Materiali corso Disegno e progettazione
LA CASA A BASSO CONSUMO ENERGETICO
INTRODUZIONE
L’utilizzo delle fonti energetiche.
La combustione di legno o biomassa fu utilizzata per la produzione di energia fin dalla preistoria;
solo più tardi vennero introdotte modalità alternative dello sfruttamento dell’energia quali la
navigazione a vela e i mulini ad acqua o a vento per la macinazione del grano.
L’odierna abbondanza e diversificazione di fonti energetiche relativamente a basso prezzo consente
un notevole sviluppo della società umana.
Istruzione, sanità pubblica, trasporti, agricoltura, commercio e industria assorbono grandi quantità
di energia: tanto più alto è il tenore di vita, tanto più elevata è la quantità di energia necessaria pro
capite. Le società industriali moderne non potrebbero sopravvivere senza energia.
La crescita esponenziale del consumo energetico pone però dei problemi sia dal punto di vista
ambientale (effetto serra e scorie), sia dal punto di vista politico, in quanto il consumo di una fonte
energetica è un fatto socio-politico complesso ed importante, che dipende da numerosi fattori:
· disponibilità della risorsa energetica;
· costo della fonte, spesso determinato dalle condizioni politiche del paese produttore;
· affidabilità delle centrali di produzione;
· protezione dell'ambiente.
Per la produzione di energia oggi si usano principalmente:
· combustibili fossili (carbone o idrocarburi);
· energia idroelettrica;
· energia atomica da fissione;
· energia eolica;
· geotermia;
· solare termico e fotovoltaico;
· biomasse;
· maree.
PRINCIPI BASE DI BIOEDILIZIA
Definizione
La progettazione sostenibile è un processo socio-culturale che interessa l’ambiente e l’edilizia.
Principio fondamentale su cui si fonda la progettazione sostenibile è l’integrazione fra i caratteri
morfo-tipologici dell’edificio e gli aspetti costruttivo-ambientali in cui è inserito; questo concetto
così elementare risulta molto debole nella progettazione contemporanea dominata da altri interessi.
La salvaguardia dell’ambiente passa attraverso l’uso razionale delle risorse e delle potenzialità
offerte dal sito che il progetto e i suoi processi di attuazione e gestione (produzione fuori opera, in
opera e fase funzionale) ne determinano.
La progettazione bioclimatica promuove l’utilizzo delle risorse climatiche per ridurre il consumo di
combustibili fossili e raggiungere le migliori condizioni di salute e benessere per l’utente.
La bioedilizia è un aspetto della progettazione ecocompatibile dell’architettura.
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Caratteristiche di una casa bioecologica in 10 punti:
1. essere costruita con elementi dall'elevata capacità traspirante
la casa deve respirare, cioè consentire il ricambio d'aria, smaltire l'umidità, lasciar fluire le
radiazioni positive telluriche e cosmiche;
2. attutire e filtrare gli elementi negativi esterni
cioè i rumori, gli inquinamenti chimici, il freddo-caldo ecc.:
3. utilizzare materiali naturali
la casa deve essere costituita da materiali vegetali e neutri, non trattati;
4. evitare sprechi energetici
significa prevedere sia in fase di costruzione che di manutenzione il riciclaggio degli elementi
(materie prime);
5. limitare il riscaldamento
l'aria deve essere mantenuta fresca ed umida naturalmente, sfruttando il sole, ove possibile, e il
riscaldamento per irraggiamento;
6. preferire i colori naturali dei materiali
non impiegare nelle finiture e nell'arredamento prodotti chimici dannosi, per la loro tossicità,
evitando colle, vernici e solventi chimici;
7. limitare i campi elettromagnetici naturali ed artificiali
la casa non deve essere ubicata sopra zone soggette ad interferenze elettromagnetiche negative;
limitare le influenze elettromagnetiche degli impianti e attrezzature elettriche;
8. presenza di verde e piante
il verde e le piante hanno una funzione fondamentale, che è quella di purificare l'aria diluendo
le sostanze inquinanti, e aiutano a riequilibrare il clima;
9. riciclare e recuperare ciò che è ancora utilizzabile
usare sistemi di smaltimento differenziato e di riciclo dei rifiuti, dell'acqua piovana ecc.;
10. destinare cure e riguardi all'arredamento ed in particolare alla camera da
letto.
Le sistemazioni interne devono tener conto dell'orientamento, dell'esposizione, dei percorsi, e
delle attività; la camera da letto deve essere tranquilla e protetta da interferenze
elettromagnetiche.
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Progetto di una casa bioecologica
Il progetto va studiato dal punto di vista distributivo, dell'organizzazione funzionale e formale degli
spazi, della scelta delle tipologie costruttive, valutando i seguenti aspetti:
TECNOLOGICO con lo studio delle soluzioni innovative biocompatibili ed il recupero
delle tecnologie costruttive, con la scelta dei materiali valutandone le loro qualità e prestazioni
anche in funzione dell'impatto sull'uomo e l'ambiente;
BIOCLIMATICO riguardante la progettazione di edifici forniti di sistemi solari passivi
(come serre solari, muri di Trombe, sistemi di diffusione della luce naturale e della ventilazione,
camini solari, schermature dei raggi solari), con particolare attenzione rivolta all'orientamento
della costruzione rispetto ai punti cardinali e ai venti dominanti;
IMPIANTISTICO con lo studio degli impianti tecnici dell'abitazione, prevedendo sistemi
alternativi di autoproduzione dell'energia tramite lo sfruttamento del sole (sistemi solari attivi,
come i pannelli solari per produzione di acqua calda) e del vento, il corretto uso dell'acqua
potabile e di quella piovana, lo smaltimento dei rifiuti organici;
GEOBIOLOGICO riguardante lo studio delle interazioni dell'edificio con il campo
magnetico terrestre e le onde telluriche.
House in Regensburg di Thomas Herzog
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Clima
Per l’analisi del contesto bioclimatico all’interno del quale si inserisce la progettazione è necessario
tenere in considerazione i seguenti fattori che influenzano la morfologia e le tecnologie costruttive:
· temperatura, valori medi stagionali, oscillazione;
· umidità;
· radiazione solare;
· vento, direzione, velocità e frequenza.
Orientamento
Lo studio delle caratteristiche ambientali ed energetiche del luogo dove si andrà a costruire è
imprescindibile nella corretta edificazione di un edificio e costituiscono gli obiettivi principali per
una progettazione insediativa climaticamente orientata e consentono di controllare l'esposizione
solare estiva e massimizzare quella invernale.
Morfologia
Per quanto riguarda la forma approssimativa da dare all’involucro edilizio, essa risulterà
dall’integrazione di molteplici fattori legati alle prestazioni richieste dai suoi abitanti. Ad ogni
modo, le analisi dei fattori termici eseguite su edifici di diverso rapporto lunghezza/larghezza,
portano a concludere che la forma ottimale è quella allungata lungo l’asse est-ovest. La pianta
sarà approssimativamente rettangolare con una generosa esposizione a est e ovest, mentre
l’estensione nord-sud sarà ridotta alla profondità di una stanza, cosi da permettere al sole di
penetrare in tutta l’area abitata e al muro solare di funzionare con efficienza adeguata. Questa
disposizione lineare presenta dei limiti soprattutto per quanto riguarda i percorsi interni e
l’aumento delle superfici delle pareti esterne a parità di volume abitato
Sistema
a guadagno diretto
Il sistema a guadagno diretto è quello più semplice per sfruttare gli apporti gratuiti
dell’irraggiamento in un edificio passivo solare; si ottiene isolando sufficientemente
l’involucro e dotandolo di ampie finestre rivolte a sud che favoriscano la trasmissione della
radiazione solare invernale, incidente con bassa angolazione.
In estate l'elevata altezza del sole riduce l'insolazione trasmessa che può anche essere esclusa
completamente con un aggetto (sporgenze, balconi, frangisole ecc.).
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Raffrescamento
passivo
Le schermature solari
Le schermature solari mobili rappresentano una soluzione efficace per controllare i parametri
interni di benessere ambientale senza porre limitazioni al soleggiamento nel periodo invernale.
Ventilazione naturale e ibrida
La ventilazione rappresenta una valida strategia per garantire il comfort ambientale nel periodo
estivo e nelle stagioni intermedie, limitando il ricorso ai sistemi di refrigerazione in un’ottica
di risparmio energetico.
LA CASA PASSIVA
La casa passiva è una soluzione abitativa di concezione tedesca che assicura il benessere termico
senza ricorrere a impianti di riscaldamento e condizionamento convenzionali.
Grazie ad un elevato isolamento dell'involucro, abbinato ad un sistema di ventilazione meccanica,
permette di mantenere la temperatura ideale al proprio interno. Il suo bilancio energetico è quasi in
pareggio in quanto la somma degli apporti passivi di calore, dovuti all'irraggiamento solare e al
calore generato dagli elettrodomestici in funzione e dagli inquilini stessi, sono quasi sufficienti a
compensare le perdite dell'involucro durante la stagione fredda. L'energia necessaria a pareggiare il
bilancio termico dell'edificio è prodotta mediante sistemi non convenzionali come impianti
fotovoltaici e geotermici. Il Passivhaus Institut di Darmstadt, l'ente certificatore tedesco di case
passive, considera una costruzione "passiva" solo quando soddisfa i seguenti requisiti:
Fabbisogno energetico utile richiesto per il riscaldamento ≤ 15 Kwh (m2 a).
Fabbisogno energetico utile richiesto per il raffrescamento ≤ 15 Kwh (m2 a).
Carico termico invernale ≤ 10 W/ m2.
Carico termico estivo ≤ 10 W/ m2.
Tenuta all'aria n50 ≤ 0,6/h.
Fabbisogno primario di energia ≤ 120 kWh (m²a).
Il concetto di casa passiva è basato su un modello abitativo privo di riscaldamento artificiale, in
grado di conservare il calore delle persone che vi abitano e di sfruttare gli apporti gratuiti dati
dal contesto assicurando una migliore qualità di vita con il minimo impatto per l’ambiente.
Ciò viene reso possibile innanzitutto grazie all’applicazione dei principi base della bioclimatica
in materia di esposizione, soleggiamento, ventilazione, ecc, all’utilizzo di materiali termoisolanti ad
alte prestazioni per la realizzazione di involucro oltre a tecnologie a zero emissioni e materiali
sostenibili.
La casa passiva è generalmente dotata dei seguenti impianti:
· impianto di ventilazione meccanica con recupero di calore che consente di immagazzinare e
riutilizzare il calore generato all’interno della casa (prodotto dalle persone o dagli elettrodomestici)
mantenendo la temperatura costante;
· impianto di ventilazione naturale;
· sistema di raccolta di acqua piovana riutilizzata per gli impianti idrico-sanitari.
Un criterio per classificare dal punto di vista termico gli edifici è quello di definire uno "standard
energetico" caratteristico dell'edificio stesso. Come tale possiamo assumere il: CONSUMO
ENERGETICO ANNUALE AL METRO QUADRATO DI SUPERFICIE ABITABILE
RISCALDATA (kWh/m²a) . L'energia a cui ci si riferisce qui è principalmente quella consumata
per il riscaldamento invernale.
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I cosiddetti edifici passivi sono caratterizzati da perdite di calore così basse che il calore fornito
dagli apporti solari (attraverso finestre e vetrate esposte a sud) e quello prodotto e recuperato da
sorgenti interne (persone, apparecchiature, macchinari, illuminazione artificiale) può coprire quasi
tutta l'energia necessaria per il riscaldamento invernale. Il fabbisogno energetico residuo da coprire
è inferiore ai 15 kWh/(m²a). Questo standard energetico permette di rinunciare a un convenzionale
impianto di riscaldamento e, se necessario, di coprire il fabbisogno energetico residuo mediante una
pompa di calore.
Parametri caratteristici degli edifici passivi
Fabbisogno termico (riscaldamento)
≤ 15 kWh/(m² a)
Assenza di ponti termici (Ø = trasmittanza di ponte termico lineare)
0,01 W/(m1 K)
Trasmittanza termica della facciata
U < 0,15 W/(m²K)
a) Elementi opachi
b) Vetrate
- Criterio di comfort termico
Uv 0,8 W/(m²K)
- Criterio energetico
Uv 1,6 W/(m²K)
Recupero di calore (media annuale)
> 80%
Impermeabilità al vento (involucro)
50 < 0,6/h
Rendimento del sistema di recupero del calore
rc 75%
Flusso d'aria
orientato
Afflusso/deflusso d'aria
equilibrato < (± 5) %
Confronto con un edificio tradizionale:
Consumo energetico per il riscaldamento
Edificio convenzionale Italiano (dati Consumo energetico per la produzione di acqua
106 kWh/m²a 68%
20 kWh/m²a 12%
ENEA)
calda
200 m² di superficie abitabile
Consumo energetico per l'illuminazione e cucina
31 kWh/m²a 20%
Consumo energetico complessivo
157 kWh/m²a 100%
Criteri progettuali
Introduzione
Caratteristiche che consentono di classificare una costruzione come casa passiva:
-
il super-isolamento,
la ventilazione meccanica controllata con recupero di calore e altri guadagni interni
i guadagni solari,
l'efficienza elettrica degli elettrodomestici,
la capacità di rispondere alla restante esigenza di energia con energia rinnovabile.
La forma dell'edificio
La forma dell'edificio influisce in maniera significativa sulle perdite termiche. Lo scambio
termico tra interno ed esterno di un edificio, avviene attraverso la superficie dell'involucro: tanto più
elevata è la superficie che racchiude il volume, tanto più elevato è lo scambio
» per essere energeticamente efficiente un edificio deve avere: un basso indice di compattezza
dato come rapporto tra superficie e volume (S/V); in un edificio passivo dovrebbe essere inferiore
a 0,6,
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» per avere una forma compatta, si deve quindi rinunciare a sporgenze e rientranze,
» balconi, terrazzi, verande si possono costruire, purché all'esterno dell'involucro termico.
Orientamento dell'edificio e vetrate
La maggior parte del fabbisogno energetico di un edificio passivo viene coperta dagli apporti solari,
per cui negli edifici a consumi energetici controllati l'orientamento è di importanza
fondamentale.
L'orientamento verso sud è il migliore per due motivi:
» il lato sud riceve il massimo della radiazione in inverno, quando è più richiesta,
» in estate, quando il sole è alto, e i suoi raggi incidono ad angolo acuto a sulla superficie terrestre,
l'edificio riceve meno radiazione.
L'aspetto architettonico di questi edifici è perciò caratterizzato:
» da ampie finestre vetrate sul lato sud,
» da aperture di dimensione ridotta sul lato nord.
Negli edifici passivi, le vetrate orientate verso sud assumono pertanto il carattere di superfici "utili".
Da simulazioni al computer si è potuto capire che:
» la superficie ottimale delle vetrate sul lato sud è dell'ordine del 40% della superficie
complessiva della facciata,
» un aumento della superficie vetrata oltre il 50% della superficie complessiva della facciata sud
non aumenterà in modo significativo i guadagni solari in inverno e quindi influirà solo in misura
trascurabile sul fabbisogno termico. Per contro in estate si avvertirà un surriscaldamento
temporaneo dei locali che ridurrà sensibilmente il benessere termico,
» una riduzione della superficie vetrata al di sotto dell'optimum riduce il pericolo di
surriscaldamento in estate, ma riduce anche l'illuminazione naturale e aumenta quindi i consumi
energetici dell'illuminazione artificiale.
Anche le finestre orientate verso ovest richiedono una particolare attenzione infatti:
non migliorano molto il bilancio energetico invernale,
in estate contribuiscono notevolmente al surriscaldamento più di quelle orientate verso sud e
quindi devono essere dotate di efficaci sistemi di ombreggiatura.
Ombreggiamento
L'ombreggiamento esterno (monti, alberi, edifici adiacenti) è difficilmente modificabile. Ma
l'ombreggiamento endogeno di balconi, tettoie e simili è molto più importante. Il motivo: il
maggiore apporto solare è fornito nelle ore più calde, quando il sole è relativamente alto nel cielo.
La presenza di balconi e tettoie sopra le finestre a sud incrementa di molto il fabbisogno termico per
il riscaldamento.
Disposizione dei locali
Le prime costruzioni passive realizzate erano tutte villette unifamiliari. In questi edifici si è
dimostrata molto utile la suddivisione dei piani in differenti zone climatiche:
» soggiorno e camere da letto dotati di grandi finestre sul lato sud,
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» cucina, bagni e dispense con finestre di ridotte dimensioni sul lato nord, dove questi locali
assumono la funzione di "cuscinetti termici".
Attenzione particolare merita l'inserimento del vano scala negli edifici: deve trovarsi o interamente
all'interno o interamente all'esterno dell'involucro termico.
I telai delle finestre
I telai delle finestre sono i componenti a maggiore dispersione dell'intero involucro. E'
importante che la percentuale di telaio sia ridotta al minimo.
I normali telai sono inadatti agli edifici passivi nei quali si utilizzano quelli speciali con alte
prestazioni termiche. Le strutture delle finestre per le case passive necessitano quindi di buon
isolamento termico; può essere realizzato in vari modi.
Parecchi costruttori realizzano le strutture di legno con un nucleo in gomma piuma o in Purenit (un
materiale riciclato, con conducibilità termica relativamente bassa).
Finestratura
Negli edifici a consumi controllati le finestre vengono munite di speciali vetri termici,
generalmente tripli. Tre lastre di vetro normale assorbono molta luce ed è per questo che tali vetri
debbono essere molto trasparenti (parametro g > 0,6) e le intercapedini riempite con gas nobile
-argon o krypton.
-Un aumento della finestratura incrementa l'importanza del valore U e diminuisce quello del valore
g.
Motivo: ampie finestre a sud garantiscono un apporto termico adeguato anche con un valore di g
ridotto.
-Da un punto di vista energetico, le finestrature superiori al 40% della SRE (superficie di
riferimento energetico) non sono utili, poiché l'apporto termico non può essere sfruttato appieno.
Tipo di vetro
Valore U (W/m²K) Valore g (%)
3 lastre di vetro isolante a bassa emissività
0,6 -0,7
45 -53
( 2x11mm krypton)
3 lastre di vetro isolante a bassa emissività
0,7 -0,8
45 -53
( 2x16mm argon)
3 lastre di vetro isolante a bassa emissività
0,5
41
( 2x7mm xenon)
3 lastre di vetro isolante a bassa emissività,
0,7
60
extrachiaro (krypton)
2 lastre a bassa remissività e 1 lastra di
cristallo all'esterno
0,8
52
La coibentazione dell'involucro
L'involucro di un edificio passivo dell'Europa centrale deve soddisfare la condizione U < 0,15
W/(m² K). Per ottenere questo valore occorre:
» uno strato termoisolante dello spessore di 25 cm sui muri perimetrali e di 40 cm sui tetti;
» finestre con caratteristica trasmittanza termica U < 0,8; » assenza di ponti termici;
» si dovrà rinunciare a balconi e ad altri elementi sporgenti (per esempio le gronde) o costruirli in
modo tale che non abbiano diretto contatto con l'edificio;
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» montare le finestre all'estradosso della parete, in modo che l'isolamento termico copra almeno una
fascia di 5 cm. del telaio;
» l'alto costo dell'elevato spessore della coibenza termica è compensata dai risparmi energetici
nell'esercizio dell'edificio e dall'assenza di costi per l'impianto di riscaldamento.
In un edificio dotato di un elevato isolamento termico le perdite di calore per trasmissione
risultano molto ridotte e quindi acquistano una maggiore importanza le perdite causate
dall'infiltrazione incontrollata d'aria fredda attraverso i giunti (finestre, porte). Viene quindi
richiesta:
» altissima qualità d'esecuzione dei particolari costruttivi. Guasti alle barriere al vapore, per
esempio, possono causare perdite di calore nella misura di 800 -1000 kWh/anno;
» l'involucro termico deve essere ininterrotto
» l'involucro termico deve essere applicato a cappotto, cioè all'esterno di pareti perimetrali, solai,
copertura.
Ventilazione e recupero di calore
a) Ventilazione forzata
In un edificio passivo viene a crearsi un conflitto tra buona ventilazione e risparmio energetico:
più ventilazione significa meno risparmio energetico. Si pone quindi il problema della definizione
del ricambio d'aria ottimale (rapporto tra il volume d'aria scambiato in un'ora e il volume
dell'ambiente da ventilare: (m3/h)/m3=h-1). Generalmente si ritiene necessario un ricambio d'aria
compreso tra 0,4 e 0,8/h, ma alcuni autori ritengono sufficiente, per un edificio passivo, un tasso di
ricambio dello 0,25 -0,375/h. Ciò significa, per un'abitazione standard con una superficie di 120 m²,
un volume di 320 m3 d'aria/h, se abitata da 4 persone, un ricambio d'aria di 20 -30 m3/h a persona
(0,25/4*320=20; 0,375/4*320=30). In base ad alcune esperienze fatte, le perdite di calore, in caso di
ventilazione regolata con un ricambio d'aria di circa 0,5/h, si aggirano attorno ai 3000 kWh/a e
scendono a circa 1800 kWh/a quando il tasso di ricambio viene ridotto a soli 0,3/h. Bisogna però
considerare non solo il risparmio energetico, ma anche la qualità abitativa che dipende in gran parte
dalla qualità dell'aria. Gli impianti di ventilazione meccanica devono perciò essere regolabili caso
per caso: per esempio, in presenza di fumatori deve essere possibile aumentare il rateo di
ventilazione. Un tasso di ricambio più alto di 0,25-0,375/h è necessario anche per asportare
l'umidità che si forma all'interno, quando le temperature esterne salgono sopra i 10°C. Negli edifici
passivi questo problema è però meno sentito perché a questa temperatura non si deve più riscaldare
e l'umidità può fuoriuscire attraverso le finestre aperte. Perdite di calore possono risultare anche da
comportamenti sbagliati degli abitanti. Lasciare aperte le finestre in posizione inclinata può
comportare perdite di calore di oltre i 4500 kWh/a. Si è però potuto notare che negli edifici passivi
questo tipo di perdite di calore risultano inferiori a quelle contemplate nelle normative in quanto in
questi edifici risultano anche meno i giorni di riscaldamento. In altre parole, è come se si trovassero
in aree con un valore inferiore dei Gradi-Giorno.
Avendo questi edifici un sistema di ventilazione regolata, il recupero di calore avviene mediante
scambiatori a flusso d'aria incrociato che recuperano almeno l'80% del calore dell'aria in uscita.
Dal punto di vista energetico i comuni ventilatori a 100 W sono inadatti in quanto consumano
troppa energia; normalmente vengono installati ventilatori con una potenza inferiore ai 40 W
(incluse regolazione e periferiche) e ventilatori a corrente continua di 24 W prodotta da un piccolo
pannello fotovoltaico.
b) Scambiatore di calore interrato
Con uno scambiatore interrato si sfrutta il fatto che, a una determinata profondità del terreno,
normalmente 60-100 cm, la temperatura della terra rimane più o meno costante per tutto l'anno.
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Questo fenomeno può essere sfruttato sia in inverno per il riscaldamento che in estate per
raffrescare gli ambienti. Gli scambiatori interrati sono in uso da molto tempo come sorgente
d'energia di pompe di calore. Essi consistono in una serie di tubi paralleli posati in trincea sotto o
all'esterno dell'edificio. Nei tubi circola un fluido, normalmente acqua, che scambia energia termica
con il terreno. In inverno, il fluido freddo, passando per lo scambiatore, aumenta la sua temperatura
e l'energia assunta è estratta dalla pompa che la trasferisce all'acqua del circuito di riscaldamento.
Questo sistema è molto pratico ed economico nel caso di impianti di riscaldamento a bassa
temperatura, come per esempio quelli con pavimento radiante. L'importante è che la pompa di
calore abbia un buon coefficiente di prestazione (COP). Tale coefficiente esprime il rapporto tra la
quantità d'energia elettrica necessaria per azionare la pompa di calore e l'energia utile prodotta. Un
COP = 4 significa che la macchina fornisce il triplo dell'energia che consuma, per esempio con 1
kWh elettrica si producono 3 kWh termiche.Lo stesso sistema è utilizzabile per raffrescare in estate
gli ambienti di una casa. In questo caso la pompa funziona all'inverso: estrae calore dall'acqua che
circola nel sistema di riscaldamento e lo smaltisce nel terreno. Non dimentichiamoci che per
riscaldare o raffrescare un edificio convenzionale occorre trasferire elevate quantità di energia; per
questo motivo l'acqua è il mezzo di trasporto più adatto.
Come costruire una casa passiva
In sintesi la casa passiva nasce da una combinazione di tecniche e scelte progettuali, anche se vi
sono delle differenze secondo le diverse zone climatiche.
Ecco una serie di caratteristiche che insieme possono essere adottate per costruire una casa passiva.
Superficie dell’involucro edilizio
La forma di un edificio influisce sulle perdite termiche. Il rapporto tra volume e superficie è
importantissimo: lo scambio termico tra interno ed esterno avviene attraverso il cosiddetto
involucro edilizio. Le dispersioni sono minori con una forma “compatta” dell’edificio. Per avere
una forma compatta non si deve rinunciare a sporgenze e rientranze: balconi e terrazze possono
essere comunque costruiti, ma all’esterno dell’involucro termico, adottando delle accortezze
tecniche che permettono di eliminare i fastidiosi ponti termici.
Orientamento della casa passiva verso sud
Una tra le maggiori esigenze di una casa è quella del riscaldamento. In una casa passiva
l’orientamento verso sud con ampie vetrate è fondamentale in quanto:
- riceve maggiori radiazioni d’inverno, che è la stagione fredda, permettendo un guadagno
energetico
- con opportuni ombreggiamenti riceve minori radiazioni d’estate, in quanto il sole è alto
all’orizzonte e i raggi colpiscono meno l’edificio.
La superficie ideale di vetrate nel lato sud dovrebbe essere circa del 40% rispetto alla superficie
complessiva della facciata. Massima attenzione va rivolta alle finestre lato ovest: in estate
contribuiscono al surriscaldamento, per questo devono avere un sistema di ombreggiatura molto
efficiente (scuri, frangisole o tendaggi).
Le superfici vetrate di un edificio rivestono un ruolo importante sulla dispersione termica dell’intero
involucro, per questo devono essere specifiche per case passive, con alte prestazioni termiche.
L’involucro edilizio
In Europa centrale l’involucro edilizio di una casa passiva deve avere superfici opache (pareti,
coperture, ecc) con una trasmittanza U minore agli 0,15 w/m²K.
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Le soluzioni più usate al fine di rispettare questo parametro sono indicativamente:
•
uno strato termoisolante di 25 cm sui muri perimetrali (nella foto a destra, un esempio di
coibentazione di 30 centimetri)
• uno strato termoisolante di 40 cm sul tetto
• finestre con trasmittanza termica U inferiore a 0,8
• l’assenza di ponti termici
Il costo superiore dovuto allo spessore della coibenza termica è ricompensato nel tempo dai
risparmi energetici dell’edificio e dai minori costi per l’impianto di riscaldamento.
La ventilazione forzata
In un edificio passivo ci deve essere un equilibrio tra ventilazione buona e risparmio energetico.
Per avere una casa di qualità, c’è bisogno di un ricambio d’aria ottimale, che abbinato al
recuperatore di calore (che può arrivare ad uno scambio sensibile del calore del 90% tra l’aria in
ingresso e in uscita) porta ad un notevole risparmio energetico.
Per una casa passiva è sufficiente un tasso di ricambio dell’aria dello 0,25 – 0,35 volumi all’ora.
Aggiungendo delle resistenze elettriche sulle bocchette dell’aria oppure con degli scambiatori
interrati geotermici che preriscaldono l’aria in ingresso si può soddisfare anche l’intero fabbisogno
termico dell’edificio.
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ESEMPI DI CASE
Es 01
Materiali corso Disegno e progettazione
Materiali corso Disegno e progettazione
Es 02
Materiali corso Disegno e progettazione
Es. 03
Materiali corso Disegno e progettazione
Bibliografia
Karl Ernst Lotz, La casa bioecologica Ed. Aam Terra Nuova 2007
Uwe Wienke Manuale di bioedilizia Ed. DEI 2008
G. Mottura- A. Pennisi La casa a basso consumo energetico (con CD), Maggioli Ed. 2009
Trasparenze Saint Gobain n. 35 dic. 1981
Pearson David, La casa ecologica Ed. T.C.I. 1990
Materiali corso Disegno e progettazione
