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2014 | Laboratorio del Costruire Sostenibile QUADERNO 3

Progettazione in ambito Mediterraneo

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1 Edifici a energia

quasi zero

Il progetto “LABORATORIO del COSTRUIRE SOSTENIBILE” intende promuovere l’innovazione e la diffusione di una nuova cultura e di nuove competenze nel settore edile, come volano per la

realizzazione di edifici che, oltre a possedere caratteristiche di basso impatto ambientale ed ele-vate prestazioni energetiche, garantiscano un elevato comfort abitativo.

Il laboratorio è pensato come una piattaforma di formazione continua, a Lucca, indirizzata ai pro-

tagonisti del Sistema Edilizia. Sono stati realizzati cicli di incontri (seminari, dimostrazioni prati-che, project work) negli anni 2013 e 2014.

I Quaderni del Laboratorio del Costruire Sostenibile, curati da Giulia Bertolucci, sono una trascri-zione delle lezioni tenute dai relatori nei 5 seminari svolti nell'edizione 2014. Gli atti, ai fini della pubblicazione sono stati elaborati con la supervisione dei docenti, che hanno inoltre fornito le

immagini utilizzate a corredo del testo.

LABORATORIO DEL COSTRUIRE SOSTENIBILE

Promosso ed organizzato da: INBAR – Istituto Nazionale di Bioarchitettura

Celsius LUCENSE

Scuola Edile Lucchese

Coordinamento Arch. Giulia Bertolucci

Arch. Giuseppe Monticelli

Progetto grafico NNAA nicola nottoli architetto

Impaginazione

LUCENSE

Con il contributo di:

LABORATORIO DEL COSTRUIRE SOSTENIBILE PIANO DEI QUADERNI 2014

QUADERNO 1. EDIFICI A ENERGIA QUASI ZERO

Lezione 1: Progettazione in ambito Mediterraneo

Arch. Caterina Gargari

Lezione 2: Certificazione Energetica e Ambientale

Arch. Rodolfo Collodi

QUADERNO 2. PROGETTAZIONE DELL’INVOLUCRO

Lezione 1: Materiali biocompatibili ed ecosostenibili per il risparmio energetico e il comfort indoor

Arch. Caterina Gargari

Lezione 2: Retrofitting dell'involucro di edifici esistenti

Arch. Rainer Toshikazu

QUADERNO 3. GESTIONE DELLE RISORSE

Lezione 1: Soluzioni tecniche per minimizzare l'impatto ambientale e ottimizzare il risparmio energetico

Arch. Giovanni Sasso

QUADERNO 4. RIQUALIFICAZIONE EDIFICI ESISTENTI

Lezione 1: Interventi antisismici sull'edificato esistente

Arch. Maurizio Ferrini

Lezione 2: Approccio di intervento e casi applicativi per la riqualificazione energetica e ambientale dell'esistente

Arch. Rodolfo Collodi

QUADERNO 5. INTERFACCIA EDIFICIO IMPIANTO

Lezione 1: Gestione energetica dell'edificio

Ing. Fabio Fantozzi

Lezione 2: Integrazione impiantistica e automazione

Dr. Giuseppe Fusco

2014 | Laboratorio del Costruire Sostenibile QUADERNO 1 | Edifici a energia quasi zero


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LEZIONE 1 PROGETTAZIONE IN AMBITO MEDITERRANEO Arch. Caterina Gargari Secondo il quadro normativo attuale, gli edifici dovranno nel prossimo futuro mirare a prestazioni elevate di efficienza energetica verso uno standard di edificio ad energia quasi zero. La lezione verterà sui temi principali della fisica tecnica, indispensabili per la progetta-zione di strutture, di elementi costruttivi efficienti nell'ottica della realizzazione di un edificio ad energia quasi zero in ambito mediterraneo.

Nella prima parte della lezione si terrà conto di quelli che sono gli attuali limiti della normativa energetica italiana, non specificamente adattata all’ambito climatico mediter-raneo e che ci costringe a progettare attraverso degli strumenti di calcolo, formule, con dei standard normativi che non trovano di fatto corrispondenza pratica con l'esigenza del vivere sostenibile, del vivere in un ambiente confortevole e del risparmio energetico. Nella seconda parte della lezione saranno affrontati una serie di casi studio applicativi sulla riqualificazione di edifici esistenti con tecnologie e materiali sostenibili, in ambito mediterraneo. I concetti base di questa mattina sono: - Il concetto di trasmissione del calore, quindi di comportamento e la reazione degli

elementi costruttivi alla trasmissione del calore; - la trasmittanza termica in ambito invernale - la trasmittanza termica periodica in ambito estivo, cioè i due indici della prestazione

energetica dei componenti d’involucro.

Si tratta dei valori che in qualche modo descrivono il comportamento di un edificio in re-lazione al consumo di energia, nello scenario climatico di riferimento, per quanto riguar-da la climatizzazione invernale e il raffreddamento estivo. In estrema sintesi esprimono quanto l'edificio è capace di reagire, in maniera attiva attraverso l'involucro, alle condi-zioni esterne e quanto invece ha bisogno di energia per sopperire alle carenze tecnolo-giche e strutturali in modo che sia comunque garantito il comfort all'interno degli am-bienti.



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La tematica principale è quella dello scambio di energie fra l'ambiente esterno e l'edifi-cio al suo interno, quindi si parla di flusso termico, cioè di un flusso di calore che attra-versa l'involucro dell'edificio stesso, in ambito invernale e in ambito estivo. Diversi sono i parametri e i fattori che condizionano questo scambio termico: in particolare per lo scambio termico in regime invernale i due descrittori di riferimento sono la trasmittanza termica e il suo inverso la resistenza termica.

La cosa si complica un po' in ambito estivo perché esiste un legame più stretto fra una molteplicità di fattori che si influenzano uno con l'altro e solo con una visione e una let-tura combinata dell’insieme riesce a fornire al progettista un'idea abbastanza attendibile di quello che potrà essere il comportamento reale dell'edificio in opera una volta co-struito.

I descrittori del comportamento estivo di un elemento sono: massa superficiale (uno dei limiti introdotti nella normativa energetica)ms massa efficace (meno conosciuta perchè non inidicata nella normativa) me fattore di attenuazione f sfasamento dell'onda termica s trasmittanza termica periodica YIE



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La trasmittanza termica è uno dei parametri principali, definita da una normativa ISO specifica (UNI EN ISO 6946), e indica in particolare il flusso di calore flusso di calore che attraversa una superficie unitaria di spessore “s” sottoposta a differenza di temperatura pari ad 1°C fra la faccia esterna e quella interna.

Gli elementi che contribuiscono a determinare la trasmittanza termica di una parete, os-sia la capacità che essa ha di regolare il flusso termico fra l'interno e l'esterno, sono le caratteristiche termiche specifiche dei materiali di cui è composta (conducibilità termica

), lo spessore s, la differenza di temperatura fra l'esterno e l'interno T.

Attraverso la valutazione della trasmittanza termica di una parete è quindi possibile de-finire quello che è il flusso termico che attraversa quella parete, ossia la quantità di calo-re che effettivamente viene scambiata tra le due facce di una superfice unitaria, ovvia-mente in regime stazionario: cioè si tratta di una valutazione che non risente delle oscil-lazioni temporali poiché i fattori che determinano il flusso termico invernale non variano nel tempo; diversa dalla valutazione in regime dinamico, o meglio in regime transitorio, che è quella che si adotta per la valutazione del comportamento degli elementi di invo-lucro in regime estivo, poiché mentre la componente temporale nella valutazione del flusso termico invernale non ha rilevanza (perciò si parla di regime stazionario) , come si evince anche dalla lettura delle formule matematiche, la componente temporale, ossia l'oscillazione sinusoidale della temperatura nel tempo, svolge un ruolo fondamentale nella determinazione del flusso termico in regime estivo, entrando quale elemento ma-tematico determinante nelle formule di calcolo relative.

Da cosa dipende quindi la trasmittanza complessiva dell'edificio, o meglio quali sono i fattori che determinano le dispersione complessive dell'edificio? Un edificio disperde, in relazione alle caratteristiche principali dei propri elementi co-struttivi, attraverso tutte le superfici di involucro a contatto verso l'esterno o a contatto con ambienti a temperatura diversa da quella impostata di comfort interno; principal-mente attraverso le pareti, i solai contro terra per lo scambio diretto con il terreno e/o



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per lo scambio diretto con ambienti non riscaldati (ad esempio cantine, garage, vespai), attraverso il tetto e le superfici trasparenti. In linea generale esistono indicazioni generali in merito alle dispersioni generiche dei di-versi elementi di un edificio, soprattutto in caso di ristrutturazione: ciò significa che nell'ottimizzazione di un progetto di un edificio esistente, possiamo individuare ambiti di intervento prioritario, ossia elementi dell'involucro sui quali conviene agire in maniera prioritaria per ottenere, in un tempo abbastanza rapido, un abbattimento sensibile dei consumi energetici dell'edificio.

A titolo esemplificativo si può dire che per gli edifici residenziali il 42% delle dispersioni è relativo agli elementi di copertura, mentre un 24% è determinato da un cattivo isola-mento dell'involucro opaco e quindi dalle dispersioni attraverso gli elementi verticali e poi a cascata tutti gli altri elementi quali infissi ecc.

La dispersione complessiva dell'edificio è quindi in realtà una somma di dispersioni at-traverso i vari elementi dell'involucro, ognuno caratterizzato dal proprio spessore e dalla propria conducibilità termica, in relazione ai coefficienti di trasmissione liminare del ca-lore, ossia in relazione anche a quelle ulteriori dispersioni che avvengono sulle superfici esterne e interne delle pareti nel momento di contatto con l'aria e che incidono nella formula attraverso gli indici αi ed αe, che si trovano ai lati estremi delle sommatorie del-le resistenze.

Quindi il flusso termico complessivo di un edificio é dato dalla sommatoria delle trasmit-tanze termiche di ognuno degli elementi dell'involucro, moltiplicati per la superficie ri-spettiva di ognuna di queste superfici, moltiplicati di nuovo per il differenziale di tempe-ratura, quindi per il T tra temperatura interna ed esterna, infine moltiplicati per un fat-tore , che tiene conto del diverso orientamento delle superfici dell'involucro e varia ov-viamente in relazione all'esposizione, moderando il calcolo del flusso in relazione a quelli che possono essere gli effetti positivi o negativi del soleggiamento, ossia dell’apporto di calore gratuito dovuto appunto ad un'esposizione favorevole o meno dell'elemento di involucro che stiamo considerando.



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Questa è una formula tutto sommato molto semplice: la trasmittanza è di facile calcolo, la superficie degli elementi di involucro è di semplice determinazione, per il T occorre una indagine sulla situazione climatica del luogo dove andiamo a progettare, la tempera-tura di comfort interno è fissata dalla normativa per cui è un dato noto, il fattore un primo bilancio molto veloce di quella che è la situazione di un edificio allo stato di par-tenza e di quello che può essere l'obiettivo finale al termine della progettazione, per avere un'idea di quanta energia disperde e consuma l'edificio nella condizione attuale e nella previsione di progetto. Un T flusso termico che può essere quantificato veloce-mente anche in termini economici.

Abbiamo parlato di trasmittanza, ma la caratteristica base del materiale che influisce sul-la determinazione della trasmittanza termica di un elemento è la conducibilità o condut-tività termica: la formula della trasmittanza è la risultante di una sommatoria di rapporti s (spessore) su λ (conducibilità termica) e che deriva dalla stratigrafia specifica dell'ele-mento costruttivo preso in considerazione, cioè dalla sequenza e non dall'ordine (impor-tante soprattutto per l’ambito estivo) dei materiali che abbiamo assemblato per compor-re l’elemento tecnico, in relazione allo spessore e alla conducibilità di ognuno.

L'unità di misura della conducibilità termica è data dal rapporto W/m2K: la conducibilità termica è in realtà un concetto astratto poiché si può parlare di conducibilità termica so-lamente per materiali omogenei; in realtà nessuno dei materiali edilizi è un materiale ef-fettivamente omogeneo. Prendiamo l’esempio di un blocco di laterizio: su tutte le sche-de tecniche e le brochure viene indicata la conducibilità termica del blocco, ma in realtà il blocco è un materiale composto da argilla, che è essa stessa un impasto, un insieme di più elementi chimici, e aria, quella contenuta nelle celle, quindi la conducibilità termica del laterizio è in realtà una conducibilità termica equivalente, calcolata tramite una me-diazione tra la conducibilità dell’impasto e la conducibilità delle camere d’aria. Per que-sto motivo variando la geometria della foratura degli elementi cambiano conseguente-mente i valori di conducibilità dei singoli blocchi. Le informazioni che di solito troviamo nelle schede tecniche dei materiali costruttivi e in particolare dei materiali primari, cioè dei blocchi da costruzione strutturali e dei materiali da isolamento, sono generalmente tre: - lo spessore e il formato in cui questi elementi sono disponibili, - il valore di conducibilità (cioè il dato più significativo attraverso cui il materiale ci vie-

ne proposto e consigliato) - la densità, dato abbastanza significativo che compare e che per legge ci deve essere,

ma non sempre viene considerato dal progettista. Questo è forse fra tutti, il dato più significativo per chi opera in ambito mediterraneo, perché è uno dei valori che mag-giormente incidono sulla prestazione dell’edificio durante il periodo estivo. Sappiamo infatti che nell'area mediterranea il surriscaldamento è spesso un problema più diffi-cile da risolvere che non il raffreddamento.

Quindi esistono sul mercato materiali che dal punto di vista dello spessore, della condu-cibilità termica o della trasmittanza dell’elemento in opera possono presentare valori equivalenti, prestazioni equivalenti, ma che in realtà differiscono in maniera significativa per quanto riguarda il dato della densità; questo è il punto focale della discussione: capi-re come la densità incida sulla prestazione complessiva in ambito estivo e quali sono gli altri elementi e caratteristiche specifiche del materiale che si combinano con la densità per determinare la prestazione estiva dell’elemento costruttivo in opera.



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Uno dei concetti primari alla base di quella che è solitamente definita progettazione bio-climatica, la progettazione del comportamento passivo di un edificio e nello specifico dell’ambito mediterraneo, è il concetto di capacità termica definita con la lettera “C” che indica la quantità di calore necessario per innalzare di un grado centigrado una unità di superficie di un elemento specifico; è definita dal prodotto della massa “m” per il calore specifico “c” e indica in qualche modo la capacità di una parete di accumulare, in virtù della massa che possiede, una determinata quantità di calore al suo interno; indica quin-di la capacità della parete di trattenere buona parte dell’energia che la investe, al suo in-terno, per un periodo di tempo da definire (non si parla più di trasmissione del calore, quindi non è una misura del flusso, come abbiamo visto fino ad adesso), e ovviamente in questo senso entra in gioco la dimensione temporale e quindi la capacità termica è uno dei primi fattori descrittivi della prestazione dell’edificio in tutte le analisi di tipo dinami-co, cioè analisi in cui si valuta il comportamento di un elemento o di un edificio nel suo complesso in un periodo di tempo più ampio che non sia l’istante nel quale si valuta in-vece la trasmittanza termica U.

E' un tipo di analisi molto più vicina a quella che poi è la reale esperienza di vita all’interno dell’edificio, perché vivere un edificio significa trascorrere all’interno di quell’ambiente un periodo di tempo prolungato e sperimentare personalmente quelle che sono le risposte dell’edificio stesso alle variazioni climatiche, di temperatura, di so-leggiamento, di influsso del clima esterno sull’edificio stesso.

La quantità di calore accumulata all’interno di un elemento è misurabile attraverso il prodotto della capacità termica C per il T, la differenza di temperatura tra una faccia interna e una faccia esterna dello stesso materiale.

Questa formula matematica descrive non solo la capacità che un materiale pesante, ca-ratterizzato da una massa “m” ha di accumulare calore, ma in virtù del fattore descrittivo del calore specifico, anche della capacità che questa parete ha di trasmettere questo stesso flusso di calore da una faccia esterna ad una faccia interna o viceversa, in un arco di tempo determinato. L’Inerzia termica misura la velocità di risposta di un elemento ad una sollecitazione termica descritta attraverso lo sfasamento e lo smorzamento dell’onda termica nel passaggio dalla superficie esterna alla superficie interna dell’elemento ( o viceversa).



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Quello che succede all’onda termica in questo lasso di tempo che deve essere determi-nato, non è semplicemente una traslazione, cioè non è semplicemente un movimento da una parte all’altra, ma è anche, e si vede anche dal confronto di queste due curve , una sorta di modifica della curva sinusoidale che parte con una oscillazione piuttosto ampia e in relazione alla inerzia termica della parete, subisce una sorta di appiattimento, che può essere più o meno sensibile, in relazione alle caratteristiche della parete specifica. Questo significa che l’inerzia termica di un elemento di involucro sarà tanto maggiore non solo quanto maggiore sarà lo sfasamento misurato in ore, quindi la dimensione temporale, dal momento in cui l’onda termica incide al momento in cui l’onda termica esce dall’altra parte, ma anche in relazione alla capacità della parete stessa di attenuare le differenze di picco di temperatura dell’onda termica incidente. Cosa significa avere un’onda termica attenuata? Significa che il flusso termico una volta all’interno dell' edificio, causerà una variazione poco rilevante della oscillazione temperatura interna: questo aspetto ha un’incidenza specifica sul comfort percepito dalle persone che vivono all’interno di quell’ambiente perché in linea generale posso trovarmi in una situazione di comfort a 26/27 gradi co-stanti e percepire invece una situazione fisicamente di discomfort quando il flusso di ca-lore che entra all’interno dell’edificio è caratterizzato da una variazione ad esempio da 24 a 28 gradi: nonostante la media delle temperature sia la stessa, la percezione fisica dell’utente all’interno dell’ambiente è di maggiore comfort quanto più è stabile e costan-te la temperatura dell’ambiente, anche se leggermente più alta rispetto ad un’ipotetica temperatura media causata da un flusso oscillatorio .

Quindi l’obiettivo principale di una progettazione in ambito mediterraneo è quello di realizzare strutture di involucro che siano in grado di sfasare, cioè ritardare, l’ingresso dell’onda termica all’interno dell’edificio di un T specifico in relazione alla tipologia dell’edificio stesso, ma allo stesso tempo anche di attenuare l’oscillazione propria del flusso termico estivo, quanto più possibile, per garantire una costante di temperatura all’interno dell’edificio stesso, e questo vale nella direzione, di ingresso del calore all’interno dell’edificio, ma vale ancora di più in senso opposto, ossia di accumulo del ca-lore sulle pareti interne dell’edificio. Ciò è dimostrato da numerosi studi scientifici sep-pure quasi ignorato dalla normativa. In sintesi l’effettiva capacità di una parete di regola-re l’accumulo di calore, quindi di evitare il surriscaldamento in ambiente estivo, deriva non tanto da quanto riesce a bloccare l’onda termica incidente dall’esterno, ma quanto riesce ad accumulare, conservare poi disperdere il calore prodotto all’interno dell’ambiente dalle persone, dalle apparecchiature, dall’illuminazione, cioè da quelli che sono generalmente considerati i carichi interni oltre che dagli apporti gratuiti che deri-vano dall’irraggiamento solare attraverso i componenti trasparenti dell’involucro.

Questo come dicevo è un elemento di cui la normativa attuale in Italia tiene in conto in misura minima. Ciò nonostante, il nostro obiettivo deve rimanere quello di progettare edifici, progettare elementi di involucro, che abbiano una buona inerzia termica descritta attraverso questi due elementi: capacità di traslare temporalmente l’onda termica e ca-pacità di ridurne la variazione di temperatura. Per quanto riguarda il concetto di efficienza energetica nel periodo estivo, quando non si passi per la valutazione complessa dell’indice EPe, inv, le linee guida ci impongono in-fatti non di calcolare, ma di esprimere un giudizio qualitativo su quella che è la presta-



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zione degli elementi dell’involucro: non è previsto quindi un calcolo specifico con un li-mite da rispettare, anche perché il concetto di valutazione di prestazione dell’edificio in regime transitorio è un po’ più complesso e non si può sintetizzare in una tabella con semplici numeri e parametri limite. Come dicevo la normativa ci richiede di esprimere un giudizio che deriva dalla valutazione combinata di due di quei parametri visti in prece-denza, cioè dello sfasamento (dilazione temporale espressa con il termine “s”) e del fat-tore di attenuazione f, ossia di quella capacità di “schiacciare” l’onda termica e di dimi-nuirne l’oscillazione sinusoidale. Il fattore di attenuazione, matematicamente è rappresentato da una distanza: quindi quanto minore è il valore di “f” quanto migliore sarà l’inerzia termica, la capacità della parete di contribuire a questo “appiattimento” dell’onda termica. Lo sfasamento indica invece la dimensione temporale del flusso, dal momento in cui l’onda incide la parete in un punto e passa sul lato opposto. Le linee guida della normativa ci riportano a questa tabella riassuntiva sulla base della quale mettendo a confronto, per l’elemento di analisi, lo sfasamento e il fattore di atte-nuazione, incrociando i dati il progettista deve esprimere un giudizio di tipo qualitativo sulle prestazioni dell’elemento;



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Il problema è che non sempre il progetto ricade in una delle situazioni di tabella: spesso ad uno sfasamento compreso fra le 10 e le 12 ore può corrispondere un fattore di atte-nuazione compreso fra 0,30 e 0,40. In questo caso la normativa ci impone di considera-re come prioritario, per l’espressione del nostro giudizio qualitativo ai fini anche della certificazione, il dato relativo allo sfasamento; quindi di ignorare il fattore di attenuazio-ne e di esprimere il giudizio correlato alla casella dello sfasamento.

Questo è un elemento critico perché la formula di trasmittanza termica periodica si basa sul fattore di attenuazione, per cui da una parte abbiamo un valore di YIE che è un limite preciso da rispettare e dall’altra c’è una tabella che ci chiede di esprimere un giudizio qualitativo mettendo in secondo piano il valore di f.

Il calcolo di f è complicato: c’è una normativa specifica (UNI EN ISO 786) che spiega come calcolarlo, ma a differenza di tutti gli altri parametri descrittivi della prestazione energetica, non è un calcolo che si può fare “manualmente”. La formula di f introduce una serie di elementi, numeri matematici complessi, calcoli ma-triciali che derivano dalle caratteristiche specifiche del materiale, quindi dalla natura del materiale e dalla sequenza con cui i singoli materiali sono abbinati fra loro a comporre la stratigrafia dell’elemento costruttivo. Mentre per il calcolo della trasmittanza termica invernale, cambiando l’ordine dei mate-riali nella stratigrafia il risultato non cambia, per quanto riguarda le caratteristiche dina-miche dell’edificio (la trasmittanza termica periodica, lo sfasamento, il fattore di attenua-zione, la capacità termica), modificando la sequenza di assemblaggio dei materiali (per la parete o il tetto) il risultato finale è sensibilmente differente come si evince dalla anlisi della formula di calcolo attraverso cui questi elementi vengono valutati. Questi sono i concetti di base che dovrebbero orientare la definizione della nuova nor-mativa energetica per la progettazione e la valutazione dell’efficacia e dell’efficienza energetica, inclusi anche i costi benefici, di edifici a energia quasi zero. E' bene precisare che il concetto di edificio a energia quasi zero è difficile da definire, la normativa stessa non dice chiaramente che cosa si intende, poiché non descrive edifici a consumo nullo, ma la normativa non indica neppure un valore di consumo massimo spe-cifico. A questo punto è opportuno introdurre il concetto di “edificio di riferimento” sul quale basare il confronto per la valutazione della prestazione. E' un concetto strano per noi in Italia che siamo abituati a lavorare con tabelle e numeri, limiti di trasmittanza e massa, ma è un concetto che in Europa è diffusissimo. Quasi tutte le normative per il calcolo della prestazione energetica degli edifici, fuori dall’Italia, non adottano la zona climatica quale riferimento, non definiscono tabelle specifiche per la prestazione dell’involucro, non prevendono distinzioni in base alle destinazioni d'uso o alla superficie dell'interven-


Certificazione energetica e ambientale

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LEZIONE 2 CERTIFICAZIONE ENERGETICA E AMBIENTALE Arch. Rodolfo Collodi Nei prossimi decenni saremo costretti a confrontarci con il superamento dei limiti fisici del pianeta. Dovremo tenere in considerazione il territorio, le risorse e l'impatto che gli interventi edilizi hanno sull'ambiente. Perché è importante preoccuparsene in edilizia? Perché in linea generale è proprio in questo settore che si consuma la maggior parte dell'energia e delle risorse (oltre il 40% del totale) e sempre in questo settore si produce un quarto dei rifiuti globali.

Ma non vi parlerò dei cambiamenti climatici, dello scioglimento dei ghiacciai, di tutti quegli eventi macroscopici riconducibili al nostro impatto sull'ambiente e sull'ecosiste-ma, dovuti prevalentemente all'aumento delle emissioni di CO2, perché sono stati presi a riferimento per la emanazione delle varie direttive europee, (dalla direttiva 2002/91/CE alla più recente 2010/31/UE che pone come obiettivo la realizzazione di edifici ad energia quasi zero), nate proprio dalla presa di coscienza globale della necessi-tà di un intervento significativo al fine di ottenere una maggiore sostenibilità del costrui-to. Attualmente è molto diffuso l'uso della dicitura “Edificio in Classe A” come sinonimo di edificio sostenibile e sicuramente tutti voi professionisti e operatori del settore delle costruzioni siete in grado di riassumere quelle che sono le caratteristiche di un edificio ad alta efficienza energetica:

Intervenire sul settore edile è quindi il punto chiave per avere un elevato contributo al perseguimento degli obiettivi di sostenibilità



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basso consumo energetico, legato ad un iper-isolamento dell'involucro impiantistica efficiente, abbinata all'uso di energie rinnovabili e allo sfruttamento de-

gli apporti solari e degli apporti interni Riflettendo su questi due punti, l'immagine che mi viene in mente è quella di un frigori-fero. Sì proprio un frigorifero. Perché il frigorifero, pur essendo un elettrodomestico, ef-fettivamente risponde alle stesse necessità di basso consumo e massima efficienza. E' caratterizzato da un involucro performante, con assenti o minime dispersioni anche per ventilazione, e da un impianto ad alta efficienza, una macchina frigo, identica ad una pompa di calore, che oggi è considerato il sistema più efficiente; in più il sistema di emissione del calore (o, per meglio dire nel frigo, di sottrazione) è costituito da una pare-te radiante, cioè ancora uno dei sistemi con maggiore efficienza. Se a questo aggiungiamo che il frigorifero ha anche un sistema di controllo per il rispar-mio della luce artificiale, per trasformare un elettrodomestico in un edificio classe A manca veramente poco. Basta aggiungere sistemi di controllo degli apporti solari (es. schermature) e sistemi di captazione attiva solare, allora avremo ottenuto un perfetto modello dell'edificio in Classe A che rispetta la normativa.

Ma non possiamo costruire solo secondo la “norma energetica” perché le medesime prestazioni di base si possono raggiungere con molteplici materiali, alcuni dei quali, sep-pure molto preformanti, provengono da cicli di produzione altamente inquinanti e im-pattanti sull'ambiente. In sostanza la sola valutazione dei consumi energetici non basta a definire l'impatto che la costruzione di un edificio ha sull'ambiente e sull'uomo. Il comune pensiero che un edificio in Classe A sia ecologico è una forzatura dato che esiste una contraddizione evidente nel momento in cui si utilizzano materiali a base pe-trolchimica per ottimizzare le prestazioni e i consumi di un edificio, e quindi per ridurne



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La natura ci ha insegnato a riconoscere se un alimento è commestibile attraverso degli “indicatori” come la muffa o il cattivo odore, ma la stessa cosa non si può dire per un fabbricato o un prodotto. Da molti anni sono stati sviluppati degli indicatori di sostenibilità che a livello governati-vo servono ad indirizzare e valutare le scelte in base all'impatto che le produzioni e le emissioni possono avere a livello globale. L'utilizzo internazionale degli indicatori come strumento di supporto alle politiche è ormai oggetto di elaborazioni e decisioni impor-tanti come ad esempio lo strumento Agenda 21. Gli indicatori di sostenibilità a cui mi riferisco sono:

zaino ecologico - definisce la sostenibilità di un prodotto in base ai kg di materiale utiliz-zato nel ciclo di vita dello stesso;

l’impronta ecologica – indica la sostenibilità di un materiale attraverso la definizione del-la superficie di territorio equivalente necessaria alla sua produzione;

l’impronta di carbonio – rappresenta la sostenibilità di un materiale attraverso la quantità di CO2 emessa per la produzione;

l’impronta idrica – dice quanto un prodotto/materiale è sostenibile in base alla quantità di acqua necessaria per la sua produzione.

Per quanto riguarda l’edificio ambientalmente sostenibile, i fattori che dobbiamo tenere in conto (anche ai fini di una certificazione ambientale) sono:

1) Le risorse: acqua, energia, suolo La sostenibilità dei nostri interventi dipende dal bilanciamento tra le risorse materiali e immateriali (energie) prelevate, e la naturale capacità degli ecosistemi di rigenerarle. Acqua - la percentuale di acqua potabile disponibile per l'alimentazione umana nel mon-do è circa l’1% rispetto alla superficie totale, tra l’acqua salata, l'acqua nei ghiacciai e nel sottosuolo. Gli esperti dicono che l’acqua sarà, nel prossimo futuro, uno dei motivi per scatenare guerre. Per questo la gestione attenta di questa risorsa è, e sarà, uno degli elementi sempre più importanti. Per quanto riguarda l'uso dell'acqua in edilizia è impor-tante considerare le problematiche legate all'uso dell'acqua potabile, alla gestione delle acque meteoriche e al recupero delle acque grigie Energia – attualmente la produciamo per la maggior parte bruciando combustibili fossili, (carbone, derivati del petrolio, gas metano) risorse in esaurimento e responsabili di emis-sioni clima alteranti. In un mondo sempre più dipendente dall'energia, il potenziale di risparmio energetico legato all'aumento dell'efficienza di uso della stessa è enorme, a questo si aggiunge la necessità di controllare le emissioni clima alteranti attraverso un maggior ricorso ad energie rinnovabili. Suolo – l'inquinamento del suolo non è un fenomeno meno conosciuto, forse perchè meno evidente, ma non per questo di minore importanza poiché esso è una risorsa finita e limitata. Nelle nostre zone abbiamo sempre meno terreno disponibile per agricoltura e boschi, per questo è da considerare a tutti gli effetti una risorsa da tutelare.



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2) Carichi ambientali l'edilizia sostenibile è ormai individuata come una priorità; sempre più spesso vengono emanate normative e direttive tese a ridurre l'incidenza dell'edilizia sul prelievo di mate-riali dall'ambiente naturale e al controllo delle problematiche relative al trattamento e allo smaltimento dei rifiuti da costruzione e demolizione. L’edificio interagisce con il suo intorno inquinando, alterando l’ambiente circostante, immettendo in ambiente scarichi (in acqua) ed emissioni (in aria), ma anche attraverso la riduzione della permeabilità dei suoli, e alterando la temperatura locale. Per le città si parla di effetto isola di calore. Sinteticamente, questo è un fenomeno do-vuto ai colori, ai materiali e alla massa delle zone edificate che, specialmente in estate, assorbono molto più calore creando dei microclimi con temperature più alte di 2-4 C° rispetto alle zone meno densamente costruite, e aumentando così la richiesta di raffre-scamento che ancora oggi avviene tramite il condizionamento. Studi recenti, riguardo al surriscaldamento globale del pianeta, hanno trasferito il pro-blema della CO2 sui carichi dovuti alle temperature delle nostre città. Sinteticamente potremmo risolvere almeno in parte il problema del surriscaldamento dipingendo di bianco il 50% degli edifici delle città. Quindi capite come l’incidenza dei carichi, che un intervento edilizio può avere sul territorio, è notevole. 3) La qualità interna Il comfort ambientale coinvolge tutti i nostri sensi, che partecipano in maniera attiva alla percezione del luogo in cui ci troviamo, e da cui dipende la sensazione di benessere che proviamo. L'ambiente interno non può essere mai considerato un contenitore neutro. Qui alcune considerazioni riguardo ad alcuni degli elementi che interagiscono con l'uo-mo in ambiente interno. Vista verso l'esterno – elemento importante, eppure spesso trascurato, che determina un maggiore (o minore) legame tra la persona e il luogo. Importante allora fare un intervento edilizio che privilegia ciò che è intorno, dando valo-re a elementi significativi (es. una montagna, un albero, un parco, uno scorcio interes-sante, un edificio particolare). Illuminazione naturale - privilegiare l’utilizzo della luce naturale rispetto a quella artificia-le, è premiante non solo a livello energetico. Studi di neurofisiologia hanno evidenziato che circa l'80% di tutte le informazioni sensoriali del luogo in cui ci troviamo sono di na-tura visiva, e il nostro cervello è costantemente impegnato a selezionare queste infor-mazioni. Da sempre la luce è considerata elemento vitale, indispensabile per lo svolgi-mento della vita. Senza luce non possiamo percepire forme, colori, spazio, movimento. Sappiamo che la resa cromatica della luce artificiale non è mai pari a quella della luce na-turale, e anche il nostro metabolismo trae beneficio dall'esposizione alla luce del sole, che permette di produrre la vitamina D. Per questo il corretto uso della luce naturale è considerato di primaria importanza per una progettazione finalizzata al benessere dell'individuo e attenta al risparmio energeti-co.



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VOC - sono le sostanze volatili nocive in ambiente che costituiscono una parte conside-revole degli inquinanti presenti indoor. Hanno la proprietà comune di evaporare facil-mente a temperatura ambiente e quindi di diffondersi nell'aria sotto forma di gas. Tutto quello che ci circonda in un ambiente può produrre composti organici volatili no-civi, ad esempio il fumo, ma anche la formaldeide, presente nella maggior parte di col-lanti per arredi, che viene rilasciata costantemente in ambiente per molti anni, e poi an-cora toluene, benzene ecc. Questa fonte di inquinamento interno può essere anche considerevole sia dal punto di vista qualitativo che quantitativo. Nonostante recenti normative ne abbiano previsto la riduzione, le sostanze sintetiche sono ancora utilizzate per arredi, rivestimenti, prodotti di finitura, e possono degradarsi nel tempo continuan-do ad emettere composti volatili nocivi, con effetti rilevanti sulla salute delle persone. Recenti normative hanno ridotto la quantità di formaldeide ammessa nei materiali, ma è comunque sempre presente. Anche le murature possono rilasciare VOC, ad esempio i disarmanti che vengono utiliz-zati per le casseforme del calcestruzzo (che richiedono protezione per l'operatore) ri-mangono sulle superfici dei muri ed esalano sostanze dannose al variare di temperatura e umidità. Pertanto si può essere soggetti a simili esalazioni per lungo tempo. Elettromagnetismo – i campi elettromagnetici a bassa frequenza sono generati dalle tensioni e dalle correnti dei sistemi di produzione, trasformazione e distribuzione dell'e-nergia, nonché dalle tensioni e correnti che attraversano i circuiti elettrici presenti nell'edificio e da tutti gli apparecchi ad essi collegati. C'è una diffusa preoccupazione ri-guardo agli effetti negativi derivanti dalla esposizione dell'organismo a questo tipo di sollecitazioni, anche in relazione al fatto che le fonti di emissione di campi elettromagne-tici sono in aumento nelle nostre case. L’elettromagnetismo riduce le capacità dell’organismo di reagire alle malattie. Volendo schematizzare si può affermare che i campi elettromagnetici a bassa frequenza parreb-bero provocare sull'uomo una riduzione delle difese immunitarie, alterazioni al ritmo cardiaco, malattie di tipo neurologico, di tipo genetico e di tipo cancerogenetico. Oltre ai campi elettromagnetici artificiali esistono campi elettromagnetici naturali che avvolgono la terra e con i quali ognuno interagisce costantemente. Anche questi ultimi possono avere effetti negativi sulla salute delle persone, ma quanti, prima di costruire, hanno fatto degli studi riguardo alle energie sottili? In quanti valutano se dietro la testa-ta del letto c’è una linea a bassa o a media tensione? o a che distanza è la centrale o li-nea elettrica? La sostanza è che ancora non c'è attenzione alla riduzione dei campi elet-tromagnetici, ma nell'ottica della qualità ambientale di un edificio è un tema importante. 4) Manuali e programmi di gestione Le attuali normative prevedono che al termine di lavori venga redatto e rilasciato un fa-scicolo tecnico con considerazioni relative ai successivi interventi sul fabbricato. In que-sto caso l'attenzione è puntata alla riduzione dei rischi nelle fasi di manutenzione. Ideale è invece avere un manuale che racchiude le caratteristiche dell'edificio e degli impianti, e fornisce informazioni e istruzioni per l'utente finalizzate al loro corretto uso. Un po' come già avviene per una automobile. La performance di una costruzione è fortemente connessa alle abitudini degli occupanti, sia nell'uso del riscaldamento, che dell'illuminazione, che dell'acqua potabile ecc; il ma-nuale risulta così di estremo aiuto per informare gli utenti riguardo all'uso corretto della

Maggio 2014

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Edifici a energia quasi zero - labcostruiresostenibile.it€¦ · Secondo il quadro normativo...

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