Sommario:
1.
Perché consumare di meno?___________________________________________ 2
2.
La sostenibilità edilizia ________________________________________________ 3
3.
Come costruire in modo sostenibile?_____________________________________ 4
3.1.
Edilizia ecologica, bioclimatica e bioarmonica ____________________________ 4
3.2.
Gli elementi cardine della sostenibilità edilizia ____________________________ 5
3.3.
L’efficienza energetica degli edifici _____________________________________ 6
4.
Riferimenti normativi _________________________________________________ 7
5.
Le condizioni climatiche_______________________________________________ 8
5.1.
L’orientamento ____________________________________________________ 8
5.2.
I fattori climatici ___________________________________________________ 10
6.
L’involucro edilizio __________________________________________________ 11
6.1.
Il bilancio termico _________________________________________________ 12
6.2.
La forma ________________________________________________________ 13
6.3.
La disposizione dei locali ___________________________________________ 14
6.4.
L’isolamento _____________________________________________________ 15
6.5.
Sistemi costruttivi _________________________________________________ 17
6.6.
I serramenti______________________________________________________ 20
7.
Il raggiungimento del risultato _________________________________________ 21
1
1.
Perché consumare di meno?
Il risparmio energetico è un concetto di cui si è cominciato a parlare nella
seconda metà del secolo scorso dopo la prima crisi del petrolio degli anni
settanta. All’epoca la maggiore preoccupazione riguardava il precoce
EDIFICIO A ENERGIA ZERO
esaurimento della risorsa fossile, nonché la dipendenza dei paesi
industrializzati dagli stati dell’OPEC.
Anche se è recente la notizia delle riduzioni di forniture di gas
combustibile da parte della Russia a causa di impreviste ondate di gelo,
oggi il problema si pone in termini diversi dal momento che, questioni
GRAFICI DEI CONSUMI E DELLE EMISSIONI
politiche a parte, l’approvvigionamento non sembra essere più un
problema. Ciò che più preoccupa sono le emissioni in atmosfera di
biossido di carbonio (CO2) che derivano dalla combustione di petrolio,
carbone e gas naturale dai quali si produce l’ottanta percento dell’energia
finale. Il CO2 immesso in atmosfera è la principale causa dell’effetto serra
che, a sua volta, è responsabile del riscaldamento globale.
Ridurre queste emissioni e, di conseguenza i consumi energetici, è un imperativo morale ed il comparto edilizio, che da solo consuma oltre il 40%
delle risorse energetiche, diventa uno dei settori in cui si nasconde un enorme potenziale di risparmio energetico.
In molti paesi del Nord Europa e dell’Europa centrale (Svezia, Germania, Austria e Svizzera), già da alcuni anni sono stati introdotti degli standard
energetici cui devono rispondere gli edifici di nuova costruzione, volti al contenimento del fabbisogno in termini di kWh/m2 per anno arrivando a
definire il limite di 15 kWh/m2 per anno come il consumo al di sotto del quale il fabbricato può essere riscaldato esclusivamente con apporti energetici
provenienti da fonti rinnovabili. Tale parametro costituisce lo standard energetico che identifica l’edificio passivo.
In Italia, dove ormai da alcuni anni si è cominciato a parlare di architettura bioclimatica, sono ancora molto pochi gli edifici corrispondenti allo standard
energetico sopra descritto, anche se un certo interesse ha cominciato a svilupparsi nelle regioni alpine. La provincia autonoma di Bolzano ha già da
2
qualche tempo istituito la certificazione CasaClima che premia gli edifici a basso consumo energetico, ma ancora nulla si è mosso nella direzione del
contenimento energetico nei climi più miti come quelli del centro e del sud Italia dove voci importanti di consumo sono legate al raffrescamento estivo.
2.
La sostenibilità edilizia
La sostenibilità edilizia è un concetto molto vasto che contempla vari aspetti che rientrano nel mondo delle costruzioni.
Innanzitutto è necessario premettere che la sostenibilità non è un concetto derivato da quello di risparmio energetico, ma lo coinvolge. Infatti, nel
mondo delle costruzioni come anche negli altri settori delle attività umane, l’utilizzo consapevole delle risorse contribuisce a garantirne la disponibilità
anche per le generazioni future.
Ovviamente, la prima delle risorse da preservare e garantire è la qualità dell’Ambiente.
Nel 1987 Gro Harlem Brundtland, Presidente della Commissione Mondiale su Ambiente e Sviluppo, presenta, su incarico delle Nazioni Unite, il
proprio rapporto e formula una efficace definizione di sviluppo sostenibile, cioè:
"lo sviluppo che è in grado di soddisfare i bisogni della generazione presente, senza compromettere la possibilità che le generazioni future riescano a
soddisfare i propri".
Ma i principi generali di tutela dell’ambiente fondano le proprie radici più di quaranta anni fa.
3
3.
Come costruire in modo sostenibile?
3.1.
Edilizia ecologica, bioclimatica e bioarmonica
Innanzitutto bisogna individuare l’oggetto, o meglio il settore della
sostenibilità edilizia della qual vogliamo parlare. In tale campo,
SOSTENIBILITA’ EDILIZIA
infatti, si possono distinguere:
EDILIZIA ECOLOGICA
1.
cerca di limitare le scelte tecnologiche potenzialmente nocive senza porsi l’obiettivo di salvare il
pianeta dalle attività antropiche, ma comunque prediligendo il recupero alla nuova edificazione e
puntando sull’utilizzo di materiali non tossici e riciclabili, oltre al contenimento dei consumi e
degli sprechi energetici
Edilizia ecologica: quella che cerca di limitare le scelte
tecnologiche potenzialmente nocive senza porsi l’obiettivo di
salvare il pianeta dalle attività antropiche, ma comunque
EDILIZIA BIOCLIMATICA
prediligendo il recupero alla nuova edificazione e puntando
prevalentemente indirizzata alle nuove edificazioni in cui le scelte relative a forma e
orientamento giocano un ruolo fondamentale nell’ottenimento delle condizioni climatiche interne
ideali e del contenimento (anche estremo) dei consumi di risorse energetiche non rinnovabili,
fino alla totale autosufficienza energetica
sull’utilizzo di materiali non tossici e riciclabili, oltre al
contenimento dei consumi e degli sprechi energetici.
EDILIZIA BIOARMONICA
2.
oltrepassa il limite del tecnologico e si entra nel campo della filosofia trascendentale.
Orientamento, forme, materiali e colori sono alcuni degli elementi in grado di condizionare lo
stato di benessere psicologico degli occupanti
Edilizia bioclimatica: è prevalentemente indirizzata alle nuove
edificazioni in cui le scelte relative a forma e orientamento
giocano
un
ruolo
fondamentale
nell’ottenimento
delle
condizioni climatiche interne ideali e del contenimento (anche
estremo) dei consumi di risorse energetiche non rinnovabili,
fino alla totale autosufficienza energetica.
3.
Edilizia bioarmonica: si oltrepassa il limite del tecnologico e si
entra nel campo della filosofia trascendentale. Orientamento, forme, materiali e colori sono alcuni degli elementi in grado di condizionare lo stato di
benessere psicologico degli occupanti.
Ovviamente il benessere degli occupanti è l’obiettivo di ogni intervento di edilizia sostenibile, ma i percorsi seguiti dalle tre branche sono
estremamente differenti, specialmente tra le prime due e l’ultima.
4
3.2.
Gli elementi cardine della sostenibilità edilizia
Per comprendere quali siano (o debbano essere) i principi di una corretta progettazione in un intervento in sintonia con l’ambiente, è necessario
analizzare gli aspetti che devono, a vario titolo, intervenire nel processo.
La sostenibilità edilizia si basa fondamentalmente su tre elementi cardine che contribuiscono in modo paritetico a realizzarne i principi:
1.
contenimento dei consumi di risorse fossili;
2.
utilizzo di materiali da costruzione che garantiscano la compatibilità ambientale di tutta la filiera di produzione e in grado di garantire nel tempo le
prestazioni energetiche;
3.
utilizzo di risorse energetiche alternative e rinnovabili.
Altri elementi intervengono nel processo di costruzione sostenibile, dando un notevole contributo al contenimento dei consumi e degli sprechi
energetici, come la domotica e l’utilizzo di apparati ad elevata efficienza, ma la realizzazione di un edificio che contenga nella sua forma e nella sua
struttura le basi del risparmio energetico è un punto di partenza fondamentale.
5
3.3.
L’efficienza energetica degli edifici
Un edificio nasce per assolvere ad una funzione e quindi, la scelta degli spazi
CERTIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI
con le loro dimensioni e collegamenti orizzontali e verticali deve stare alla
base della progettazione. Ciò non toglie che altri fondamentali parametri
LO STANDARD
ENERGETICO
RAPPRESENTA
L’OBIETTIVO DA
RAGGIUNGERE IN
FUNZIONE ANCHE DEI
TEMPI DI RITORNO
DELL’INVESTIMENTO
FATTO PER
OTTENERE LE
PRESTAZIONI
ENERGETICHE
vanno tenuti in considerazione come, appunto, il risultato energetico che si
desidera ottenere. Detto questo non si deve assolutamente dimenticare che
ogni progettista ha un obbligo enorme nei confronti della collettività, obbligo
che gli è dato dalla facoltà che ha di incidere sul territorio e dalla
consapevolezza che anche le generazioni future, in molti casi, subiranno gli
effetti del suo lavoro. Una calibrata scelta tecnico – estetica ed una buona
dose di umiltà sono quindi gli ingredienti di base per un valido risultato finale.
L’efficienza energetica è l’obiettivo da conseguire per garantire la sostenibilità
del processo edilizio e quindi è il primo parametro da tenere in considerazione
per la classificazione degli edifici che è data dal consumo energetico
specifico, cioè dal consumo energetico annuale riferito al metro quadrato di
2
superficie abitabile e riscaldata (kWh/m per anno). Esistono dei sistemi di classificazione che fanno riferimento a dei parametri standard di consumo
energetico e vengono adottati in diversi settori, non solo quello edilizio.
6
4.
Riferimenti normativi
È indispensabile fare un breve richiamo a quelli che sono i
riferimenti normativi che hanno caratterizzato il percorso del
I RIFERIMENTI NORMATIVI
contenimento dei consumi energetici in Italia, argomento del quale
L. 30 aprile 1976, n. 373 – Norme per il contenimento del consumo energetico
per usi termici negli edifici.
D.P.R. 28 giugno 1977, n. 1052 – Regolamento di esecuzione alla L. 30 aprile
1976, n. 373, relativa al consumo energetico per usi termici negli edifici.
L. 9 gennaio 1991, n.10 – Norme per l'attuazione del Piano energetico
nazionale in materia di uso razionale dell'energia, di risparmio energetico e di
sviluppo delle fonti rinnovabili di energia.
D.P.R. 26/08/1993, n.412 - Regolamento recante norme per la progettazione,
l'installazione, l'esercizio e la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai
fini del contenimento dei consumi di energia, in attuazione dell'art. 4, comma 4,
della legge 9 gennaio 1991, n. 10.
Dir. 2002/91/CE del 16 dicembre 2002 – Direttiva del Parlamento europeo e del
Consiglio sul rendimento energetico nell’edilizia.
D.Lgs. 19 agosto 2005, n.192 – Attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al
rendimento energetico nell'edilizia
si è cominciato a discutere solo dopo le prime crisi petrolifere degli
anni ’70.
• L. 30 aprile 1976, n. 373 – Norme per il contenimento del
consumo energetico per usi termici negli edifici.
• D.P.R. 28 giugno 1977, n. 1052 – Regolamento di esecuzione
alla L. 30 aprile 1976, n. 373, relativa al consumo energetico
per usi termici negli edifici.
• L. 9 gennaio 1991, n.10 – Norme per l'attuazione del Piano
energetico nazionale in materia di uso razionale dell'energia,
di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di
energia.
• D.P.R. 26/08/1993, n.412 - Regolamento recante norme per
la progettazione, l'installazione, l'esercizio e la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia, in
attuazione dell'art. 4, comma 4, della legge 9 gennaio 1991, n. 10.
• Dir. 2002/91/CE del 16 dicembre 2002 – Direttiva del Parlamento europeo e del Consiglio sul rendimento energetico nell’edilizia.
• D.Lgs. 19 agosto 2005, n.192 – Attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell'edilizia.
7
5.
Le condizioni climatiche
5.1.
L’orientamento
Oltre al rapporto di forma, altri fattori da tenere in considerazione
nella progettazione di un edificio ad alta efficienza energetica sono
I FATTORI CLIMATICI
l’orientamento, la presenza o meno di elementi ombreggianti e la
disposizione dei locali.
E’ di fondamentale importanza il ricorso alle carte
solari: nomogrammi che riportano, in funzione della
latitudine del sito di interesse, il percorso e
l’inclinazione del sole durante le diverse stagioni
nell’arco della giornata
Per quanto riguarda l’orientamento è di fondamentale importanza il
ricorso alle carte solari: nomogrammi che riportano, in funzione
della latitudine del sito di interesse, il percorso e l’inclinazione del
sole durante le diverse stagioni nell’arco della giornata.
L’esposizione è inoltre condizionata da fattori di ombreggiamento
L’orientamento condiziona la distribuzione
dei locali…
quali edifici o alberi ad alto fusto soprattutto se di fronte alle
facciate esposte a sud.
Mentre i primi costituiscono un elemento di ostruzione permanente,
Edificio passivo di Darmstadt-Kranichstein (GER)
i secondi, in alcuni casi, sono anche stati utilizzati in modo attivo
L’ORIENTAMENTO
sfruttandone l’ombreggiamento durante la stagione estiva, mentre
in
inverno,
lo
sfoltimento
della chioma
ha consentito
la
penetrazione dei raggi solari attraverso le superfici vetrate.
La presenza di superfici vetrate esposte all’irraggiamento solare permette anche la creazione di moti convettivi che, se opportunamente sfruttati,
possono coadiuvare gli impianti di ventilazione meccanica nel ricambio dell’aria riducendone i consumi.
8
I FATTORI CLIMATICI
… ed i moti convettivi che si
instaurano all’interno dell’edificio e
che coadiuvano i sistemi di
ventilazione meccanica nel
mantenimento del microclima
Edificio passivo di Darmstadt-Kranichstein (GER)
L’ORIENTAMENTO
9
5.2.
I fattori climatici
L’esposizione ai fattori climatici è un altro degli aspetti cardine
dell’edilizia sostenibile.
I FATTORI CLIMATICI
Tutte
Su interventi a grande scala territoriale ha senso tenere in considerazione tutti gli elementi che
caratterizzano il sito in quanto, data l’estensione dell’area considerata, possono essere progettate
forme, orientamenti e dimensioni in modo tale da sfruttare la fenomenologia locale
le
componenti
bioclimatiche,
infatti
contribuiscono
a
caratterizzare il risultato energetico di un intervento. Ma bisogna
fare estrema attenzione a come vengono prese in considerazione.
Se su interventi a grande scala territoriale ha senso tenere in
considerazione tutti gli elementi che caratterizzano il sito in quanto,
data l’estensione dell’area considerata, possono essere progettate
forme, orientamenti e dimensioni in modo tale da sfruttare la
fenomenologia locale, ne ha molto meno nel caso di interventi su
piccola scala dove gli effetti del clima possono essere mitigati, se
Studio dell’orientamento del quartiere Santa Giulia a Milano rispetto alle componenti bioclimatiche (© Foster and Parthners).
non stravolti, dalla situazione urbana circostante in continua
evoluzione. Gli effetti delle brezze termiche sono sufficientemente
certi per gli edifici del lungomare di una località rivierasca, ma
L’ESPOSIZIONE
molto meno o affatto per fabbricati urbani in aree interne dove si
può fare affidamento sulle brezze serali per il raffrescamento estivo
con la stesa certezza che si può avere sulla pioggia del giorno dopo quando si va a lavare l’automobile.
Troppo spesso si vedono brillanti progetti arricchiti da suggestive sezioni in cui viene illustrato come i venti prevalenti, sapientemente abbinati a
sofisticati sistemi di aperture apribili, consentano, mediante l’indicazione di accattivanti frecce di colore blu o rosso sfumato, di generare ristoratori
moti convettive nelle afose sere d’estate dei climi cisalpini.
10
6.
L’involucro edilizio
L’involucro di un edificio è la superficie attraverso la quale si
realizzano gli scambi termici tra interno ed esterno. Esso si
L’INVOLUCRO EDILIZIO
compone di forma, orientamento e materiali. Tutti questi elementi
interagiscono tra di loro a realizzare il risultato energetico del
L’involucro di un edificio è la superficie
attraverso la quale si realizzano gli
scambi termici tra interno ed esterno.
Esso si compone di forma, orientamento
e materiali. Tutti questi elementi
interagiscono tra di loro a realizzare il
risultato energetico del fabbricato
fabbricato.
La funzione principale, dal punto di vista termico, dell’involucro
edilizio è quella di ridurre gli scambi tra interno ed esterno in
inverno, quando deve evitare le perdite di calore ed in estate
quando deve ridurre il surriscaldamento dell’aria ambiente.
Nella progettazione è fondamentale stabilire quali siano gli scambi
Quartiere BedZED presso Londra
termici tra interno ed esterno. Tanto maggiore è l’efficacia
dell’isolamento termico tanto più contenuti saranno gli scambi tra
interno ed esterno e di conseguenza gli apporti di energia
GLI ELEMENTI CHE CARATTERIZZANO L’INVOLUCRO
11
necessari al mantenimento del microclima ideale.
6.1.
Il bilancio termico
I principi del contenimento energetico non nascono nell’Europa
meridionale, ma in quella centrale e settentrionale dove il problema
L’INVOLUCRO EDILIZIO
maggiore è quella di contenere le perdite i calore durante la
La funzione principale, dal punto di vista termico, dell’involucro edilizio è quella di ridurre gli scambi
tra interno ed esterno in inverno, quando deve evitare le perdite di calore ed in estate quando deve
ridurre il surriscaldamento dell’aria ambiente.
Nella progettazione è fondamentale stabilire quali siano gli scambi termici tra interno ed esterno.
Tanto maggiore è l’efficacia dell’isolamento termico tanto più contenuti saranno gli scambi tra interno
ed esterno
stagione fredda, mentre alle nostre latitudini è altrettanto
importante
ridurre
gli
effetti
del
surriscaldamento
e
dell’irraggiamento estivo.
Il tentativo di trasporre tout court nel nostro paese i criteri
architettonici che nel nord Europa hanno portato a brillanti risultati
rischia di portare a grosse delusioni.
Ciononostante, anche se i benefici che le grandi superfici vetrate
rivolte verso sud non sono equiparabili nei due climi, i principi del
contenimento della trasmissione del calore valgono in entrambi i
casi.
FUNZIONI DELL’INVOLUCRO
12
La forma
6.2.
La forma di un edificio, purtroppo, non può quasi mai essere
condizionata
L’INVOLUCRO EDILIZIO
esclusivamente
da
scelte
di
tipo
tecnico
e
compositivo, ma fattori quali la forma del lotto, i regolamenti edilizi
e l’orografia del terreno condizionano le scelte del progettista.
In un edificio, ciò che si riscalda è un volume, lo scambio
termico tra interno ed esterno avviene, invece, attraverso
la sua superficie. Il parametro di riferimento in tale senso
è quindi il rapporto S/V tra la superficie di scambio
termico ed il volume
Esistono comunque alcuni criteri di base che vanno tenuti in
considerazione nella scelta dell’involucro.
S/V
form a
c om patta
form a
dis pers a
form a
s c hierata
form a
c om patta
form a
dis pers a
form a
s c hierata
form a
c om patta
form a
dis pers a
form a
s c hierata
form a
c om patta
form a
dis pers a
form a
s c hierata
form a
c om patta
form a
dis pers a
form a
s c hierata
1,20
1,40
1,20
0,85
1,00
0,75
0,60
0,80 0,60
0,53
0,50
0,43
0,40
0,38
0,60
0,35
0,30
0,28
0,25
0,20
0,40
0,20
0,00
1
8
5
1
1
8
8
1
1
8
1
10
1
8
12
1
1
8
1
15
In un edificio, ciò che si riscalda è un volume, lo scambio termico
tra interno ed esterno avviene, invece, attraverso la sua superficie.
S/V
È evidente come, a parità di volume
complssivo, una forma aggregata abbia
un rapporto S/V più favorevole di una
dispersa. In ogni caso, per un edificio
che si avvicini ai criteri energetici
dell’edificio passivo tale valore dovrebbe
essere inferiore a 0,6
Il parametro di riferimento in tale senso è quindi il rapporto S/V tra
la superficie di scambio termico ed il volume.
È evidente come una forma aggregata abbia un rapporto S/V più
favorevole di una dispersa. In ogni caso, per un edificio che si
avvicini ai criteri energetici dell’edificio passivo tale valore
IL RAPPORTO DI FORMA
dovrebbe essere inferiore a 0,6.
Schematizzando
i
volumi
come
parallelepipedi
risulta
immediatamente evidente come passando dalla forma compatta del cubo a quella allungata del grattacielo fino a quella dispersa delle casette singole
il valore di S/V si impenna.
È ovvio che tale considerazione e non tiene conto degli effetti dell’irraggiamento e dell’esposizione, effetti che possono portare ad un significativo
cambiamento della compattezza effettiva.
Risulta comunque evidente come il contributo di forma sia più significativo per un edificio compatto o a torre, ma di grandi dimensioni, che per una
villetta unifamiliare.
13
6.3.
La disposizione dei locali
Meno scontato di quanto può sembrare è la distribuzione dei locali
perché se è abbastanza evidente che quelli da mantenere a
L’INVOLUCRO EDILIZIO
temperatura più elevata debbano essere esposti a sud, lo è meno
Particolare attenzione va posta, negli edifici residenziali, alla posizione del vano scale che va contenuto
completamente all’interno dell’involucro coibentato oppure completamente all’esterno di questo
quali siano questi locali in quanto ciò dipende dalle abitudini e dai
costumi, oltre che dalla funzione dell’edificio.
L’orientamento infatti condiziona anche i moti convettivi che si
instaurano all’interno dell’edificio e che coadiuvano i sistemi di
ventilazione meccanica nel mantenimento del microclima.
Sotto questo aspetto, va tenuto presente che il raggiungimento, ma
soprattutto il mantenimento, di un elevato standard energetico
(15kWh/m2 anno) condiziona non solo le scelte progettuali, ma
anche i comportamenti e le abitudine degli occupanti di un edificio.
Soprattutto nel settore residenziale è necessaria una forte
L’ISOLAMENTO
motivazione per riuscire ad abbandonare alcune piccole abitudini
come aprire le finestre per cambiare l’aria dei locali (ricambio
garantito da un impianto di ventilazione meccanica) o a rinunciare ad alcuni elementi tradizionali come i fornelli a gas in cucina che, per compatibilità
alle norme di sicurezza vigenti nel nostro paese devono essere sempre accompagnati da aperture di ventilazione mai inferiori a 100cm2.
Particolari attenzioni vanno poste alla collocazione dei locali di servizio che hanno funzione di cuscinetto termico. Specialmente i vani scale negli
edifici residenziali. Questi vanno completamente inclusi all’interno dell’involucro termico o totalmente all’esterno e nel caso che comunichino con
scantinati è opportuno l’utilizzo di serramenti coibentati.
14
6.4.
L’isolamento
L’isolamento dell’edificio è forse l’elemento più importante per la
classificazione energetica di un edificio. Esso si realizza mediante
L’INVOLUCRO EDILIZIO
l’utilizzo di materiali ad elevato potere isolante (bassa trasmittanza
Secondo principio della
termodinamica: l’energia
termodinamica passa
spontaneamente dal corpo più
caldo a quello più freddo fino a
che i due corpi raggiungono la
stessa temperatura, cioè
“l’equilibrio termico”
globale).
Per il secondo principio della termodinamica l’energia termica
passa spontaneamente dal corpo più caldo a quello più freddo fino
a che i due corpi raggiungono la stessa temperatura, cioè
“l’equilibrio termico”.
I tre meccanismi di trasmissione del calore sono:
I tre meccanismi di trasmissione del calore sono:
• trasmissione per conduzione;
• trasmissione per convenzione;
• trasmissione per conduzione;
• trasmissione per irraggiamento.
• trasmissione per convenzione;
• trasmissione per irraggiamento.
TRASMISSIONE DEL CALORE
Molto spesso il calore viene trasmesso attraverso un’azione
combinata di tutte le modalità elementari prima elencate. Un
esempio significativo dall’edilizia: il calore dell’aria di un locale d’abitazione viene dapprima ceduto per convezione e irraggiamento alla superficie
delle pareti, poi per conduzione ai vari strati della parete, successivamente per convezione ed irraggiamento all’aria contenuta nei vacui interni alla
muratura, e infine per convezione e irraggiamento all’aria esterna.
15
Un comodo modello, a parametri concentrati, per la trasmissione
del calore attraverso la parete multistrato in figura, è dato dallo
L’INVOLUCRO EDILIZIO
schema di resistenza termica in serie.
il calore viene trasmesso
attraverso un’azione combinata
di tutte le modalità elementari
prima elencate
Un comodo modello, a parametri
concentrati, per la trasmissione del calore
attraverso la parete multistrato in figura, è
dato dallo schema di resistenza termica
in serie.
per ridurre le perdite
(trasmissione del calore tra
interno ed esterno)
dobbiamo aumentare le
resistenze.
LE PARETI
16
6.5.
Sistemi costruttivi
Il processo di progettazione, costruzione e gestione di un edificio
realizzato con tecniche di edilizia sostenibile si complica
L’INVOLUCRO EDILIZIO
leggermente rispetto a quello di un edificio tradizionale, soprattutto
nel momento della scelta dei sistemi e dei materiali appropriati.
In effetti si tratta sempre di gestire una scelta volta a bilanciare gli
effetti positivi che si possono ottenere con quelli negativi che si
devono limitare.
Tra le prime scelte che il gruppo di progettazione si trova ad
affrontare, vi è quella relativa alla sistema costruttivo: leggero a
secco tipo Struttra/Rivestimento (S/R) o massivo in muratura?
INVOLUCRO LEGGERO ASSEMBLATO A SECCO:
+ ASSEMBLABILITA’
+ ISPEZIONABILITA’
+ MANUTENIBILITA’
- TEMPI DI ESECUZIONE
- UMIDITA’
Entrambe le tecniche offrono vantaggi e svantaggi e la scelta deve
trovare
le
sue
giustificazioni
nelle
condizioni
ambientali,
economiche, prestazionali e anche, perché no, sociali.
LEGGERO O PESANTE
L’impiego di tecnologie a secco richiede un maggior impegno
progettuale, un ricorso più sostanzioso alla prefabbricazione (o
preassemblaggio) ed un conseguente trasferimento dei costi a fasi più anticipate del percorso di realizzazione dell’opera. D’altra parte consente una
assoluta precisione nell’esecuzione, tempi più rapidi di realizzazione, una risposta prestazionale estremamente vicina a quella di progetto, facilità
nella realizzazione di cablaggi e passaggi per tubazioni e impianti.
17
Le strutture a ossatura tradizionale in muratura, grazie alle
tecnologie che i produttori di laterizi e blocchi applicano nelle loro
L’INVOLUCRO EDILIZIO
più recenti produzioni, possono raggiungere buone prestazioni in
termini di contenimento energetico e di compatibilità ambientale di
tutta la filiera di produzione, pur mantenendo una modalità
realizzativa più aderente alle tecniche tradizionali senza necessità
di ricorrere a specializzazioni spinte in cantiere. La massa elevata,
inoltre, ha una dote fondamentale che è quella dell’inerzia termica,
la capacità cioè di accumulare calore ritardandone la propagazione
e restituendolo successivamente per irraggiamento riducendo il
INVOLUCRO PESANTE IN MURATURA O C.A.:
+ INERZIA TERMICA
+ ABBATTIMENTO ONDE SONORE
+ TRADIZIONE COSTRUTTIVA
fabbisogno termico del fabbricato. La massa elevata rappresenta,
inoltre, un elemento chiave per l’abbattimento delle onde sonore.
D’altro canto comportano la presenza di una maggior quantità di
acqua all’interno della struttura che, se non attentamente
LEGGERO O PESANTE
controllata, può dare spazio alla formazione di muffe; i tempi di
realizzazione e di presa sono influenzati dalle condizioni climatiche
e dal momento che quelle maestranze che potrebbero fare ricorso all’esperienza nel costruire non sempre sono reperibili, le stesse prestazioni
termiche possono essere significativamente condizionate dalle modalità di esecuzione.
18
In ogni caso la capacità di opporsi alle fluttuazioni termiche deve
essere garantita in ogni parte della costruzione. L’involucro termico
L’INVOLUCRO EDILIZIO
deve essere ininterrotto e quindi, nella sezione dell’edificio, deve
essere possibile tracciarne il limite con un’unica linea che
comprende pareti, solai e serramenti. Tale limite sarà quello
L’involucro termico deve
essere ininterrotto e quindi,
nella sezione dell’edificio,
deve essere possibile
tracciarne il limite con
un’unica linea che
comprende pareti, solai e
serramenti. Tale limite sarà
quello rilevante per il
bilancio termico.
rilevante per il bilancio termico.
Nel caso di un edificio passivo (per esempio) l’involucro deve
ridurre gli scambi termici in misura tale che il fabbisogno
energetico
per
il
riscaldamento
invernale
non
superi
i
15kWh/m2·anno. Per ottenere tale risultato l’isolamento termico
deve essere estremamente efficace ed impedire il formarsi di ponti
termici e le dispersioni per infiltrazione. Per essere in grado di
fornire il giusto clima con un impianto di riscaldamento a basso
consumo energetico è essenziale rispettare alcuni criteri minimi
L’ISOLAMENTO
sulla qualità dell’isolamento.
Rivestimento
Criterio
Superisolamento
Specifica
U ca. 0.1 W/(m²K)
Giunzioni tra elementi costruttivi
Criterio
Assenza di ponti termici
Specifica
Ψ (trasmittanza termica lineare, dimensioni esterne) inferiore a 0.01 W/(mK)
Tenuta all’aria
Criterio
Involucro a tenuta all’aria
Specifica
n50 inferiore a 0.6 ricambi per ora
19
I serramenti
6.6.
Un capitolo a sé è meritano i serramenti. Sono questi elementi,
infatti che garantiscono l’illuminazione naturale, fondamentale per il
L’INVOLUCRO EDILIZIO
contenimento dei consumi energetici, e la tenuta all’aria. Sono
CARATTERISTICHE DEI NUOVI SERRAMENTI AD ELEVATE PRESTAZIONI
tradizionalmente il “tallone d’Achille” dell’involucro edilizio in termini
di prestazioni termiche in quanto i valori di trasmittanza globale di
L’ottenimento di elevati standard energetici si ottiene attraverso
l’applicazione di criteri minimi in termini di requisiti e specifiche
prestazionali degli elementi
un serramento a taglio termico U sono decisamente superiori
rispetto a quelli delle superfici opache anche in termini di requisiti
Superfici vetrate
Criterio
Tripli vetri basso emissivi
Specifica
U < 0.75 W/(m²K), fattore
solare 50%
normativi.
Se infatti teniamo in considerazione il D.Lgs. 19 agosto 2005,
n.192 , questi prevede che per la zona climatica E (Udine) il
Telai dei serramenti
Criterio
Telai superisolati
Specifica
U < 0.8 W/(m²K)
coefficiente di trasmittanza globale per le chiusure trasparenti sia
inferiore a 2,8 W/m2K lo stesso parametro limite scende a 0,46
W/m2K per le strutture verticali opache.
L’industria dei serramenti ha fatto enormi progressi in questa
I SERRAMENTI
direzione e facendo ricorso a serramenti con vetro termico a bassa
emissività a tripla lastra con intercapedine riempita in gas speciali
(argon, krypton, xenon) si ottengono serramenti con valori di trasmittanza U = 0,8 W/m2K.
Il costo di serramenti dalle prestazioni termiche così elevate si aggira attorno al 150% di quello di una normale finestra a doppio vetro termico. Si
tratta, quindi, di trovare soluzioni soddisfacenti non solo dal punto di vista funzionale, ma anche da quello economico.
20
7.
Il raggiungimento del risultato
Un edifico a basso consumo è un oggetto tecnologicamente
evoluto e come tutti gli oggetti con tali caratteristiche ha dei costi
COME SI RAGGIUNGE IL RISULTATO
più elevati rispetto a quelli ordinari. Tale extracosto è dovuto,
PROGETTAZIONE INTEGRATA MULTIDISCIPLINARE
MAESTRANZE QUALIFICATE
fondamentalmente,
al
maggiore
impegno
progettuale,
alla
maggiore qualità delle componenti impiegate ed alla superiore
specializzazione delle professionalità che entrano a far parte del
processo realizzativo dell’opera.
IMPRESE CERTIFICATE
Questo maggiore impegno economico iniziale è però compensato
da una maggiore economicità di gestione del fabbricato e di un più
elevato valore intrinseco. Mediamente, il punto di rientro
dell’investimento si ha dopo un periodo di 8 ÷ 10 anni.
Per ottenere un risultato gratificante sia dal punto di vista
CONTROLLO IN CANTIERE
funzionale che economico nella realizzazione di un edificio ad
elevate prestazioni energetiche è necessario selezionare con
GLI ELEMENTI CHE COMPONGONO IL PROCESSO
particolare attenzione tutte le componenti che normalmente
entrano a fare parte del processo edilizio.
Il primo passo consiste nella scelta del gruppo di progettazione. È assolutamente necessario che sia interdisciplinare, che contenga, cioè al suo
interno tutte le competenze necessarie ad affrontare un tema che presenta tante diverse particolarità. Il consulente dovrà anche orientare il Cliente
verso l’obiettivo da conseguire in funzione alle sue effettive necessità e possibilità economiche mediante la predisposizione di piani economicofinanziari attendibili.
Successivamente è necessario rivolgersi a ditte di costruzioni che siano in grado di garantire la qualità dei materiali che forniranno in cantiere.
Tale fase dovrà essere supportata da una costante azione di controllo, verifica e accettazione da parte della direzione lavori.
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