Vademecum per la casa a basso consumo

Vademecum per la casa a basso consumo
Una casa a basso consumo è una casa, non una macchina complicata. Si può tranquillamente dire
che riguardo i modi d’uso non c’è differenza tra una casa a basso consumo e una casa tradizionale
(chiamiamola energivora); tranne che per un aspetto: la casa a basso consumo è più sensibile,
reagisce abbastanza velocemente ed in modo evidente ad input energetici anche minimi (dovuti,
ad esempio, alla presenza di persone, all’irraggiamento solare, alla cottura dei cibi, etc.).
Comportamenti scorretti generano un inutile spreco dell’energia passiva e la conseguente
necessità di utilizzare di più gli impianti per mantenere le condizioni di comfort desiderate. I
maggiori consumi e i relativi costi pur non essendo gran cosa in assoluto, risulteranno però
evidenti se confrontati con quelli attesi (e possibili): in una casa che costa, in energia, 10 euro al
giorno, lo spreco di 3 euro ha un certo peso percentuale; tale peso cresce enormemente se i 3
euro di spreco li riferiamo ad una casa che ha un costo energetico medio giornaliero di 0,75 euro!
Una casa a basso consumo può quindi essere abitata da chiunque senza alcun manuale di
istruzioni. Detto questo, anche nell’abitare, come in qualsiasi altra attività, un minimo di
consapevolezza, giova. Adottando alcune semplici abitudini ed evitandone altre, con uno sforzo
minimo, si può ottenere il massimo risultato, coerentemente con gli obiettivi che hanno guidato il
progetto e la realizzazione della casa: risparmio di energia, risparmio economico in gestione,
riduzione delle emissione di CO2, qualità del clima interno, qualità abitativa in generale.
Ogni casa, è però particolare:
diverse sono le condizioni locali, vale a dire le peculiarità del sito (clima, esposizione, topografia,
intorno, etc) e dell’edificio (dimensioni, geometria, coibentazione, impiantistica, materiali);
diverse sono le esigenze degli abitanti (caratteristiche fisiologiche soggettive, ma anche attività
svolte e tempo di permanenza nell’edificio, abitudini di vita, concezione del comfort, etc.).
È necessario quindi osservare, sperimentare e comprendere queste peculiarità, per la precisione:
a) le "reazioni climatiche e ambientali" della casa, cioè come alcune azioni quotidiane (aprire le
finestre o gestire i sistemi di oscuramento, accendere o spegnere il riscaldamento o la
ventilazione, cucinare, fare la doccia, etc.) influenzino il clima interno (temperatura e umidità
innanzitutto, ma anche luce, rumori, odori etc.);
b) le condizioni che, soggettivamente, gli abitanti riconoscano come “condizioni di benessere”.
Coerentemente con queste considerazioni, vengono qui suggeriti alcuni criteri che possono
orientare i comportamenti e consentire un’azione efficace sulle tre leve che l’edificio a basso
consumo mette a nostra disposizione: il controllo passivo del clima, la ventilazione meccanica
controllata, l’impianto a pompa di calore. Alcune osservazioni finali saranno riservate al problema
della gestione dell’acqua calda sanitaria.
1.
Controllo “passivo” del clima:
Abbiamo un enorme fonte di energia a disposizione: il sole; dobbiamo controllare gli enormi apporti
diretti che l’irraggiamento solare ci fornisce indipendentemente da qualsiasi impianto.
Laddove non vi sia controllo automatico, durante l’estate e le mezze stagioni, bisogna
curare l'ombreggiamento delle facciate e delle finestre.
Il principale e migliore sistema schermante sono le piante: non solo ombreggiano con la
loro chioma ma, se sono a foglia caduca, calibrano spontaneamente ed efficacemente tale
funzione nel corso dell’anno; inoltre rinfrescano e regolano l’umidità dell’aria attraverso il
meccanismo dell’evapotraspirazione e questa stessa funzione può essere utilizzata negli
ambienti interni.
D'estate, in battuta di sole (ma anche quando c'è molta luce indiretta), bisogna schermare
quanto più possibile, naturalmente tenendo conto delle necessità di illuminamento interno;
quando l’apporto solare è eccessivo (e in estate lo è quasi sempre) è importante evitare
anche la radiazione riflessa dalla pavimentazione esterna.1
D'inverno invece bisogna lasciare il più possibile entrare la radiazione solare, perché la
casa passiva basa la sua efficienza in gran parte sull’energia solare diretta, più che sulla
produzione di energia interna (cucina, etc.); il beneficio dell’energia solare raccolta
direttamente dalle finestre, sta anche nel fatto che la radiazione riscalda i corpi che colpisce
(pavimento, muri, mobili, etc.) attivandone la massa termica ed il relativo accumulo
energetico;
comunque, se ci fosse l’esigenza di filtrare/ridurre l’illuminamento, bisognerebbe installare
tende interne, che non ostacolano l’apporto energetico solare ma che lo assorbono per la
gran parte nel tessuto, per poi cederlo all’aria interna per convezione; d’inverno le tende
esterne vanno usate solo di notte.
Nelle mezze stagioni (ad esempio a fine marzo o fine ottobre), bisogna fare più attenzione,
perché le variabili climatiche e la discreta inclinazione del sole potrebbe generare un
irraggiamento eccessivo.
Per le finestre in facciata est ed ovest non c’è pergolato che tenga, quindi è necessario
avere delle schermature esterne come tende,tapparelle od altro. Il problema nel nostro
caso è ridotto dalla dimensione contenuta delle finestre così orientate.
2.
Ventilazione meccanica controllata (VMC):
È l’impianto che ricambia l’aria senza la necessità di aprire le finestre, il calore contenuto nell’aria
espulsa, viene recuperato e ceduto a quella in entrata. Così si mantiene un’ottima qualità senza
sprecare energia.
Normalmente l’impianto dovrebbe essere sempre acceso al minimo aumentando la
velocità solo in presenza di molti ospiti per più di 2-3 ore (l'aumento della temperatura, della
concentrazione di CO2 e dell'umidità in tali circostanze possono essere sensibili) ed in
caso di forte produzione di umidità dovuta ad altre cause (docce, cucina, etc).
In caso di assenze prolungate (oltre le 2 giornate) è conveniente spegnere l’impianto.
In estate, di giorno, il ricambio va ridotto al minimo o addirittura, in caso di alta temperatura
o umidità, annullato;
in estate, di notte, se la temperatura esterna è abbastanza fresca, il ricambio deve essere
regolato alla massima velocità in modo da smaltire il calore accumulato durante il giorno
(NB lo Zendher ha la funzione di free cooling automatico, cioè, nel caso in cui la
temperatura esterna sia inferiore a quella interna, l’aria entra direttamente senza passare
per lo scambiatore);
1
Ad esempio può capitare che il pergolato schermi completamente la radiazione diretta alla finestra, ma non quella che
entra riflettendosi sul pavimento (se piastrellato, o sufficientemente liscio), in tal caso è bene ampliare il pergolato
oppure installare uno schermo esterno (veneziana, tenda , cannucciato, etc.). Naturalmente tale riflessione è invece
Si può provare a tenere spenta la VMC quando si resti fuori casa per parecchie ore:
potrebbe risultarne un piccolo risparmio termico e di energia elettrica; in particolare, se in
quel periodo la pompa di calore fosse in funzione, l’energia accumulata verrebbe
conservata integralmente. Bisogna però controllare che il ricambio ridotto non peggiori la
qualità dell’aria.
3.
Impianto a pompa di calore (PdC):
Un edificio a basso consumo, in inverno, consente di minimizzare le dispersioni e massimizzare
l’assorbimento di energia termica; in estate, invece, consente di minimizzare tale assorbimento.
In una condizione ideale e in assenza di produzione energetica in-door, si otterrebbe una
temperatura interna, costante durante tutto l’anno, pari alla temperatura media annua esterna.
Nella realtà, l’edificio a basso consumo riesce a garantire, in relazione alla propria efficienza
intrinseca, ai comportamenti dei fruitori e al clima, determinate, oscillanti, condizioni interne di
temperatura e umidità, a seconda della stagione. A partire da tali condizioni, conseguite
“passivamente”, per raggiungere le condizioni climatiche desiderate e adatte all’uso, viene
utilizzata la PdC, macchina molto efficiente che, con un modesto consumo energetico fornisce le
necessarie calorie e frigorie.
In inverno è bene far lavorare la PdC nelle ore in cui le temperature dell’aria sono
maggiori, cioè normalmente di giorno, in tal modo 1) la resa della macchina è maggiore, 2)
si sfrutta direttamente l’eventuale l’energia fotovoltaica autoprodotta, con miglior
sfruttamento del conto energia e minori dispersioni in rete; a tal fine bisogna programmare
la PdC in modo che lavori per lo più nelle ore diurne impostando la temperatura ambiente,
nella centralina, a 21/22 °C tra le 9,00 /10,00 del mattino e le 15,00/16,00 del pomeriggio e
a 17/18°C per la restante parte della giornata (di notte si può abbassare fino a 16°, non di
meno). In tal modo l’energia accumulata di giorno basterà anche per la serata e la notte (il
limite del sistema è che tramite l’aria non si riescono ad accumulare grandi quantità di
energia nella massa della casa, che comunque per fortuna nel nostro caso è notevole e
fondamentale per regolare i picchi di temperatura positivi e negativi).
La fascia oraria e le temperature suggerite sono indicative e si possono provare anche
configurazioni diverse, mantenendo però i criteri indicati.
In estate è più difficile identificare un comportamento ottimale perché i diversi aspetti della
valutazione (consumo, COP, contributo diretto del fotovoltaico, etc.) tendono a sovrapporsi
e contraddirsi; nello stesso tempo, il risultato di programmazioni e controlli anche azzeccati,
sarebbe di pochissimo conto; quindi è senz’altro più che sufficiente definire semplicemente
i parametri ambientali sui livelli di comfort desiderati, affidando alla macchina e al suo
sistema di controllo la gestione delle accensioni. Suggeriamo quindi, pur sempre in
un’ottica di risparmio, di impostare la temperatura a 26°C (max 27) e l’umidità relativa al
55%/60%.
4.
Acqua calda sanitaria
Il sistema di produzione e accumulo della ACS è incentrato su un serbatoio (puffer) di 500 litri; nel
puffer, l’acqua viene riscaldata attraverso i collettori solari oppure utilizzando l’energia elettrica
prodotta dall’impianto fotovoltaico.
Non ci sono particolari impostazioni da programmare se non quelle relative all’uso della
resistenza elettrica integrativa.
D’inverno infatti, la mancanza di sole per più giorni consecutivi, può portare la temperatura
a livelli insufficienti per l’utilizzo domestico dell’acqua, soprattutto per la doccia; in questi
casi è necessario utilizzare la resistenza elettrica integrativa. Si suggerisce di collegare tale
resistenza ad un orologio programmatore in modo che lavori dopo le ore 14,00-15,00 circa.
Diversamente, potrebbe, lavorare al mattino, o di notte; in tal caso, il puffer sarebbe presto
carico di energia (acqua a 50°/60°) e per il resto della giornata, se soleggiata, non potrebbe
più accumularne col risultato di sprecare l’apporto gratuito del sole. Attivando la resistenza
nel primo pomeriggio non si corre questo rischio perché, se l’acqua fosse stata già scaldata
dal sole, la resistenza resterebbe spenta, se invece l’acqua fosse ancora fredda, verrebbe
riscaldata e il sole che arrivasse dopo le 14,00 darebbe comunque il suo contributo, sia
attraverso i collettori che attraverso i pannelli fotovoltaici. In prima approssimazione, si
suggerisce di regolare il termostato in modo che la resistenza si attivi fino al
raggiungimento di una temperatura, nel puffer2, di 40°/45°.
Tuttavia è consigliabile che, almeno una volta alla settimana, la temperatura del puffer sia
innalzata a 55°/60°, allo scopo di eliminare eventuali colonie batteriche che potrebbero
formarsi nell’acqua nel caso ristagnasse per qualche giorno.
Si è recentemente osservato che negli accumuli d’acqua con temperature <55° con ricambi limitati,
esiste la possibilità che si formino colonie batteriche (legionella pneumofila) potenzialmente
pericolose per la salute. Il rischio non riguarda il contatto o l’ingestione, bensì, nel caso l’acqua
venga vaporizzata, l’inalazione, come potrebbe accadere facendo la doccia.
Non ci sono norme specifiche, né statistiche per casi di questo tipo, ma solo raccomandazioni,
però è meglio essere prudenti e prendere qualche precauzione.
in estate è molto difficile che la temperatura nel puffer scenda sotto i 60° e probabilmente
nelle mezze stagioni raggiungerà, almeno una volta a settimana, tale valore; in inverno può
raggiungere i 60°, però difficilmente ogni settimana; quindi è bene attuare una forma
precauzionale di “disinfezione” portando settimanalmente la temperatura a 60° attraverso la
resistenza elettrica;
per non doversi assumere l’incombenza di agire manualmente sull’impianto, si può
installare, con una spesa modesta, una presa dotata di orologio programmabile
giornaliero/settimanale il quale, un certo giorno di ogni settimana, dopo le 14,00, se la
temperatura nel puffer fosse < 55° attiverebbe la resistenza fino a raggiungere i 60°. È vero
che con questo sistema si rischia di far lavorare la resistenza anche quando non serve,
come nel caso la temperatura abbia già raggiunto i 55° con la sola energia solare qualche
giorno prima, tuttavia in tal caso probabilmente l’acqua nel puffer sarebbe ancora
abbastanza calda, quindi l’energia necessaria a portare l’acqua a 60° sarebbe limitata.3
2
3
la sonda che misura la temperatura nel puffer è collocata, in genere, a metà dell’altezza, quindi, dato che l’acqua si
stratifica, indica, approssimativamente, la temperatura media; il prelievo per l’uso sanitario avviene in alto, dove la
temperatura è maggiore.
In modo più sofisticato e costoso potrebbe essere invece installata una centralina col compito di monitorare
l’andamento della T e attivare la resistenza elettrica se nell’arco della settimana la T non raggiungesse mai i 55°;
normalmente dovrebbero invece essere garantiti 40°.
5.
Conclusioni
Come anticipato in premessa, il principio cardine per attuare comportamenti responsabili è quello
della consapevolezza;
In queste note abbiamo richiamato alcuni concetti e alcuni criteri generali riferendoli ed adattandoli
al caso concreto. Questo richiamo può aiutare a partire con il piede giusto nella gestione della
casa a basso consumo, ma solo sperimentandoli ed eventualmente correggendoli, i suggerimenti
potranno consolidarsi in abitudini appropriate.
Il quadro di riepilogo che segue riassume quanto esposto e può servire come promemoria per la
gestione del clima interno.
CASA A BASSO CONSUMO QUADRO DI SINTESI
ESTATE
INVERNO
Notte
CONTROLLI
PASSIVI
PDC
Evitare la
schermatura
delle finestre
(preferibile ma
non
indispensabile)
Giorno
Schermare
esternamente
le finestre
Termostato impostato su
26°C (max 27) e umidità relativa al
55%/60%
Notte
Schermare le
finestre
(indifferentemen
te all’interno o
all’esterno)
giorno
Non schermare
MAI
esternamente le
finestre
Ammesse
schermature solo
interne e solo se
indispensabili
Il pergolato e le alberature
caducifoglie contribuiscono in
modo determinante al controllo
climatico senza compromettere
l’indispensabile contributo solare
invernale.
Nelle mezze stagioni occhio al
rischio di surriscaldamento solare.
Termostato impostato su
21/22 °C tra le 9,30 del mattino e le
15,30 del pomeriggio e a 17/18°C
nelle altre ore
VMC
Accesa
a velocità 2-3
(vel. massima
quando temp.
esterna <25°)
ACS
Programmare il riscaldamento elettrico dell’acqua in modo che si attivi:
- ogni giorno alle 14,30 se rilevi una temperatura dell’acqua < 25/30°C;
- una volta alla settimana per disinfettare l’acqua portando la
temperatura a 60°C
Accesa
al minimo
note
Accesa
al minimo
Accesa
al minimo
Aumentare la velocità solo in
occasione di produzione di
umidità e/o consumo di ossigeno
eccezionali (presenza di molti
ospiti per più di 2-3 ore; cucina,
docce, etc). Spegnere la VMC solo
nel caso di assenze prolungate
oltre i 2 gg. *
Difficilmente
in
estate
si
verificheranno le condizioni per
una accensione spontanea del
sistema elettrico di riscaldamento
* in via sperimentale, nei periodi estivi più caldi o nei periodi più freddi, provare a spegnere la VMC nelle ore in cui la casa resta
vuota controllando che la qualità dell’aria non peggiori.
Alberto Fachin e Giancarlo Pillinini
Tolmezzo/Udine, addì 25.12.2011