Renovation packagEs for HOlistic improvement of EU's bUildingS Efficiency, maximizing RES generation and cost-effectiveness

L'obiettivo principale di REHOUSE è sviluppare 8 pacchetti di ristrutturazione di promettenti innovazioni tecnologiche nel settore edile e impiantistico fino al TRL7. I pacchetti di ristrutturazione sono completamente progettati per un'ampia gamma di azioni di ristrutturazione edilizia, comprese le ristrutturazioni profonde, che superano le principali barriere che rallentano gli attuali rapporti di ristrutturazione dell'UE, seguendo i principi di circolarità, tra cui la multifunzionalità attraverso l'integrazione di elementi attivi/passivi, la prefabbricazione e la costruzione offsite di componenti e il rispetto dell'estetica degli edifici.

Project acronym: REHOUSE

Project name: Renovation packagEs for HOlistic improvement of EU's bUildingS Efficiency, maximizing RES generation and cost-effectiveness

Call: HORIZON-CL5-2021-D4-02

Topic: HORIZON-CL5-2021-D4-02-02

Type of action: HORIZON-IA

Data Avvio: 1 October 2022

Durata del progetto: 48 months

Spese totali di Progetto 12.561.346,95 

Contributo concesso  10.016.536,45

Partner

• 1 FUNDACION CARTIF - SPAGNA
• 2 ETHNIKO KENTRO EREVNAS KAIN TECHNOLOGIKIS ANAPTYXIS - GRECIA
• 3 DIMOKRITIO PANEPISTIMIO THRAKIS - GRECIA
• 4 Renel I.K.E - GRECIA
• 5 ETHNICON METSOVION POLYTECHNION - GRECIA
• 6 G. LIGEROS & SIA OE - GRECIA
• 7 PROIGMENES EREVNITIKES & DIAHIRISTIKES EFARMOGES- GRECIA
• 8 ENEA AGENZIA NAZIONALE PER LE NUOVE TECNOLOGIE, L'ENERGIA E LO SVILUPPOECONOMICO SOSTENIBILE - ITALIA
• 9 AGENZIA REGIONALE PER LA CASA E L'ABITARE - ITALIA
• 10 RINA CONSULTING SPA ITALIA
• 11 TERA SRL - ITALIA
• 12 STEEL TECH SRL - ITALIA
• 13 K-FLEX POLSKA SP ZOO - POLONIA
• 14 R.I. SPA - ITALIA
• 15 PEDONE WORKING SRL - ITALIA
• 16 UNIVERSITA DEGLI STUDI DELLA BASILICATA - ITALIA
• 17 COMMISSARIAT A L ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES - FRANCIA
• 18 TECHNIWOOD - FRANCIA
• 19 FAFORRAS FAIPARI KORLATOLT FELELOSSÉGU TARSASAG -UNGHERIA
• 20 PLATANPLAN KFT. HU 891896183 -UNGHERIA
• 21 HIT GYULEKEZETE HU 888082337 -UNGHERIA
• 22 STEINBEIS INNOVATION GGMBH - GERMANIA
• 23 NOBATEK INEF – FRANCIA
• 24 SUPSI SCUOLA UNIVERSITARIA PROFESSIONALE DELLA SVIZZERA ITALIANA- SVIZZERA
• 25 SUNAGE SA - SVIZZERA

Project summary

L'obiettivo principale di REHOUSE è sviluppare e dimostrare 8 pacchetti di ristrutturazione di promettenti innovazioni tecnologiche nel settore edile e impiantistico fino al TRL7. I pacchetti di ristrutturazione sono completamente progettati per un'ampia gamma di azioni di ristrutturazione edilizia, comprese le ristrutturazioni profonde, che superano le principali barriere che rallentano gli attuali rapporti di ristrutturazione dell'UE, seguendo i principi di circolarità, tra cui la multifunzionalità attraverso l'integrazione di elementi attivi/passivi, la prefabbricazione e la costruzione fuori sede di componenti e il rispetto dell'estetica degli edifici, del valore architettonico e storico.

REHOUSE implementa anche una strategia di coinvolgimento sociale inclusiva incentrata sulle persone per dotare l'ondata di ristrutturazione di una prospettiva di residenti e proprietari verso convenienza, soddisfazione e attrattiva della ristrutturazione sostenibile.

I pacchetti di ristrutturazione saranno distribuiti in 4 sedi che fungeranno da dimostratori situati in Grecia, Italia, Francia e Ungheria. Queste ristrutturazioni di edifici includono progettazione dettagliata, configurazione pilota, dimostrazione e valutazione per convalidare in condizioni operative (sociali) i prototipi degli 8 pacchetti di ristrutturazione. REHOUSE propone soluzioni che coprono insieme un set di 5 principi di ristrutturazione offrendo soluzioni di ristrutturazione tecnicamente ed economicamente accessibili con sufficiente flessibilità per affrontare quasi il 100% delle sfide di ristrutturazione degli edifici a livello UE. L'obiettivo è quello di aumentare l'assorbimento del mercato, la scalabilità e la replicabilità dei pacchetti di ristrutturazione REHOUSE, collegando la sua proposta di valore con aspetti e barriere economiche, tecniche, sociali, normative e di sicurezza/protezione dei dati critici e proporre raccomandazioni pratiche su come superarli

RP #1 - POMPA DI CALORE MULTI-FONTE

RP#1 consiste in una nuova pompa di calore multi-fonte adatta allo sfruttamento combinato di diverse fonti rinnovabili locali (ad esempio ambiente, solare, geo) e sistemi avanzati di accumulo di energia termica (ad esempio PCM, TCM) grazie all'integrazione di strategie di gestione energetica ottimali che promuovono l'autoconsumo e le pratiche di risposta alla domanda.  Ciò costituisce un pacchetto di ristrutturazione chiave per gli impianti di produzione di energia degli edifici esistenti (adatto anche per quelli nuovi) per ridurre l'impatto ambientale del loro funzionamento attraverso un COP migliorato (fino a 4,5 in condizioni di riscaldamento nominali) e un uso ridotto al minimo di fonti energetiche esterne basate su combustibili fossili.

RP #2 - INVOLUCRO EDILIZIO ADATTABILE/DINAMICO -ADBE-

Il prototipo ADBE forma un ecosistema strutturale in cui un design di facciata in alluminio-vetro, basato su standard di costruzione moderni e specifiche flessibili, consente la sua installazione in quasi tutti i progetti architettonici di edifici (sia residenziali che non residenziali), offrendo molteplici funzionalità aggiuntive all'involucro edilizio esistente. Con la parete continua, la costruzione viene eseguita all'esterno dell'edificio esistente, il che consente una ristrutturazione in funzione dell'edificio senza incidenti tecnici. Il profilo in alluminio garantisce stabilità di costruzione, solidità e leggerezza, nonché flessibilità di montaggio. Inoltre, grazie al design di costruzione della facciata modulare adottato, il posizionamento di pannelli solari fotovoltaici, batterie e unità HVAC standard può essere regolato in base all'orientamento dell'edificio, al design strutturale e alle esigenze di illuminazione. I principali vantaggi della soluzione di facciata multifunzionale proposta sono: 1) Design modulare con unità completamente prefabbricate in varie dimensioni: consente una fabbricazione completamente personalizzata, in base alle esigenze di ogni edificio topologia della facciata, 2) facile da installare: non necessita di interventi di ristrutturazione estesi e costosi, 3) integrazione di più soluzioni pronte all'uso: tra cui materiali isolanti moderni (ad esempio di origine biologica), pannelli solari fotovoltaici, batterie elettriche, unità HVAC, ecc., 4) integrazione di sensori di monitoraggio e attuazione per consentire il controllo e il monitoraggio completi delle apparecchiature installate.

RP #3 - SMARTWALL

SmartWall è un sistema di pareti multifunzionale che combina diverse tecnologie tra cui: 1) pannelli completamente prefabbricati con isolamento ecologico, 2) un fan coil sottile per riscaldamento e raffreddamento, 3) un sistema di ventilazione meccanica con filtri (HEPA, carbone attivo o adesivi per gamma) e un'unità di recupero energetico con efficienza del 70%, 4) batterie, 5) pannelli fotovoltaici commerciali e 6) finestre ad alte prestazioni con controllo intelligente delle tapparelle per un comfort visivo migliorato (Figura 16 e Figura 3). 100 m2 di questa soluzione di involucro forniranno una capacità di riscaldamento/raffreddamento di 13/11 kW adatta alle ristrutturazioni edilizie che mirano agli standard nZEB. Il 98% dei materiali utilizzati è riciclabile, ecologico e non combustibile (ad esempio acciaio, pannelli in gesso, lana minerale riciclabile). Inoltre, SmartWall contribuisce all'autonomia energetica grazie a 65 W/m2 di capacità di produzione BIPV. Modularità e flessibilità sono al centro della sua natura, rendendo SmartWall adattabile sia alle ristrutturazioni esterne che a quelle interne, facilmente adattabile a quasi tutte le geometrie e dimensioni delle facciate fino a 4 m di altezza per modulo, nonché applicabile a tutti i climi europei (anche se ideale per quelli caldi). Il suo concetto plug-and-play include connessioni flessibili di tubi e cavi elettrici per adattarsi a sistemi H&C esistenti o nuovi, nonché connessioni a diversi servizi elettrici. Infine, questa soluzione incorporerà rivestimenti multifunzionali (autopulenti, riflettenti IR), una vernice intumescente ignifuga e un sistema di soppressione attiva degli incendi

RP #4 – KIT DI RISTRUTTURAZIONE H&C OLISTICO CENTRALIZZATO

RP#4 consiste in un kit di ristrutturazione olistico per impianti di riscaldamento e raffreddamento centralizzati. È progettato attorno a una pompa di calore aria-acqua reversibile commerciale alimentata da BIPV in loco (SUNAGE) e collegata a un sistema di accumulo di energia termica (TES) PCM a base biologica stratificata (StT). Inoltre, questi componenti sono regolati da un sistema di controllo intelligente dedicato (StT+RINA) che sfrutta l'uso della tecnologia della gomma intelligente (K-FLEX) nei tubi di distribuzione e integrato in una piattaforma complessiva orientata al BIM (TERA). L'HP reversibile e il TES PCM a base biologica stratificata sono al centro del kit di ristrutturazione. L'innovativo sistema TES combina l'accumulo di energia latente (PCM) e la stratificazione termica in un unico concetto costituito da un semplice serbatoio riempito con diversi strati di PCM con diverse temperature di cambiamento di fase. Ciò consente una stratificazione forzata all'interno del serbatoio, aggiungendo al contempo i vantaggi della maggiore capacità di stoccaggio specifica del PCM. Il sistema di controllo ottimizzato si baserà sull'interazione reciproca di tecniche di Model Predictive Control (MPC) e Machine Learning che risiederanno nel framework di monitoraggio e gestione open source sviluppato da TERA. FIN Framework di J2Innovations (https://www.j2inn.com/) è considerato una scelta preliminare per lo sviluppo, sfruttando le sue funzionalità multiprotocollo29 e il suo costruttore logico per creare routine di allarmi, rilevamento guasti e diagnosi (FDD) per controller primari come TERA GIoE (vedere Figura 18). MPC e ML saranno implementati per determinare in ogni fase operativa il miglior livello di temperatura in base alle temperature di sorgente disponibili e alle temperature di scarico necessarie per coprire le esigenze di riscaldamento, raffreddamento e acqua calda sanitaria (ACS). Inoltre, tale controllo integrerà informazioni continue sulle temperature di distribuzione fornite da una soluzione di monitoraggio all'avanguardia basata su una gomma PCM incorporata nell'isolamento dei tubi.

RP #5 - FACCIATA MULTIUSO CON ISOLAMENTO BIO-BASED E BIPV

REHOUSE RP#5 è costituito da un sistema integrato di facciata prefabbricata ideato per le ristrutturazioni edilizie che mirano a un miglioramento sostenibile dell'efficienza energetica complessiva, riducendo al contempo i tempi di installazione e il disagio degli inquilini (Figura 20). Pertanto, incorpora materiali isolanti a base di canapa (PW) e pannelli BIPV estetici facili da installare (SUNAGE) -vedi Figura 19- in un esoscheletro dedicato da progettare specificamente per supportare questi singoli componenti. Il materiale isolante utilizzato costituisce una soluzione ecologica che combina un buon isolamento termico e acustico con elevate proprietà di deumidificazione e regolazione termoigrometrica delle fibre di canapa. La soluzione è concepita come un pannello isolante stratificato con una densità variabile crescente dall'interno verso l'esterno per garantire un efficace accoppiamento con i sistemi di fissaggio standard e per favorire elevate prestazioni in termini di resistenza agli urti e durata. Il sistema di facciata includerà elementi di rivestimento opachi BIPV attentamente ottimizzati per ridurre sensibilmente i tempi e i costi durante il processo di produzione, pur essendo in grado di soddisfare diversi requisiti architettonici, energetici e di costruzione

RP #6 - PANOREN

REHOUSE RP#6 (PanoRen) consiste in un nuovo concetto di soluzione di involucro multifunzionale costruita sulla base di un prodotto di pannello isolante esistente (Panobloc©) che sarà completato con componenti aggiuntivi e aspetti di progettazione che forniscono nuove funzionalità per un sistema di facciata integrato ottimizzato. Lo strato di isolamento di base (Panobloc©, Figura 6) è un CLTi (Cross Laminated Timber with Insulation), un pannello ibrido che prende il meglio dei pannelli di legno esistenti (telaio in legno e CLT) mentre può essere completato o combinato con altri materiali da costruzione (calcestruzzo, metallo, altre soluzioni in legno) per la costruzione e la ristrutturazione di edifici sostenibili. All'interno di PanoRen questo strato di base adatterà la cortina muraria a un complesso mirato esclusivamente all'isolamento dell'abitazione (riducendo i costi e migliorando le prestazioni termiche complessive). Inoltre, PanoRen integrerà lastre di rivestimento FV di seconda vita per la produzione RES in loco (prototipo esistente nella Figura 6), nonché un elemento architettonico per incorporare condotti di ventilazione meccanica a doppio flusso. Infine, la progettazione del sistema consentirà anche l'industrializzazione del processo di installazione attraverso una migliore adattabilità a diverse geometrie di facciata e un processo assistito da robot per un fissaggio più semplice dei pannelli.

RP #7 - ISOLAMENTO TERMICO IN CELLULOSA ATTIVATA 100% ECOLOGICO REALIZZATO CON RIFIUTI DI LEGNO

RP#7 è costituito da un pannello di materiale isolante rigido realizzato con scarti di legno come la segatura senza aggiunta di materiali adesivi o leganti. La segatura utilizzata è uno scarto di legno e invece di bruciare questo scarto, viene utilizzato per produrre pannelli isolanti termici. Il pannello isolante è un materiale solido rigido con maggiore resistenza alla compressione e bassa conduttività termica. Un importante vantaggio di questo nuovo materiale è la riciclabilità dopo il ciclo di vita; pertanto, soddisfa pienamente i requisiti dei principi dell'economia circolare. Il materiale isolante può essere utilizzato insieme al sistema ABDE.

RP #8 - SISTEMA DI FINESTRE INTELLIGENTI, IWS

REHOUSE RP#8 comprende un sistema di finestre intelligenti (IWS) modulare a basso costo che può essere facilmente adattato alla pelle esterna di edifici nuovi o esistenti e incorpora una gestione intelligente dei guadagni solari grazie all'incorporamento di sensori intelligenti. Le finestre sono i punti più cruciali degli edifici dal punto di vista della perdita di energia. Il sistema di finestre intelligenti (IWS) REHOUSE mitiga questo effetto riducendo la perdita di calore fino alla metà. Può essere utilizzato per finestre esistenti o rinnovate in qualsiasi tipo di edificio. Può essere direttamente integrato in soluzioni di involucro multiuso, sia il sistema ADBE che qualsiasi altro strato di facciata. IWS riducono al minimo la perdita di calore in modalità invernale e diminuiscono il surriscaldamento in modalità estiva. Utilizzando sensori intelligenti e microcontrollori, il sistema determina la disponibilità di guadagno solare in inverno e, in base alla domanda di energia dell'edificio, riduce l'isolamento termico della finestra e "permette" l'ingresso di luce nell'edificio. Quando la radiazione solare non è disponibile, il sistema migliora automaticamente l'isolamento termico della finestra e, di conseguenza, riduce la perdita di calore trasmessa. IWS riduce il consumo energetico HVAC proteggendo le finestre normali dalla radiazione solare in estate. Non limita l'utilizzo delle finestre originali