Strategia Energetica Generale: Approccio di Sistema

Per approccio di sistema intendiamo la definizione di una strategia generale che governi la pianificazione di tutte le altre.

I due principi fondamentali per la progettazione sono la biocompatibilità e l’ecosostenibilità, che conducono alla ricerca sistematica della massima efficienza ed efficacia in ogni singola scelta. Inoltre, l’obiettivo da conseguire è il soddisfacimento del comfort e della salubrità degli ambienti, ricorrendo anche all’utilizzo di fonti rinnovabili di energia.

Questo si traduce in quattro ordini d’intervento:

 

1. riduzione della domanda di energia con strategie passive
   - progetto di involucri edilizi ad elevate prestazioni
   - sfruttamento e regolazione degli apporti di energia solare

2. ottimizzazione dei consumi energetici mediante impianti a bassa exergia
   - utilizzo di terminali radianti a bassa temperatura; (rimandare con un click alla sezione efficienza energetica)
   - produzione di calore a bassa temperatura con una pompa di calore;

3. utilizzo di risorse rinnovabili per soddisfare i requisiti dell’edificio
   - utilizzo di collettori solari per la produzione di calore; (rimandare con un click alla sezione solare termico)
   - adozione di pannelli fotovoltaici per la produzione di elettricità; (rimandare con un click alla sezione fotovoltaico)

4.  Azioni sugli utenti
   - sensibilizzazione nei confronti del problema energetico/ambientale
   - riduzione dei consumi ed eliminazione degli sprechi di energia elettrica
   - riduzione del consumo di acqua potabile
   - diminuzione della produzione e gestione dello smaltimento dei rifiuti

Contenimento della domanda

Prima di giungere alla trattazione dei problemi inerenti la produzione di energia e il consumo di risorse ad essa correlata, è opportuno riflettere su come questa viene utilizzata. Un dato significativo, già richiamato in questa trattazione riguarda il consumo di energia primaria. Il 31% dell’energia prodotta, pari a 27,8 Mtep nel 2002, è utilizzata da edifici residenziali e uffici. Il residenziale, da solo, è responsabile del 21% dei consumi totali. Consultare il rapporto energia ambiente redatto da ENEA.
L’energia primaria utilizzata per il riscaldamento dei soli edifici residenziali rappresenta pertanto il 14% del totale nazionale. Ciò significa che, in Italia, più di 1 kWh su 8 viene consumato per il solo riscaldamento degli edifici residenziali. Il dato può non sembrare preoccupante, ma se si pensa che in cinque anni si consuma, per il solo riscaldamento, una quantità di energia pari a quella necessaria per la costruzione dell’unità abitativa i dati acquistano un altro significato.
Se consideriamo che l’Italia è uno dei paesi industrializzati con il clima più favorevole, ci rendiamo conto che consumare così tanta energia, per l’84% acquistata dall’estero, è decisamente irragionevole. La maggior parte degli edifici costruiti lo scorso secolo consuma per il riscaldamento anche 250 kWh/m2 anno. Se si considera che molte delle caldaie in uso in questi stabili hanno rendimenti mai superiori all’80%, ogni appartamento da 100 m2 con queste caratteristiche, consuma approssimativamente 3000 m3 di metano l’anno, producendo circa 6000 kg di CO2. In questo scenario di costruzioni energivore assumerà un ruolo decisivo la certificazione energetica degli edifici, obbligatoria dal 2006. Sarà in questo modo finalmente possibile per i cittadini, valutare la qualità di un immobile dal punto di vista dei consumi e scegliere di conseguenza quale acquistare.
Questa lunga premessa ci permette di comprendere la doppia importanza strategica alla luce della quale deve essere analizzata la riduzione della domanda di energia: un aspetto legato ai danni prodotti dal suo consumo eccessivo e un altro correlato alla possibilità di aumentare il valore economico del bene immobile.

Ambiti di intervento

Rivolgendoci all’aspetto progettuale del problema possiamo individuare diversi ambiti d’intervento:

• riduzione della trasmittanza delle pareti e delle superfici finestrate mediante un adeguato isolamento termico e l’eventuale sostituzione dei serramenti; (rimandare con un click alla sezione isolamento termico)
• cura dei dettagli costruttivi al fine di ridurre al massimo ponti termici e infiltrazioni
• previsione di un’adeguata inerzia termica dell’edificio al fine di migliorare il comfort
• ottimizzazione stagionale degli apporti solari termici e luminosi
• sfruttamento di criteri bioclimatici
• coibentazione adeguata del sistema di distribuzione del calore
• riduzione degli sprechi derivanti dal riscaldamento o raffrescamento di ambienti inutilizzati.

Non esiste un unico modo per affrontare i diversi aspetti presentati, ma è importante che il progettista sia in grado di scegliere di volta in volta la soluzione che meglio si addice alla specifica circostanza.

Miglioramento dell’efficienza degli impianti

Un passo successivo alla riduzione del fabbisogno legato all’edificio, è il miglioramento dell’efficienza degli impianti. Ovviamente, è sempre valido un discorso analogo al precedente sulla molteplicità delle soluzioni percorribili.
La definizione della dotazione impiantistica rappresenta un momento chiave del progetto. Benché possa apparire scontata, la scelta di un impianto tecnico spesso non è orientata secondo criteri di efficienza ed efficacia. Al contrario, entrano in gioco fattori come la scarsa conoscenza delle alternative disponibili o la diffidenza nei confronti di alcune tecnologie ritenute, a torto, poco affidabili. Un esempio significativo è rappresentato dal solare termico. che, in Italia, fatica ancora oggi a diffondersi, a causa degli errori commessi in fase di commercializzazione in passato.
Riducendo, per il momento, la nostra attenzione al campo della climatizzazione è opportuno fissare dei criteri generali che conducano alla scelta impiantistica:

• garantire il comfort ambientale interno
• impianti alimentabili con fonti di energia rinnovabile
• elevata efficienza energetica ed exergetica di sistema
• recupero energetico sull’aria viziata
  
• elevata efficienza dei singoli componenti
• possibilità di regolazione e gestione efficace del sistema

Ad eccezione dei primi due criteri, gli altri sono di carattere generale e dovrebbero essere adottati in qualunque applicazione, al fine di garantire anche una maggiore convenienza economica.

Fonti Rinnovabili di Energia

Si definisce rinnovabile una fonte energetica in grado di rigenerarsi in un tempo confrontabile con il suo utilizzo e può pertanto essere considerata inesauribile. Il concetto di rinnovabilità si contrappone principalmente all’utilizzo dei giacimenti fossili e minerali (petrolio, gas naturale, uranio ecc.) che sono invece soggetti ad un consumo che ne causerà il progressivo esaurimento.
Una fonte energetica può essere considerata rinnovabile o meno anche secondo il suo utilizzo. Il legno, ad esempio, è un combustibile rinnovabile fintanto che il suo consumo e la sua produzione sono in equilibrio nell’arco di un certo periodo. Diversamente, un utilizzo improprio può condurre alla deforestazione di intere aree geografiche. Le fonti rinnovabili sono legate fortemente al territorio e pertanto sono disponibili in diversa forma e misura secondo la posizione geografica. Questo aspetto ancora una volta ci induce ad affermare che ogni caso necessita di una propria soluzione specifica.
L’85% del fabbisogno domestico è di calore. Ad eccezione del calore adoperato per cucinare, il riscaldamento ambienti e la produzione di ACS possono essere soddisfatti con fonti a bassa temperatura.

Alcune delle possibili soluzioni per lo sfruttamento delle energie rinnovali sono riconducibili alle seguenti combinazioni:

• collettori solari accoppiati ad una pompa di calore alimentata con energia elettrica fotovoltaica
• moduli fotovoltaici e caldaia a condensazione a biomassa (legno o biocombustibili)
• impianto di cogenerazione alimentato con biocombustibile
• impianto di riscaldamento di tipo geotermico

In ognuno di questi casi è molto difficile raggiungere una vera autonomia energetica ed è sempre conveniente essere connessi ad una rete di distribuzione o di rifornimento.

CASA PASSIVA

Clicca qui per scaricare il tutorial sulla casa passiva. (formato pdf )

- Casa Passiva cap. 1-1
- Casa Passiva cap. 1-2
- Casa Passiva cap. 2-1
- Casa Passiva cap. 2-2
- Casa Passiva cap. 2-3
- Casa Passiva cap. 3

ISOLAMENTO TERMICO

Nelle stagioni fredde la parola Benessere è sinonimo di pareti calde e asciutte e per ottenere pareti calde e asciutte occorre provvedere ad un buon isolamento termico
La sensazione di freddo deriva anzitutto da una bassa temperatura dell’aria, ma anche da muri, pavimenti, soffitti freddi. Ciò è dovuto all’effetto dell’irraggiamento: ad esempio quando ci si avvicina ad un caminetto si avverte un forte senso di calore, mentre la parte del corpo non esposta è fredda. L’opposto avviene di fronte ad una
finestra. La media tra la temperatura dell’aria e quella delle pareti è la temperatura operante, cioè la temperatura percepita dal corpo umano. Per avere una sensazione di comfort bisogna che i muri di casa siano ben caldi. Per evitare che si raffreddino bisogna coibentarli cioè applicare su di essi uno strato di isolante come facevano gli antichi con gli arazzi appesi sui muri. Questo rimedio consente anche di riscaldare in fretta l’ambiente.
Adottando un buon isolamento termico sarà inoltre evitato l’insorgere di muffe e la formazione della condensa. Per ridurre il fenomeno di insorgenza delle muffe è possibile agire aumentando la temperatura (coibentare l’edificio consente l’aumento della temperatura senza consumi superiori) e riducendo l’umidità dell’aria.
La condensa si verifica quando le facce di un corpo sono poste a temperatura molto differente e, dal lato caldo è presente aria con umidità relativa piuttosto elevata. Anche in questo caso adottando un buon isolamento è possibile ridurre la differenza di temperatura tra la faccia esterna e quella interna. Analogamente nelle stagioni calde, un buon isolamento impedisce al calore di penetrare all’interno dell’involucro edilizio.

Soluzione	Freddo	Muffe	Condense	Umidità
Isolamento della parete
barriera vapore
ventilazione degli ambienti
materiali anti umidità

 

Esistono diverse soluzioni per l’isolamento di un edificio:

Isolamento delle pareti dall’interno degli ambienti ottenendo l’eliminazione delle muffe, un aumento della temperatura delle pareti e un miglioramento delle loro caratteristiche acustiche. Le soluzioni sono: Incollare sui muri lastre di gesso rivestito preaccoppiato con isolante (ad esempio polistirene, fibra di legno o fibre minerali). Le contropareti sono normalmente munite di barriera al vapore all’interno. Realizzare una controparete con struttura metallica, isolante e gesso rivestito. Incollare alle pareti rotoli di polietilene espanso prerivestito di carta, poi tappezzabili. Questo tipo di isolamento consente di ottenere un ambiente che all’accensione dell’impianto si riscalda rapidamente, perchè viene scaldata solo l’aria e non la struttura muraria. È sicuramente la soluzione migliore per edifici ad uso discontinuo: ad esempio per un appartamento in montagna usato solo per il weekend.

Isolamento dall’esterno Isolando le pareti dall’esterno (isolamento a cappotto) si ottiene l’eliminazione di tutti i punti freddi e aumenta la capacità di accumulo termico dell’edificio. I muri si scaldano, accumulano calore e poi lo restituiscono all’ambiente quando viene spento l’impianto. L’isolante viene incollato al muro esterno e rivestito con apposite malte traspiranti armate con rete di vetro. Questo tipo di isolamento va eseguito esclusivamente da ditte specializzate

Isolamento dei solai I pavimenti si possono tenere caldi posando un isolante sotto alla pavimentazione, o se si tratta di un primosolaio intervenendo dall’esterno. Più facile è incollare pannelli isolanti al soffitto di una cantina, un box, o di un porticato.

Isolamento dei serramenti I serramenti sono la causa principale delle dispersioni di calore in una abitazione. La loro coibentazione è un intervento molto conveniente. Se il vetro è singolo è opportuno installare un doppio vetro: si dimezzano le perdite di calore. Per ottenere prestazioni ancora migliori, esistono speciali vetri basso-emissivi. Se il serramento non lo può sostenere, è vecchio, richiede manutenzione continua, non chiude bene, è molto conveniente sostituirlo: esistono serramenti in PVC o in alluminio con taglio termico duraturi e molto efficaci.

Isolamento dei tetti L’isolamento dei tetti a falda o a terrazza è l’intervento più conveniente ed importante in una casa. Per i tetti si posiziona l’isolante sotto le tegole lasciando uno spessore per la ventilazione. Vi sono vari sistemi anche prefabbricati. In alternativa si possono coibentare (rivestendo poi l’isolante con perline o cartongesso) le falde del tetto dall’interno, senza toccare le tegole. In entrambi i casi si può poi utilizzare la mansarda perchè calda e confortevole. Per i tetti piani si può coibentare posando pannelli sopra alla vecchia pavimentazione, eventualmente migliorando l’impermeabilità con malte speciali. Gli isolanti possono essere già prerivestiti con cemento. Un sistema più radicale prevede di posare l’isolante munito di barriera al vapore sotto l’impermeabilizzazione e successivamente realizzare la pavimentazione.

Porzione da isolare	Spessore in cm per Area Climatica A,B (SUD)	Spessore in cm per Area Climatica C,D (CENTRO)	Spessore in cm per Area Climatica E (NORD)	Spessore in cm per Area Climatica F (MONTAGNA)
PARETI	3-4	6-8	8-10	10-12
PAVIMENTI	-	2-3	4-5	5-6
TERRAZZE	4-5	6-8	8-10	10-12
TETTI	3-4	8-10	10-12	18-20

MOLTO ISOLANTI	POLISTIRENE POLIURETANO POLIETILENE FIBRA DI POLIESTERE FIBRE MINERALI MATERIALI COMPOSITI (ES. FIBRE DI LEGNO + POLISTIRENE O LANA DI ROCCIA)
ISOLANTI	SUGHERO FIBRE DI LEGNO CALCIO SILICATO
DEBOLMENTE ISOLANTI	ARGILLA ESPANSA PERLITE VERMICULITE