Gargari1 - CasaClima

Ricerca
Caterina Gargari
Soluzioni in laterizio
in area mediterranea
Il modello di casa passiva, sviluppato e consolidato nell'applicazione diffusa nel nord Europa,
costituisce la base di partenza per programmi di ricerca europei volti a definire modelli progettuali
standardizzabili per la progettazione di case a basso consumo in clima mediterraneo.
Le simulazioni con modelli dinamici consentono di monitorare il contributo delle strategie
proposte nell'applicazione al contesto italiano
È
schiacciante l’evidenza, documentata dalle più recenti ricerche, sulle conseguenze della emissione di gas ad effetto serra
sul cambiamento climatico. E gli istituti meteorologici continuano ad elaborare dati che prevedono un andamento delle temperature globali in constante crescita fino alla fine del secolo.
La domanda mondiale di energia aumenta a fronte di prezzi elevati
e instabili. Nel 2010 le emissioni di gas ad effetto serra dell’UE supereranno del 2% il livello del 1990 e nel 2030 del 5%(1). Nel 2030
la dipendenza dell’Unione Europea dalle importazioni di energia,
che oggi è del 50%, salirà al 65%. In questo quadro, sembra ragionevole dedurre che, di fronte alla minaccia concreta di un deterioramento inarrestabile delle risorse energetiche, l’Unione Europea e
il resto del mondo non abbiano saputo reagire con sufficiente rapidità per incrementare l’uso di tecnologie energetiche a bassa emissione di carbonio e migliorare l’efficienza energetica di prodotti e
servizi.Con una probabilità che oggi è divenuta certezza,il risultato,
espresso in termini edilizi di questo cambiamento, è stato la progettazione di edifici sempre più dipendenti da impianti meccanici di
condizionamento per il controllo della qualità dell’ambiente indoor.
In risposta a queste istanze, ed in linea, anche se in ritardo, con gli
obiettivi del Protocollo di Kyoto, la Commissione Europea ha approvato nel dicembre 2006 un Action Plan(2) che propone un
obiettivo strategico per la politica energetica e delinea, sulla base
dell’importanza del settore delle costruzioni nel bilancio energetico
europeo (40% dei consumi totali )(3), gli obiettivi per l’espansione
della portata della Direttiva sulle Prestazioni Energetiche degli Edifici [EPBD] al 2009 e l’inserimento di target minimi per le nuove
costruzioni (e per gli edifici esistenti con superficie utile superiore
a 1000 m2), con l’obiettivo di raggiungere, a partire dal 2015(4), il
livello della casa passiva.
54
L’uso del termine casa passiva è,nella letteratura di settore,abbastanza
ambiguo e tale da richiedere una definizione esatta che ne chiarisca
l’interpretazione:si definisce casa passiva (ai sensi dell’Action Plan) una
casa priva dei tradizionali sistemi di riscaldamento e di ogni impianto
di condizionamento di tipo attivo;concetto,questo,associato ad una
serie di requisiti prestazionali, quali alti livelli di isolamento e adozioni di particolari tecnologie (sistemi di ventilazione meccanica
combinati ad impianti per il recupero del calore) che definiscono, di
fatto, uno standard costruttivo.
In realtà,per sistema passivo si dovrebbe intendere un sistema che fornisce un determinato servizio utilizzando solo i flussi di energia rinnovabile, senza impiegare macchinari ausiliari (ad esempio, ventilatori o pompe), in una espressione che non proponga a priori alcuna
indicazione precisa in merito al tipo di tecnologie utilizzate.
In questa visione,al contrario,il termine casa passiva non corrisponde
ad una procedura generale di progettazione,quanto piuttosto ad uno
standard costruttivo specifico, ossia il modello Passivhaus, definito da
Feist nel 1995, che identifica precisamente i requisiti di energia e di
qualità e fornisce un insieme di soluzioni codificate con i quali essi
possono essere raggiunti, sulla base di tre cardini progettuali:
• un limite alla domanda totale di energia primaria [15 kw/m2
anno];
• un requisito di comfort termico;
• un insieme di tecnologie passive preferenziali.
Ma se il modello della Passivhaus è stato sviluppato negli ultimi 15
anni a partire dalle istanze connesse al clima relativamente freddo
dell’Europa Centrale, come è possibile, all’interno di un documento
con validità extranazionale, richiamare uno standard di questo tipo
e determinarne l’applicabilità in ognuna delle fasce climatiche che
caratterizzano il contesto europeo? L’architettura vernacolare delle
CIL 125
13%
2%
5%
1. Domanda di raffrescamento nei Paesi EU ( fonte: EECCAC).
8%
11%
25%
Portogallo
Francia
Grecia
Spagna
Gran Bretagna
Italia
Germania
altri
12%
24%
Italia
Grecia
Spagna
Francia
Portogallo
Germania
Gran Bretagna
Austria
Cecoslovacchia
0
500
1000
1500
2000
2500
h
2. Numero di ore di funzionamento degli impianti di aria condizionata nel settore residenziale in Europa (fonte: Altener Project 41030/Z/01-118/2001).
aree del bacino mediterraneo risponde ad una esigenza che non è
tanto quella della protezione dal freddo, quanto piuttosto quella
della protezione dal surriscaldamento estivo. Come ridefinire allora
il modello della Passivhaus per renderlo più pertinente al clima
caldo del bacino mediterraneo? Recuperando, ovviamente, le
istanze originali della progettazione passiva che ricercano una interpretazione tecnologica delle indicazioni strategiche per il controllo e la riduzione dei consumi di energia e che trovano, nei requisiti di inerzia termica, ventilazione naturale e schermatura solare, nuovi cardini progettuali (figg. 1 e 2).
La Direttiva Europea sulle Prestazioni Energetiche degli
Edifici [EPBD] Questo sforzo normativo ed economico assume una
rilevanza tanto maggiore se si considera che la riduzione complessiva
delle emissioni di CO2 del comparto edilizio, derivato dall’applicazione totale(5) della Direttiva in tutti i Paesi membri,raggiungerebbe,
nelle sole zone calde (Grecia, Italia, Portogallo, Spagna), il valore di
12 Mt/a per un totale a livello europeo di 82 Mt/a(6).
Questo potenziale potrebbe essere esteso a 15 Mt/a (69 Mt/a) se la
Direttiva fosse applicata anche alla riqualificazione degli edifici residenziali multipiano e degli edifici non residenziali (con superficie
superiore a 200 m2) e addirittura crescere fino a 65 Mt/a (398 Mt/a)
nel caso fossero interessati da processi di riqualificazione energetica
tutti gli edifici europei. Nello specifico, in Italia, per riportare le
emissioni di CO2 ai livelli del 2005 entro il 2020 sarebbe necessaria
una massiccia diffusione di abitazioni conformi allo standard Passivhaus:in particolare,entro il 2020,tutte le nuove unità abitative dovrebbero essere costruite secondo questo modello ed ogni anno il
2% del parco esistente (circa 400.000 abitazioni) dovrebbe venire ristrutturato in linea con tali requisiti(7).
55
Ma, mentre nei Paesi del Sud Europa la richiesta di raffrescamento
incide ogni anno più pesantemente sul consumo complessivo di
energia degli edifici, la nuova sfida teorica e progettuale, essendo fissati dalla normativa nazionale i soli limiti per il fabbisogno di energia primaria per il riscaldamento, è in realtà quella di precisare regole e formule di calcolo per la progettazione di spazi in grado di
assicurare un comfort estivo sostenibile, rispettoso, cioè, tanto delle
istanze legate alla qualità dell’abitare, quanto delle esigenze a scala
globale di riduzione dei consumi e delle emissioni.
Il comfort estivo sostenibile può essere definito, quindi, come il raggiungimento di adeguati livelli di temperatura e umidità relativa interne in assenza totale o parziale di tecnologie convenzionali energivore (fossili e nucleari) e attraverso l’impiego di materiali non ambientalmente nocivi(8).
La progettazione del comfort estivo L’edificio, nel suo inseme, costituisce l’elemento basilare nella determinazione della richiesta di raffrescamento estivo, dal momento che la sua collocazione nello spazio, unitamente alla forma e alla tecnologia dell’involucro,esercitano una grande influenza sui carichi termici che agiscono sulle condizioni di comfort. Così come per la progettazione
di impianti meccanici di condizionamento, anche la progettazione
dell’edificio e del suo involucro deve rispondere ai principi e alle
leggi della trasmissione del calore. Le proprietà dei materiali e dei
componenti edilizi sono fondamentali nel determinare i coefficienti di trasmissione da impiegare in qualsiasi calcolo termodinamico. Ma due sono le proprietà che più delle altre incidono nella
determinazione della performance dell’involucro e nella riduzione
dei costi operativi di gestione dell’edificio: l’isolamento termico e
la capacità termica.
RICERCA
I materiali isolanti, valutati sulla base del valore della propria conducibilità termica, possiedono la capacità di ridurre il passaggio del
flusso di calore che si genera naturalmente tra le due facce caratterizzate da una differenza di temperatura.
Se buone proprietà di isolamento termico sono ampiamente riconosciute come essenziali per assicurare il comfort interno nei mesi
invernali, il dibattito scientifico internazionale sta ancora investigando, cercando di quantificarne gli effetti, sulle risposte che l’utilizzo di materiali isolanti può fornire all’istanza di riduzione del carico termico interno.
Se da un lato studi recenti indicano nell’ordine del 20-40% la percentuale di riduzione della richiesta di raffrescamento, la metodologia di applicazione degli elementi isolanti,ai fini della protezione dal
caldo, invece che dal freddo, non è ancora sufficientemente documentata da diventare ampiamente condivisa.
Si definisce, invece, capacità termica la proprietà che alcuni materiali
hanno di assorbire e trattenere il calore nel tempo; questa si misura
in relazione al numero di ore che descrivono il ritardo temporale tra
l’ingresso del flusso di calore incidente sulla faccia esposta (esterna)
e il suo rilascio sulla faccia opposta (interna). Perché sia efficace, la
massa deve essere in grado di assicurare un ritardo nel passaggio dell’onda termica tale che il calore venga rilasciato nell’ambiente interno durante le ore più fresche della giornata.
Il ritardo dell’onda termica, dovuto alla capacità termica, è noto con
il termine di sfasamento, mentre la riduzione della temperatura sulla
superficie interna,rispetto alla temperatura superficiale esterna,è descritta dal fattore di attenuazione.
Una soluzione di involucro caratterizzata da un fattore di attenuazione 0,5 soggetta ad una variazione diurna della temperatura
esterna di 20 °C, trasferirà sulla faccia interna una oscillazione di
soli 10 °C.
Affinché sia efficace, la massa termica deve essere esposta verso lo
spazio interno(9), in modo che possa servire da accumulatore di
freddo nelle ore in cui la richiesta di raffrescamento è minima:
freddo che viene poi rilasciato agli ambienti nel momento in cui
la richiesta sale e la disponibilità di una sorgente fredda è assente
o limitata.
L’impiego della massa termica, quale strumento di raffrescamento,
è ottimizzato, in combinazione con strategie di tipo convettivo, in
quelle regioni in cui, durate la stagione calda, l’escursione termica
giornaliera è particolarmente ampia (almeno 15 °C) e dove le temperature minime estive notturne scendono al di sotto dei 20 °C.
Nel caso di edifici massivi ben isolati e schermati, in caso di assenza
di ventilazione, lo smorzamento della temperatura massima interna
può raggiungere anche il 35-45% dell’escursione della temperatura
esterna (variabile in relazione alla resistenza termica,alla capacità termica e al livello di schermatura solare).
Analogamente, la temperatura minima interna sarà superiore della
medesima percentuale rispetto alla temperatura minima esterna.
In linea di massima, il valore medio della oscillazione della temperatura giornaliera interna in edifici massivi (espressa in °C) si aggira
intorno al 10-20% dell’escursione di temperatura esterna(10).
56
Le modifiche al modello passivhaus Sulla base di queste riflessioni, e dato il crescente successo di mercato riscosso dal modello
passivhaus, la Comunità Europea, attraverso il programma SAVE, ha
finanziato il progetto Passive-On(11) con l’obiettivo di promuovere
quegli elementi dello standard utili per la progettazione di case a
basso impatto energetico anche nell’Europa mediterranea. Il progetto ha dimostrato, da un lato, che le soluzioni tecniche previste
dallo standard passivhaus possono costituire, in certe regioni, un
punto di partenza efficace anche per il raffrescamento estivo; dall’altro lato, che alcuni requisiti espliciti dello standard stesso, quale ad
esempio il requisito del limite massimo della permeabilità all’aria
dell’involucro edilizio (n50 ≤ 0,6 h-1), possono essere resi meno vincolanti nei climi mediterranei nei quali è possibile costruire case a
basso consumo energetico senza ricorrere a sistemi attivi per la ventilazione e con prestazioni dell’involucro edilizio meno stringenti.
Il progetto Passive-On ha quindi introdotto una serie di modifiche
per rendere lo standard coerente con il contesto mediterraneo, prevedendo quindi:
• un limite esplicito del fabbisogno energetico per il raffrescamento
estivo (15 kWh/m2/anno);
• requisiti minimi per le condizioni di comfort interne estive derivati dalla norma EN 15251 del 2007;
• una riduzione del valore limite della tenuta all’aria dell’involucro
edilizio (n50 ≤ 1,0 h-1) che rende di fatto non obbligatoria l’installazione di impianti di ventilazione forzata.
Soluzioni e strategie a confronto in clima mediterraneo
Nell’ambito della ricerca “LCA Laterizi: valutazione ambientale del ciclo di vita di materiali e sistemi”(12) prodotti e sistemi in laterizio(13),
sulla base delle indicazioni fornite dai risultati del progetto PassiveOn, e ai fini di verificare l’affidabilità dei dati di bibliografia per la
progettazione di edifici massivi in laterizio in clima mediterraneo
(con particolare riferimento al contesto nazionale), è stata condotta
una simulazione integrata volta a valutare l’efficacia di soluzioni tecniche in laterizio,per ognuna delle tre zone climatiche principali italiane (zona B,Trapani; zona D, Firenze; zona E,Torino), di un modello edilizio conforme agli obiettivi di comfort e risparmio energetico, con particolare riferimento a:
• rispetto dei limiti normativi imposti dal D. Lgs. 311/2006 per il
comfort invernale;
• rispetto dei valori minimi per il comfort estivo, così come definiti
dalla norma EN 5251 nella zona climatica più calda B (26 °C);
• ricorso,nella zona climatica più calda,al contributo,apportato dalla
ventilazione naturale e dalla schermatura dei fronti esposti, al mantenimento del comfort interno e alla riduzione del carico termico.
Il modello edilizio scelto per la simulazione energetica e ambientale(14) deriva da quello proposto, all’interno del tavolo di lavoro del
CEN/TC350 WG3(15), per la definizione dello scenario di valutazione LCA di prodotti edilizi ai fini di una dichiarazione ambientale di tipo III (EPD), ed è descritto alla fig. 3.
L’edificio, del tipo unifamiliare, distribuito su due livelli con piano
interrato non riscaldato e copertura a falda unica, ha una superficie
CIL 125
1
Caratteristiche termiche delle soluzioni tecniche adottate in relazione alla zona climatica di riferimento (per una descrizione delle soluzioni tecniche
si veda Torricelli, Palumbo, CiL n. 125).
Zona climatica
ore di riscaldamento
GG
Pareti verticali esterne
limite U D. Lgs. 311 al 1/1/2010
trasmittanza pareti
muratura faccia a vista
isolamento
muratura portante
intonaco di calce e cemento
spessore totale cm
massa frontale kg/m2
sfasamento Φ
fattore di attenuazione fa
Copertura
limite U D. Lgs. 311 al 1/1/2010
trasmittanza copertura
copertura discontinua in coppi/tegole
camera ventilata
guaina impermeabile traspirante
pannello isolante
soletta in c.a.
solaio in laterocemento
intonaco interno
spessore totale cm
massa frontale kg/m2
sfasamento Φ
fattore di attenuazione fa
Torino
zona E
Firenze
zona D
Trapani
zona B
il limite massimo consentito
è di 14 ore giornaliere
dal 15 ottobre al 15 aprile
il limite massimo consentito
è di 12 ore giornaliere
dal 1 novembre al 15 aprile
il limite massimo consentito
è di 8 ore giornaliere
dal 1 dicembre al 31 marzo
2617
1821
810
A
0,34 W/m2K
U = 0,2109 W/m2K
B
0,36 W/m2K
U = 0,3256 W/m2K
C
0,48 W/m2K
U = 0,5767 W/m2K
80+60 mm isolante
80 mm isolante
30 mm isolante
57,5
438,2
14h 58’
0,0811
51,1
436,4
14h11’
0,0906
46,5
434,9
13h27’
0,1128
A
0,30 W/m2K
U = 0,1955 W/m2K
B
0,32 W/m2K
U = 0,2824 W/m2K
C
0,38 W/m2K
U = 0,4842 W/m2K
80+80 mm isolante
80+20 mm isolante
50 mm isolante
49,9
337,85
11h5’
0,0948
43,9
336,05
10h19’
0,1015
38,9
34,55
9h50’
0,1145
Il valore di trasmittanza è stato incrementato del 30% nel rispetto di quanto previsto all’ All. I art.1 c) del D. Lgs. 311/06 nel caso di verifica totale.
Elementi trasparenti
limite U D. Lgs. 311 al 1/1/2010
valore limite degli infissi
valore limite dei vetri
trasmittanza infissi
A
B
C
2,2
1,7
U = 1,50 W/m2K
2,4
1,9
U = 2,00 W/m2K
3
2,7
U = 3,00 W/m2K
A Torino sono installati vetri doppi basso emissivi con argon e impianto VMC; a Firenze vetri doppi basso emissivi con aria e impianto VMC; a Trapani vetri doppi e ventilazione naturale.
Solaio contro terra
limite U D. Lgs. 311 al 1/1/2010
trasmittanza solaio c. t.
piastrelle di ceramica
cls di argilla espansa
soletta in cls armato
pannello isolante
riempimento in ghiaia grossa
spessore totale cm
A
0,33 W/m2K
U = 0,2200 W/m2K
B
0,36 W/m2K
U = 0,2200 W/m2K
C
0,49 W/m2K
U = 0,2200 W/m2K
61,0
61,0
61,0
Solaio su spazio non riscaldato
limite U D. Lgs. 311 al 1/1/2010
trasmittanza solaio s. non r.
piastrelle di ceramica
cls di argilla espansa
soletta in cls armato
solaio in laterocemento cm 22
pannello isolante
intonaco interno
spessore totale cm
A
0,33 W/m2K
U = 0,2120 W/m2K
B
0,36 W/m2K
U = 0,2120 W/m2K
C
0,49 W/m2K
U = 0,2120 W/m2K
54,5
54,5
54,5
Classe energetica Casa Clima
limite Epi D. Lgs. 311 al 1/1/2010
Epi
B
96,90 kWh/m2a
48,85 kWh/m2a
B
58,12 kWh/m2a
49,53 kWh/m2a
B
29,36 kWh/m2a
35,91 kWh/m2a
57
RICERCA
SEZIONE A - A’
PIANO INTERRATO
PIANO TERRA
PRIMO PIANO
3. Modello edilizio di riferimento (misure in metri).
utile riscaldata di 119,12 m2 e rapporto S/V = 0,58.
Il sistema costruttivo adottato è quello della muratura portante in laterizio su fondazioni continue costituite da setti in c.a. al piano interrato: gli elementi verticali opachi sono realizzati con muratura in
blocchi di laterizio alleggerito in pasta con isolamento e rivestimento esterno in laterizio faccia a vista, mentre la copertura è del
tipo isolato e ventilato con manto di tegole in laterizio. Gli elementi
tecnici opachi e trasparenti e le relative caratteristiche geometriche
e termiche sono descritti nella tabella 1. Il sistema impiantistico prevede una pompa di calore ad aria che alimenta l’impianto di ventilazione meccanica controllata con scambiatore di calore e quello per
la produzione di acqua calda sanitaria, integrato da un impianto solare termico che copre circa il 70% del fabbisogno annuo.
Nonostante il DLgs. 311 non imponga, a differenza di altri sistemi
di certificazione, quali Casa Clima, l'adeguamento della prestazione
energetica di ogni edificio (in riferimento al fabbisogno per la cli-
58
matizzazione invernale) ad una classe energetica minima, ma consenta invece di valutare caso per caso valori soglia di Epi (espresso
in kWh/m2a sulla base dell'interpolazione dei valori minimi riferiti ai GG e al rapporto S/V(16)), con lo scopo di determinare l'incidenza e la variabilità di alcuni elementi costruttivi (spessore del pacchetto termoisolante, variazione della capacità termica) ai fini del
raggiungimento di un livello prestabilito di comfort per ognuna
delle tre zone climatiche, sono stati variati gli spessori dei pacchetti isolanti (e conseguentemente gli spessori totali degli elementi di
involucro) in modo da contenere il fabbisogno di energia primaria
per la climatizzazione invernale entro i limiti previsti per la classe di
efficienza B secondo Casa Clima (Epi<50 kWh/m2 anno).
Le verifiche del comportamento invernale sono state condotte con
il software Best Class(17). I risultati confermano l’efficacia del sistema costruttivo in laterizio termoisolante nel mantenere, con livelli
di isolamento che variano dai 50 mm per la zona B ai 160 mm per
CIL 125
4. Zona climatica B: modello tridimensionale dell'edificio integrato con la carta
solare di Trapani, riferita al giorno di picco massimo della temperatura esterna.
5. Zona climatica B: progettazione dello sporto di gronda sul fronte sud in
relazione alla inclinazione dei raggi solari a Trapani, alle ore 13.00.
la zona E in copertura e dai 30 mm per la zona B ai 140 mm per la
zona E negli elementi verticali,rendimenti decisamente migliori del limite normativo, con un risparmio del 49,6% nei consumi in zona E e di
14,8% in zona D rispetto ai limiti fissati dal D. Lgs. 311/06, All. C,
tabella 1.3(18).
La simulazione del comportamento estivo dell'edificio è stata effettuata con il software ECOTECT(19), in grado di simulare l'andamento delle prestazioni in regime dinamico sulla base della banca
dati climatica specifica per la località selezionata.
Il modello edilizio di base è stato quindi modificato per ottimizzarne
il comportamento secondo le indicazioni che seguono:
• rotazione di 30° per migliorare l’esposizione ai venti ai fini dello
sfruttamento del raffrescamento notturno;
• allungamento dello sporto di gronda sul fronte sud, calcolato in relazione alla inclinazione dei raggi solari nel giorno di picco di calore;
• inserimento di elementi verdi a schermatura parziale dei fronti
sud-ovest e nord-ovest (figg. 4 e 5).
Di seguito è riportata la simulazione per la zona climatica B che rappresenta quella a condizioni estive più gravose in rapporto al raggiungimento del comfort interno. L’utilizzo della ventilazione naturale notturna (structural cooling), in condizioni favorevoli di tiraggio termico e/o naturale, consente di rimuovere, dagli elementi
massivi di involucro, il calore prodotto e accumulato durante le ore
calde diurne, quando gli infissi sono chiusi. Se gli elementi sono
adeguatamente isolati verso l’esterno,il calore viene trattenuto dalla
massa termica e smaltito per convezione quanto le pareti sono investite dal flusso di aria fresca. In questo modo, viene ripristinato il
potenziale di accumulo degli elementi di involucro in vista del successivo ciclo di riscaldamento(20).Analogamente, la schermatura dei
fronti, con particolare attenzione per quelli rivolti a sud e ovest,
consente una riduzione del carico termico dovuto all’irraggiamento diretto degli elementi di involucro opachi e trasparenti, con
conseguente riduzione della temperatura superficiale esterna e della
quantità di calore trasmessa all’interno dell’edificio.
59
Risultati Ipotizzando un utilizzo dell'edificio secondo gli standard
previsti per l'edilizia residenziale (in termini di apporti gratuiti interni dovuti alla presenza di persone, e all'utilizzo di apparecchiature
e impianti), con un indice di ricambio d'aria pari a 1 vol/h, la simulazione ha confermato la possibilità di raggiungere buoni livelli di
comfort con temperature dell'aria interna che, durante il periodo
estivo, rimangono al di sotto del limite di benessere per il 90% dei
giorni, con punte massime che non superano però i 26,1 °C nelle
ore di carico termico (interno o esterno) massimo.La massa termica
ha un’efficacia diretta sulla riduzione dei carichi per il raffrescamento ed in particolare su quelli di picco dovuti non solo all’innalzamento delle temperature esterne ma anche all’aumento degli apporti gratuiti interni, favorendo uno smorzamento più rapido della
temperatura interna grazie alla capacità di accumulo e di contemporanea attenuazione dell'onda termica proveniente dall'esterno
(fig. 6). L’analisi ha confermato come, grazie all’azione combinata di
massa termica, ventilazione notturna (dalle ore 21.00 alle ore 7.00)
e schermatura, la temperatura interna si riduca mediamente del
7,5% rispetto ai valori corrispondenti della temperatura esterna nell'arco della giornata, con picchi del 18% nell'ora più calda (16.00),
quando questa raggiunge i 32.0 °C. La ventilazione notturna consente di abbattere in media la temperatura interna degli ambienti,
nel periodo di funzionamento,di un 16% rispetto alla condizione in
assenza di ventilazione. In quest'ottica, è possibile concludere che
l'incremento dei livelli di isolamento previsto dal Dlgs 311/06 alla
data del 1 gennaio 2010, che prevede anche nelle zone calde limiti
di trasmittanza per gli elementi di involucro tali da raggiungere classi
di prestazioni elevate (classe A), può essere riletto quale strategia indiretta per il controllo del surriscaldamento estivo in combinazione
con la capacità termica e il raffrescamento convettivo, in una sequenza stratigrafica di materiali che assolvano, ognuna in virtù delle
proprie caratteristiche specifiche, il compito di accumulare il calore
ed impedirne il passaggio verso l'esterno, ma trattenendolo invece
all'interno della superficie esposta alle correnti fresche (fig. 7). ¶
RICERCA
6. Zona climatica B: andamento delle temperature
interne al modello simulato a Trapani, con l'azione
combinata di capacità termica, ventilazione notturna
e schermatura dei fronti esposti.
00.00
01.00
02.00
03.00
04.00
05.00
06.00
07.00
08.00
09.00
10.00
11.00
h 12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
19.00
20.00
21.00
22.00
23.00
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
20,0
22,0
24,0
26,0
28,0
30,0
°C
Note
1.“Verso un piano strategico europeo per le tecnologie energetiche”COM
(2006) 847 def (http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/site/it/com/
2006com2006_0847it01.pdf).
2. Action Plan for Energy Efficiency: Realising the Potential
http://ec.europa.eu/energy/action_plan_energy_efficiency/index_en.htm.
3. 1kWh=0,5 kg CO2.
4. Action Plan for Energy Efficiency: Realising the Potential Priority
Action n. 2.
5. Relativamente alle nuove costruzioni e ristrutturazioni di edifici con superficie superiore ai 1000 m2.
6. Mitigation of CO2 emissions from the Building Stock – Beyond the EU
Directive on the Energy Performace of Building, Ecofys 2004.
7. Passive-On project, Marketable passive Homes for Winter and Summer
Comfort (PASSIVE-ON) finanziato dal programma EU “SAVE”, contratto
n. EIE/04/091/SO7.38644, www.passive-on.com.
8. Keep Cool, Service Buildings Keep Cool, Promotion of “sustainable cooling” in
the service building sector (KeepCool) finanziato dal programma EU “Intelligent
Energy - Europe” contratto n. EIE/04/179/SO7.39459, www.energyagency.at/
projekte/keepcool/index.htm.
9. Si considerano edifici massivi quelli in cui la superficie di massa termica
esposta è equivalente alla superficie orizzontale sulla quale questa si
proietta.
10. Keep Cool, Heat transfer through the building envelope.
11. Passive-On project, www.passive-on.com. Il Progetto Passive-On si
propone di esaminare le modalità di estensione del progetto di costruzione di case passive in particolare nell’Europa del sud. In queste regioni
il problema dell’utilizzo domestico di energia non consiste soltanto nel riscaldamento invernale, ma anche, e in alcuni casi in forma più importante,
nel raffreddamento estivo, riducendo al minimo la richiesta energetica.
12. Si veda Costruire in Laterizio n. 116 e n. 118.
13. LCA di sistemi e componenti in laterizio, ricerca in convenzione
TAeD Università degli Studi di Firenze-ANDIL Assolaterizi.
14. Per la valutazione LCA del modello, vedere Torricelli, Palumbo, Prestazioni ambientali di soluzioni tecniche in laterizio per progettare nel ciclo di vita,
in Costruire in Laterizio n. 125.
15.WG3 Integrated performance of buildings – Environmental product declarations. Project N° 1008-EPD-2006.
60
32,0
7. Zona climatica B: confronto tra le temperature
interne al modello simulato a Trapani in presenza
e in assenza di ventilazione notturna e schermatura
dei fronti esposti.
Legenda:
T° interna v+s
T° interna
T° esterna
16. Ad esempio, al 01/01/2010 il limite fissato dalla Tabella 1.3 dell’All. C
prevede, con riferimento gli standard Casa Clima, indicativamente la classe
energetica D (≤ 90 kWh/m2 anno) per la zona F e la classe energetica A (≤
30 kWh/m2 anno) per la zona A.
17. Best Class, modello di calcolo per la valutazione del fabbisogno energetico primario dell’edificio sviluppato da Tep srl sulla base della procedura
BEST Class elaborata dal dipartimento BEST del Politecnico di Milano.
18. Il D. Lgs. 311/06, alla scadenza dell’1/01/2010, prevederebbe, per la località Trapani,in riferimento al rapporto S/V del modello,un indice Epi pari
a 29,36 kWh/m2 anno. La ricerca ha volutamente ignorato questo limite,
progettando gli involucri in zona B in modo da raggiungere un indice Epi
superiore al limite e pari a 35,91 kWh/m2 anno che colloca l’edificio in
classe B (Casa Clima) e ne consente quindi un raffronto più coerente con
le soluzioni proposte per le altre due zone climatiche.
19. ECOTECT, Square One Research Ltd. e Dr.Andrew Marsh.
20. Il calcolo della massa termica esposta, necessaria per assorbire il calore
prodotto in un ambiente confinato, e della portata d’aria richiesta per raffreddarlo, prima che s’inneschi un nuovo ciclo diurno di riscaldamento, è
piuttosto complesso. Una metodologia semplificata è contenuta nel volume
“Il Raffrescamento passivo degli edifici”, di M. Grosso, Maggioli, Rimini, 1997.
Bibliografia
UNI EN ISO 15251, Criteri per la progettazione dell’ambiente interno e per la
valutazione della prestazione energetica degli edifici, in relazione alla qualità dell’aria interna, all’ambiente termico, all’illuminazione e all’acustica.
prEN ISO 13791,Thermal performance of buildings - Calculation of internal temperatures of a room in summer without mechanical cooling - General criteria and validation procedures.
ASHRAE, ASHRAE Handbook. Fundamentals, Atlanta, American Society
for Heating, Refrigerating, and Air-conditioning Engineers (ASHRAE), 1997.
Baker N.V. & Standeven M.A., Thermal comfort in free-running buildings, in
Energy and Buildings, 23, 1996.
ECOFys,Mitigationof CO2 Emissions from the Building Stock Beyond the EU Directive on the Energy Performance of Buildings,for EURIMA and Euro ACE,204.
Givoni B., Passive and Low Energy Cooling of Buildings, Wiley, 1994.
Grosso M., Il raffrescamento passivo degli edifici, Maggioli, Rimini, 1997.
Nicol J. F., Thermal comfort:A handbook for field studies toward an adaptive model, London (UK), University of East London, 1993.
CIL 125