Il
legante utilizzato per creare i pannelli è l’urea formaldeide e la conducibilità ottenuta è di 0,058
W/mK [16].
S. Tangjuank ha invece calcolato la conducibilità termica su pannelli naturali realizzati con gli
scarti delle fibre di ananas. Il materiale utilizza le foglie di ananas come fibra e una colla a base
di lattice come legante. Il valore di conducibilità ottenuto con densità di 210 Kg/m3 è di 0,035
W/mK [17]. Lo stesso studio ha analizzato le proprietà termiche di pannelli ottenuti dalla misce-
lazione della resina e dagli scarti di lavorazione del Durian. Quest’ultimo è un frutto diffuso nel
Sud-est Asiatico e la sua buccia, scartata dai processi industriali, può essere triturata e utilizzata
per creare un pannello con conducibilità calcolata di 0,063 W/mK.
Gli scarti agricoli sono materie prime estratte dalle lavorazioni del territorio e sono strettamente
correlati alle colture di ciascuna area; per questo motivo ogni area geografica ha delle potenzialità
differenti in funzione delle coltivazioni.
Una ricerca condotta in Sicilia da De Vecchi et al. è stata focalizzata sull’utilizzo di una pianta
molto diffusa come l’opuntia ficus indica [18].
Tale pianta è stata adoperata come materia prima per la produzione di un materiale termo-isolante, le
cui prestazioni sono state valutate sia come pannello (conducibilità termica di 0,071 W/mK) che come
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materiali naturali per l’isolamento termico degli edifici
Fig. 3. Scarti agricoli di pannocchie dopo il processo industriale e dopo la triturazione.
Materiale Conducibilità Densità Riferimento
[W/mK] [Kg/m3]
Sughero 0,047 108,70 [8]
Girasoli 0,088 500,00 [11]
Pannocchie 0,101 413,00 [13]
Noci 0,088 599,10 [15]
Canna da zucchero 0,046 686,00 [19]
Cocco 0,054 338,00 [16]
Ananas 0,035 210,00 [17]
Durian 0,063 442,00 [16]
Lolla di riso in granuli 0,046 153,80 [15]
Paglia di riso 0,051 250,00 [20]
Fichi d’india 0,071 450,00 [18]
Tab. 1. Conducibilità e densità di materiali isolanti prodotti con scarti agricoli.
granuli sfusi (conducibilità termica di 0,057 W/mK), mostrando un suo potenziale utilizzo in edilizia.
Alcuni studi hanno inoltre ipotizzato l’utilizzo di sottoprodotti agricoli per migliorare le pre-
stazioni termiche del gesso. La tabella a seguire (Tab. 2) mostra le conducibilità calcolate su
campioni di gesso a cui sono stati aggiunti dei materiali organici. I risultati evidenziano dei mi-
glioramenti nelle prestazioni termiche rispetto i valori ottenuti con il solo gesso. In particolare, la
conducibilità di un pannello in cartongesso è di circa 0,21 W/mK e può essere migliorata a 0,12
W/mK con l’aggiunta di granuli di sughero.
L’incremento delle prestazioni termiche di un pannello in cartongesso permette di migliorare la
qualità degli interventi sul costruito. Un sistema costruttivo a secco, tipico delle pareti in carton-
gesso, ben si sposa con gli interventi di recupero del patrimonio edilizio esistente, dove la ridu-
zione dei tempi di cantiere consente una consequenziale diminuzione dei costi.
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Fig. 4. Campioni di materiale ottenuto dalla miscelazione di gesso e sughero- 1999, Hernàndez et al.
Materiale Conducibilità Riferimento
[W/mW]
Sughero e gesso 0,12 [21]
Arachidi e gesso 0,14 [22]
Tab. 2. Conducibilità di materiali a base di gesso e sottoprodotti agricoli.
Analisi dei risultati e possibili applicazioni
Dall’analisi dei risultati emerge una stretta correlazione tra le proprietà termiche dei materiali e la
loro densità. Quest’ultima rappresenta infatti un importante parametro per prevedere la conduci-
bilità termica di un materiale. Diversi autori hanno trovato una diretta relazione tra conducibilità
termica e densità [23-24]. In particolare, come è possibile vedere nel Fig. 5, al diminuire della
densità del materiale diminuisce la sua conducibilità termica. Questo risultato è dovuto alla mi-
gliore distribuzione delle particelle nel pannello che, aumentando la presenza di vuoti d’aria, ne
migliorano l’isolamento termico.
Un altro parametro dipendente dalla densità del materiale è la resistenza meccanica. Nei lavori
bibliografici analizzati si riscontra che il più delle volte al decremento della densità del pannello
corrisponde una riduzione delle proprietà meccaniche del materiale. Quest’ultime, in un mate-
riale utilizzato come isolante termico, sono limitate ad “autosostenere” il pannello stesso, senza
dover quasi mai sopportare ulteriori carichi esterni.
Nella Fig. 6 viene mostrato, a titolo di esemplificativo, la relazione tra densità, resistenza mecca-
nica e conducibilità nel caso di pannelli realizzati con scarti di lavorazione dei girasoli. La resi-
stenza meccanica a essione è stata calcolata con il metodo a tre punti e risulta essere dipendente
dalla densità in modo inversamente proporzionale. Al contrario, come già visto, la conducibilità
termica cresce al crescere della densità.
A tal fine è possibile osservare che, nella realizzazione di un materiale isolante derivante da scarti
agricoli, sarebbe opportuno utilizzare una tecnica in grado di minimizzare la densità del materiale
per ottenere il minimo valore compatibile con l’adeguata resistenza meccanica del pannello. Nel
caso del pannello realizzato con scarti di girasoli, ad esempio, la densità che bilancia le proprietà
meccaniche e termiche del materiale è di 740 Kg/m3 (Fig. 6).
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materiali naturali per l’isolamento termico degli edifici
0.12
0.1
Conducibilità (W/ mK)
0.08
0.06
0.04
0.02
0
100 200 300 400 500 600
Densità (Kg/m 3)
Fig. 5. Valori di conducibilità e densità di materiali isolanti ottenuti da scarti agricoli.
700 0.12
600 0.1
Re sist e nza me cca nica (KPa )
Conducibilità (W/mK)
500
0.08
400
0.06
300 Resistenza flessione [KPa]
0.04 Conducibilità [W/mK]
200
100 0.02
0 0
450 500 550 600 650 700 750 800 850 900
Densità (Kg/m3)
Fig. 6. Valori conducibilità e resistenza meccanica di un pannello realizzato con scarti di girasolsoli in funzio-
ne della densità.
Le possibili applicazioni di questi materiali in edilizia prevedono la creazione di pannelli per
finiture di soffitti o pareti. e scarse proprietà meccaniche di questi materiali ne escludono quasi
sempre la possibilità di essere utilizzati come materiali strutturali, ma le buone prestazioni ter-
miche e acustiche lo rendono un buon prodotto di isolamento. Tutti gli studi analizzati prevedo-
no una analisi tecnico-prestazionale del prodotto, senza però attenzionare particolari costruttivi
come i giunti o i sistemi di fissaggio alla struttura portante.
Il più delle volte le buone proprietà acustiche, associate alla gradevole resa estetica del materiale,
consentono l’applicazione a vista del prodotto; in altri casi è possibile prevedere un “incapsulag-
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gio” del materiale per consentirne una migliore conservazione. Iannace et al., ad esempio, hanno
realizzato un sistema di assorbimento acustico a parete tramite una struttura intelaiata in legno e
dei sacchi in juta riempiti con fogliame di scarto agricolo. Il materiale triturato è stato posto nei
sacchi ed inserito dentro il telaio in legno; successivamente, il telaio è stato rivestito con della
stoffa colorata e fissata a parete. 2
4. Conclusioni
Lo studio dello stato dell’arte riguardo l’utilizzo di sottoprodotti agricoli in edilizia mostra una
concreta possibilità di utilizzare questi materiali come isolanti termici, in sostituzione ai prodotti
attualmente in commercio caratterizzati da un maggiore impatto ambientale.
Dal punto di vista delle prestazioni termiche, i materiali ottenuti dagli scarti agricoli sono molto
simili a quelli commerciali e sono quindi utilizzabili ai fini edilizi. Inoltre, il reperimento delle
materie prime dall’agricoltura locale consente di risolvere un altro grande problema relativo alla
dismissione dei rifiuti.
La comparazione delle prestazioni termiche con la densità del materiale ha evidenziato una di-
pendenza lineare motivata dalla differente percentuale di vuoti presente nei pannelli.
La conducibilità termica di questi materiali varia da 0,039 W/mK, su un pannello in sughero
avente densità di 110 Kg/m3, a 0,10 W/mK, su un materiale realizzato con scarti agricoli di pan-
nocchie di densità 413 Kg/m3.
Anche con riguardo alle prestazioni meccaniche, seppure i relativi dati non sono presenti in tut-
ti i lavori analizzati, è emerso un legame con la densità del materiale. In particolare resistenza
meccanica e conducibilità sono inversamente proporzionali, e dovrebbero essere parallelamente
analizzate al fine di trovarne l’equilibrio ottimale.
È chiaro come le prestazioni termiche e meccaniche non siano le uniche caratteristiche da va-
lutare nella scelta di un prodotto isolante. Le prospettive future della ricerca riguarderanno lo
studio di altre proprietà, come l’isolamento acustico, la reazione al fuoco, e valuteranno possibili
applicazioni esecutive, al fine di concretizzare la diffusione di materiali alternativi che rispettino
i recenti principi di sostenibilità.
a ricerca è stata in parte finanziata dal progetto P A S01 0092 EWAS An early WArning
System for Cultural Heritage – PNR 2015-2020.
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Catania 10 dicembre 2020 971Euro 78,00 ISB 9 - -9 3 -94-1
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