IL NOSTRO PUNTO DI VISTA

APPROFONDIMENTI   >  edilizia ecosostenibile

La valutazione del rischio muffa e condense per i ponti termici (norma UNI EN ISO 13788:2008), prevede di analizzare l’elemento edilizio a partire da dati climatici di umidità e temperatura statistici riferiti al sito, e di applicare schemi di produzione di vapore acqueo tipici per la destinazione d’uso dell’edificio. Noto l’andamento delle temperature superficiali lungo l’intero sviluppo del nodo (analisi agli elementi finiti) la procedura permette la valutazione della classe di rischio muffa (bassa-elevata-molto elevata).

Nella progettazione esecutiva dell’involucro edilizio questo livello di approfondimento è importante per contenere i consumi energetici generali e prevenire lo sviluppo di muffe, fattore di degrado dell’ambiente abitativo e della salubrità dei locali.

LA BOLLETTA ENERGETICA DELL'EDIFICIO

 

Sempre più attenzione è rivolta a fare della casa un ambiente confortevole ed efficiente, questa evoluzione passa anche attraverso l’integrazione tecnologica tra edificio ed impiantistica elettrica in generale. Le famiglie che seguiamo in gruppo di acquisto spesso si domandano come si tradurrà “in bolletta“ la conduzione della la loro nuova casa. Di seguito affrontiamo l’argomento in termini generali fornendo un confronto tra una residenza classica in classe B ed un intervento tipo in classe A+ con caratteristiche NZEB (Near Zero Energy Building), fornendo valutazioni ed ordini di grandezza in merito ai consumi ed alla bolletta, con particolare riguardo alla bolletta elettrica, visto che si tratta di interventi “no gas”.

 

Il “metabolismo” dell’edificio:   Prendiamo come riferimento i consumi residenziali medi di una famiglia di 4 persone per un alloggio 120mq in classe energetica B, considerando consumi di cucina standard, dove gli impianti per la produzione di energia termica sono autonomi alimentati a gas, il raffrescamento fatto con split a pompa di calore elettrica ed il contratto elettrico di 4.5kW in maggior tutela. In questo scenario classico i consumi di “metabolismo” base sono: per riscaldamento, acqua calda e cucina 800Sm3 di gas, mentre per raffrescamento 1200kWh elettrici, per una previsione di spesa di 1050euro/anno.

Consideriamo ora la conduzione di una nostra residenza tipo NZEB, in classe energetica A+, equipaggiata con impianto fotovoltaico 4 kWp in regime di scambio sul posto, impiantistica di riscaldamento/ raffrescamento/produzione di acqua sanitaria in pompa di calore, piano cottura ad induzione e contratto elettrico 6kW specifico per pompe di calore. Escludere il gas come fonte energetica, oltre alle ricadute sulla sicurezza domestica, taglia i costi di conduzione sfruttando al massimo l’autoconsumo dell’energia rinnovabile prodotta in loco dall’edificio. In questo scenario il consumo elettrico lordo è di 3450 kWh, sostenuto in maniera importante dall’autoconsumo del 39% e dallo scambio sul posto dell’energia non direttamente consumata. Il bilancio tra metabolismo dell’edificio (segno +) ed autoproduzione (segno -) porta ad una stima di 150 euro di consumo netto annuo.

Riassumendo le stime sul “metabolismo” dell’edificio:

  • Edificio standard classe B: 1050 euro anno (vettori energetici gas + elettricità);

  • Edificio classe A+ NZEB: 150 euro anno (vettore energetico elettricità).

 

Altri consumi elettrici:    Per concludere il confronto tra i due scenari occorre aggiungere che, nell’ipotesi di considerare invariati gli altri consumi elettrici della famiglia (elettrodomestici, audio, video, illuminazione, ecc...), l’edificio A+ con impiantistica esclusivamente a pompa di calore gode di una tariffazione elettrica speciale “D1” del 20% più economica, il cui vantaggio si ripercuote su ogni consumo elettrico, generando un risparmio annuo indicativo di 200 euro.

Sul tema della scelta degli elettrodomestici, dell’illuminazione e dei sistemi di automazione domestica nelle nuove abitazioni ad elevata efficienza, approfondiremo in un diverso articolo alcune utili valutazioni che hanno interessato i nostri gruppi di acquisto. 

IMPIANTISTICA NELL'ABITAZIONE DI "DOMANI"

 

In architettura da qualche anno si è smesso di ragionare in termini di “edificio” ed “impianto”, quanto piuttosto di “sistema edificio-impianto”. Questo perché oggi che non è più sufficiente pensare al progetto edile e, in seconda battuta, rivestirlo di una soluzione impiantistica standard, oppure di una soluzione pensata per un altro progetto ed aspettarsi buoni risultati. Gli impianti richiedono di essere sempre più pensati “su misura”. Questo è ancora più vero per le NZEB, ovvero gli “edifici a consumo quasi Zero”.

Questo sviluppo discende dall’attenzione all’aspetto energetico ed al benessere che richiedono le nuove normative e gli standard di vita odierni. Pensiamo all’evoluzione tecnologica che ha interessato il mondo dell’automobile: per certi versi potremmo dire che la macchina mediamente offre ancora ben più optional di una abitazione media, ma la situazione non può che evolvere.

 

La cura nella progettazione edificio-impianto conduce a:

  • Efficienze nella gestione energetica dell’edificio e conseguente controllo sulle spese di conduzione dello stesso;

  • Benefici nel comportamento acustico del sistema edificio-impianto;

  • Miglioramento del benessere e del comfort abitativo;

  • Minore impatto ambientale della costruzione (recuperabilità e riciclabilità degli elementi costruttivi);

  • Minori costi di manutenzione.

 

Dobbiamo sottolineare un aspetto, spesso trascurato quando si ragiona di sistema edificio-impianto: l’aspetto della conduzione dell’abitazione. L’impiantistica moderna che offre prestazioni elevate e funzioni raffinate che si intrecciano con gli apporti gratuiti (ed i carichi termici) che derivano dalle condizioni di contorno; integrando questo è possibile risparmiare molto sulla conduzione reale dell’abitazione, allineandosi a quella di progetto. Tornando alla metafora automobilistica capiamo bene che anche l’auto più evoluta, se guidata in maniera sprovveduta, può condurre a consumi elevati.

Noi pensiamo che anche l’aspetto della conduzione, come quello della progettazione, possano trovare nella nostra proposta di residenza una risposta adeguata. E' un nostro impegno prioritario la condivisione ed il coinvolgimento dei futuri proprietari nel progetto al fine di apprezzare la raffinatezza del sistema edificio-impianto, e, domani, prepararli a “guidare il mezzo in maniera consapevole” in ogni condizione.

L'INERZIA TERMICA PER IL MIGLIORAMENTO DEL COMFORT NEGLI EDIFICI A BASSO CONSUMO

 

L’inerzia termica è una proprietà dei materiali che descrive la rapidità di variazione della temperatura in risposta al cambiamento delle condizioni termiche dell’ambiente in cui è inserito. Un edificio molto inerziale è caratterizzato da strutture molto spesse e pesanti, e dal punto di vista energetico risulta essere estremamente energivoro. Non necessariamente questa proprietà dei materiali deve essere svalutata, in quanto ha importanti connessioni con il tema del comfort abitativo.

 

La progettazione edile nelle nostre latitudini richiede una bilanciata gestione dell’inerzia termica per rispondere alle caratteristiche climatiche specifiche delle nostre regioni, con ampie escursioni dal caldo umido estivo al freddo invernale, passando per stagioni intermedie che presentano accentuata variabilità. Nell’edilizia a consumo quasi zero occorre valutare sistemi edilizi che in virtù dell’inerzia permettano di privilegiare l’accumulo di energia termica nel periodo invernale, e che concorrano a calmierare i picchi di caldo estivo rimanendo allo stesso tempo protetti dall’irraggiamento diretto. Questo, nei nostri interventi, è realizzato privilegiando soluzioni massive concentrate in determinate superfici e specifiche protezioni all’irraggiamento solare diretto. Strutture molto inerziali sono affiancate a strutture poco massive che conferiscono all’edificio la capacità di scaldarsi e raffrescarsi con rapidità quando richiesto.

 

L’efficacia dell’inerzia termica nei nostri interventi è correlata all’impiantistica termica adottata. Per il periodo invernale l’impianto primario in pompa di calore aria-aria è integrato da un sistema inerziale di accumulo energetico a pavimento, che consente di valorizzare l’energia rinnovabile autoprodotta dall’impianto fotovoltaico e non utilizzata, restituendo un confortevole e tepore al pavimento per diverse ore. Questa integrazione permette di aumentare il comfort abitativo nella zona giorno, dove serve, senza incidere sulla bolletta energetica. 

 

La soluzione adottata coniuga il comfort del pavimento caldo scongiurando l’effetto surriscaldamento a cui sono esposti quegli edifici a basso consumo che adottano primariamente il tradizionale impianto di riscaldamento a pavimento idronico, surriscaldamento che si verifica in inverno nelle giornate più serene e soleggiate, in cui l’irraggiamento diretto si somma a quello ceduto dal massetto caldo, obbligando ad aprire i serramenti anche lungo tempo.

 

Nel periodo estivo il raffrescamento generato in pompa di calore tramite autoconsumo diretto dell’energia fotovoltaica prodotta, quindi gratuitamente, raffredda la massa termica dell’edificio mentre le strutture non massive concorrono a rendere immediato il raffrescamento, qualora ne fosse richiesto dalla specifica conduzione dell’appartamento. Il processo di raffreddamento della pompa di calore aria-aria riduce l’umidità nei locali, ed il comportamento igroscopico delle strutture non massive contribuisce a stabilizzazione della stessa nel tempo.

ISOLAMENTI TERMICI IN EDILIZIA

 

Ragionare di ecosostenibilità porta ad approfondire i temi di risparmio energetico, di risorse e di materiali naturali, quindi di isolamenti termici. Considerati fino a pochi anni fa come "accessori" nella costruzione, oggi i sistemi di isolamento termici hanno assunto rilevanza primaria: assieme al tema dell'impiantistica termo-meccanica, sono oggetto di costante evoluzione normativa ed hanno influenza importante sul comfort abitativo e sui costi di gestione dell'edificio.

Per sistemi di isolamento si intende principalmente:

  • utilizzo di materiali termo-isolanti;

  • adozione di tecniche di isolamento.

 

La progettazione dell'involucro termico è soggetta a normazione specifica e non può essere trascurata; l'esigenza di controllare le dispersioni termiche discende anche da ragioni di comfort abitativo, riduzione dei costi di gestione dell'edificio e dalla consapevolezza ormai diffusa della necessità di ridurre il consumo di risorse energetiche non rinnovabili.

La cura e l'investimento nella progettazione ed esecuzione a regola d'arte degli isolamenti, insieme a quella degli impianti termo-idraulici, concorre a definire la classe energetica, cioè la “pagella” dei consumi dell'edificio, i cui limiti sono definiti a livello regionale o nazionale a partire dalla G (più "sprecona") per arrivare alla A+ (più "risparmiosa").

 

Per dare un’idea di massima ecco un prospetto sulla spesa in bolletta, nelle diverse classi energetiche, per riscaldare e produrre acqua calda sanitaria in un alloggio di 100mq:

  • Classe A+             € 200

  • Classe A               € 350

  • Classe B               € 500

  • Classe C               € 750

  • Classe D               € 1.100

  • Classe E               € 1.500

  • Classe F               € 1.900

  • Classe G               € 2.300

 

 

 

Quando si parla di eccellenza nell’efficienza energetica ci si riferisce:

  • Edifici classe A ed A+;

  • Edifici ad impatto zero.

  • Edifici passivi (passive house);

  • Edifici net-zero;

 

 

 

Il panorama dei sistemi di isolamento è variegato, proviamo quindi ad evidenziare alcuni criteri di scelta in una miniguida per aiutare il gruppo d'acquisto ad individuare ciò che conviene oggi.
Possiamo concentrare gli aspetti fondamentali in tre criteri:

 

  • Economicità (costo di fornitura e facilità di posa);

  • Efficienza (capacità termo-isolante specifica e proprietà accessorie);

  • Eco-compatibilità (conduce a valutazioni trasversali e complesse, non univoche: l'indagine deve interessare la "naturalità" o neutralità riguardo all'inquinamento indoor, e l'impatto ambientale nel complesso del ciclo di produzione-vita-smaltimento del prodotto stesso).

 

L'isolamento a cappotto è la soluzione tradizionale che va per la maggiore oggi. Consiste nella realizzazione di un rivestimento esterno incollato con malte apposite. Nelle ristrutturazioni economiche presenta grandi vantaggi, ma nell'edilizia nuova esistono soluzioni più raffinate che uniscono altri vantaggi. Tra i sistemi di isolamento più interessanti consideriamo in primo luogo quelli che ricorrono a tecniche costruttive a secco. Queste differenziano per le tecniche tradizionali per non ricorrere a leganti e collanti per congiungere i componenti da costruzione, ma applicando giunzioni meccaniche secondo precise logiche costruttive. I vantaggi più immediati sono:

 

  • Controllo sui tempi di costruzione;

  • Semplicità di costruzione (dipendere meno dalla specializzazione della mano d'opera);

  • Ricorso a materiali meno complessi o di origine naturale;

  • Facilità di coordinamento con l'impiantistica;

  • Adatta ad affiancarsi a soluzioni di prefabbricazione;

  • Facilità di interventi futuri di ripristino (facilità di smontaggio e sostituzione);

  • Possibilità di riuso o riciclo a fine vita

 

Accanto a questa tecnica costruttiva poniamo la strategia di isolamento box in the box, che consiste nel realizzare, come finitura interna dei locali, un involucro a secco in sostituzione del classico intonaco, che faciliti la gestione degli impianti (elettrici e termici) ed elimini i costi di tracce e assistenze murarie, a tutto vantaggio dell'isolamento (termico ed acustico) e della flessibilità d'uso degli ambienti. Spostare punti luce o allacci gas diventa molto semplice. Particolare interesse rivestono le soluzioni di prefabbricazione di elementi dell'involucro, che consentono spesso di ottenere economie legate alla gestione del cantiere, risparmiando tempo e raggiungendo precisioni maggiori. La prefabbricazione dei controtelai per i serramenti permette ad esempio di contenere le dispersioni di bordo, grazie al preassemblaggio dell'isolamento in fabbrica. Nei climi mediterranei, ed anche nel contesto padano, assumono particolare importanza le strategie massive od inerziali, che da sempre sono state percorse nella nostra edilizia. L'uso tradizionale di mattone pieno e pietra rispondevano infatti a due requisiti: facilità di reperimento e buon comportamento nei climi variabili, dove estate ed inverno presentano criticità opposte. Oggi una progettazione attenta deve saper unire la praticità dell'edilizia leggera ed i vantaggi dell'inerzia termica che materiali massicci conferiscono all'edificio, a tutto vantaggio del comportamento estivo e nelle mezze stagioni. Sistemi a camera ventilata presentano vantaggi nella stagione estiva, perché permettono di dissipare il calore di facciata/copertura realizzando una intercapedine in cui scorra naturalmente aria per effetto convettivo. Questi sono facilmente abbinabili a strategie di isolamento radiativo, che consistono nell'inserimento di materiali riflettenti a protezione delle strutture dalla trasmissione del calore per irraggiamento, allo stesso modo di come uno specchio riflette i raggi del sole. L'inserimento di sistemi di controllo stagionale della camera di ventilazione può rappresentare una ulteriore evoluzione del concetto di involucro, inteso non come vero e proprio elemento tecnico; in questo solco si inserisce la proposta di serramenti a doppia pelle, che consentano di creare, nei periodi opportuni, vani cuscinetto che operano come piccole serre influendo sul contenimento delle dispersioni dei locali abitati. Anche le schermature solari delle superfici vetrate sono una voce da non sottovalutare quando si ragiona sui sistemi di isolamento termico. Infatti nel periodo estivo aumentare la schermatura del 20% può corrispondere una diminuzione di domanda energetica per raffrescamento del 25%. In generale valutare il comportamento sole-aria dell'edificio può mettere in luce risparmi sui consumi per effetto dell'assorbimento di calore dell'involucro della parete ed il conseguente innalzamento della temperatura dell'aria a contatto con essa: in certe condizioni scegliere una finitura esterna con specifiche caratteristiche di assorbimento della radiazione solare produce vantaggi dell'ordine del 5% sia in inverno che in estate. Gli aspetti trattati in questa seconda ed ultima parte della nostra miniguida richiedono un approfondimento che ancora raramente oggi interviene nella pratica progettuale se non come analisi specialistica condotta per la rispondenza alle ultime normative energetiche. Queste analisi spesso arrivano in un secondo tempo e faticano ad integrarsi nel percorso progettuale e, nella migliore delle ipotesi, portano a modifiche "puntuali" del progetto, per rientrare in questo od in quel vincolo normativo. La nostra proposta vuole invece tenere legate queste valutazioni al percorso progettuale.

IMPIANTI TERMICI

Gli impianti termici sono i sistemi di cui l'edificio è dotato per il mantenimento negli ambienti di vita di condizioni di temperatura ed umidità ottimali e costanti anche nelle stagioni estreme (estate ed inverno).     Nella prospettiva dell'edificio-impianto, dove sussiste uno stretto legame tra tecnologie, involucro e ambiente (inteso come flussi energetici a cui la costruzione è sottoposta) distinguiamo due ambiti complementari:

 

  • sistemi attivi – gli impianti azionati da fonti energetiche prelevate dalle reti di distribuzione a cui l'edificio è interconnesso, principalmente elettricità e gas;

  • sistemi passivi – che sfruttano le risorse energetiche ambientali a disposizione, principalmente derivanti sole, che in determinate condizioni possono essere "addomesticate" e dirette al soddisfacimento di determinate esigenze.

 

Spesso nella progettazione si trascura la seconda voce per ragioni che approfondiremo in altri spazi, ma noi pensiamo che in una progettazione partecipata queste risorse possano essere valorizzate, a tutto vantaggio di benessere e risparmio economico. Torniamo alla prima voce, perché tra le due è decisamente quella fondamentale ed irrinunciabile. I sistemi attivi di produzione di calore e raffrescamento generalmente si distinguono in tre sottosistemi:

 

  • sottosistema generatore;

  • sottosistema di distribuzione ai diversi ambienti;

  • sottosistema di emissione all'interno del singolo ambiente.

 

Scegliere un sottosistema di generazione porta, a cascata, a prediligere distribuzioni o emettitori rispetto ad altri, e precludere certe strade. Quindi serve conoscere vantaggi e svantaggi di ognuno per organizzare uno scenario compatibile con il progetto generale e con le esigenze dell'utenza. Partiamo dai sottosistemi di emissione, perché sono la parte dell'impianto più visibile e che meglio l'utenza conosce. Fino al 2005 i radiatori andavano per la maggiore, oggi sono sempre più spesso sostituiti da impianti a pavimento radiante che consentono, in certe condizioni, risparmi economici dovuti a produzione di acqua a 35°C invece che a 70°C, ed anche un benessere maggiore (dovuto alla sensazione diffusa ed avvolgente che offre un pavimento a 25°C ed all'innalzamento della temperatura media radiante). Andare verso sistemi a bassa temperatura è una delle strategie vincenti se si utilizza l'acqua come fluido di distribuzione. A nostro avviso un passo avanti può portarci ad uscire dalla prassi degli impianti idronici verso sistemi con distribuzione elettrica e VRV (volume di refrigerante variabile). Un passaggio di questo genere è soddisfa e supporta ragioni progettuali importanti:

 

  • accelerare i tempi ed i costi di cantiere;

  • incentivare la prassi costruttiva a secco, quindi il recupero e la riciclabilità a fine vita dei materiali;

  • passare da un approccio di impianto "artigianale" ad uno industriale;

  • limitare l'estensione della rete di tubi percorsi da acqua e quindi i rischi di perdite ed i costi di manutenzione;

  • diminuire la dipendenza dalle fonti fossili;

  • raggiungere elevato comfort tramite il controllo della temperatura media radiante con soluzioni radianti elettriche;

  • permettere efficienze di generazione elevate tramite generatori a pompa di calore ad espansione diretta di gas, quindi risparmi economici di conduzione.

 

I generatori a pompa di calore elettrici VRV sono oggi la soluzione più efficiente per produzione di caldo e freddo da energia rinnovabile. Queste macchine trovano un complemento ideale nei sistemi di generazione fotovoltaica che oggi sono, anche dal punto di vista normativo, una scelta quasi obbligata per rispondere alle prescrizioni vigenti, e ci porta verso edifici che non necessitano di impianti gas, a tutto vantaggio della sicurezza.  In conclusione l'impiantistica termica è strettamente legata all'involucro edilizio, come anche alle caratteristiche climatiche e ad altri impianti, in primis quelli idrosanitari e di trattamento aria, che approfondiremo in prossimi articoli. Noi pensiamo che la direzione da seguire sia non solo quella di una impiantistica efficiente, ma anche della semplicità di manutenzione, della possibilità di smontaggio e recupero dei materiali, della autonomia dalle fonti energetiche fossili, della valorizzazione dei flussi energetici passivi, della industrializzazione del prodotto piuttosto che dell'assemblaggio artigianale. Il Gruppo di acquisto è una sede congeniale per sviluppare questi progetti.

VALUTAZIONE APPROFONDITA DEI PONTI TERMICI

 

I ponti termici sono quei nodi dell’involucro edilizio che, per caratteristiche di forma o di struttura, presentano un comportamento termico differente dalle strutture piane circostanti. L’incidenza delle dispersioni termiche dovute ad una sottovalutazione del fenomeno in fase progettuale possono variare da un 5% ad un 20% delle dispersioni totali. Oltre al fattore energetico la sottostima dei ponti termici può portare con se l’aumento del rischio formazione di muffe e condense.

 

Gli strumenti tecnici per queste valutazioni sono diversi ed in continua evoluzione; in fase di progetto lo strumento più utile e preciso è l’analisi termica dei nodi strutturali agli elementi finiti (norma UNI EN ISO 13788:2008). Rispetto agli abaci o ad altri strumenti semplificati permette di ottenere una descrizione approfondita del nodo dal punto di vista termico, utile anche per fornire valutazioni attendibili sul rischio di formazione di condensa e muffe.