CASA PASSIVA
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/m² anno) .
L’energia a cui ci si riferisce qui è principalmente quella consumata per il riscaldamento invernale.
Si possono distinguere varie classi di standard energetici:
- edifici convenzionali non ancora adeguati alle normative sul risparmio energetico,
- edifici convenzionali che corrispondono a tali normative,
- edifici a basso consumo energetico,
- edifici passivi,
- edifici a consumo energetico zero.
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/(m² a).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.
Consumi energetici di 3 diversi edifici confrontabili per superficie abitabile: un edificio tradizionale, uno a basso consumo energetico ed infine un edificio passivo.
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.
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
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:
1. Il lato sud riceve il massimo della radiazione in inverno, quando è più richiesta,
2. 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,» 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.
Le 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, privilegiando la superficie vetrata. Le strutture delle finestre per le case passive necessitano di eccezionale isolamento termico. Sezioni di finestra in PVC e legno di sezione maggiorata sono i più adatti agli edifici passivi.
Le vetrate
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.
