Passive-on. Il progetto europeo per case passive nei climi caldi

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Passive–On è un progetto europeo di ricerca attivato nel 2005 –con un budget di 714.000 Euro –finanziato per il 50% dalla UE a fondo perduto – mediante il programma SAVE Intelligent Energy Europe con lo scopo principale di promuovere il concetto e i vantaggi della casa passiva nei climi caldi. Ve lo proponiamo come best practice poiché ancora attuale, nonché utile per progettare edifici confortevoli e a basso consumo. Illustreremo quali standard del protocollo tedesco Passivhaus, messi a punto per i climi freddi valgono anche per i climi caldi.

Come progettare una casa passiva nel Mediterraneo

PREMESSA

Richiamiamo brevemente alcuni concetti fondamentali dello standard Passivhaus per coloro i quali fossero digiuni. Innanzitutto non è un marchio ma un criterio progettuale definito in un protocollo messo a punto in Germania negli anni ‘90 con lo scopo di contenere i consumi energetici dovuti ad inverni rigidi senza compromettere il livello ottimale di comfort indoor. In termini tecnici, il protocollo consente di realizzare case passive, in inglese passive house, che richiedono un fabbisogno energetico annuo per il riscaldamento non superiore ai 15 kWh al metro quadrato.

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Grazie agli standard del Passivhaus Institut un edificio risulta molto più conveniente e confortevole rispetto a quelli realizzati secondo la nostra Legge 10: in pratica, a parità di comfort indoor richiede all’incirca l’85% in meno di energia all’anno e, includendo gli impianti elettrici, il fabbisogno totale non supera i 120 kWh al metro quadrato.

Perché adattare gli standard menzionati ai climi caldi? Dovremmo cercare la risposta riflettendo sul concetto degli apporti gratuiti di calore negli ambienti. D’inverno queste fonti di calore addizionale risultano gradevoli, mentre d’estate particolarmente indesiderate. Pensiamo ad esempio ad una cucina–pranzo, magari dotata di finestre orientate a sud ovest, e di un’elevata concentrazione di elettrodomestici funzionanti 24h, come la colonna frigo–congelatore.
Ebbene, in tale stanza, resa ermetica secondo il protocollo Passivhaus, succede che agli effetti “serra” –dovuti alle finestre basso emissive (che trattengono le radiazioni solari)– e “radiatore” –causati dai muri d’ambito (poiché non riescono a dissipare calore in tempi funzionali al benessere a causa della coibentazione spinta)– si sommano il calore degli elettrodomestici accesi, nonché quello prodotto dagli utenti (circa 100 Watt per persona).

Vediamo allora come il Passive–on tenta di risolvere questi problemi per migliorare il comfort e nel contempo ridurre i consumi anche nelle latitudini dove il condizionamento estivo richiede consumi energetici tutt’altro che marginali.

IL CONSORZIO

Al progetto Passive–On lavorò un team internazionale composto da istituti di ricerca, sia pubblici che privati, con comprovata esperienza sui temi di case passive, raffreddamento passivo e di analisi di politiche di risparmio energetico. I partecipanti erano di 6 paesi differenti con una prevalenza ricercata di quelli a clima mediterraneo come: Spagna, Francia, Portogallo e Italia. Siamo orgogliosi di constatare che il nostro Paese maggiormente contribuì al progetto di ricerca con la partecipazione di ben tre enti di cui uno anche con il ruolo di coordinatore europeo. Ecco il team di ricerca:

  • Italia: end–use Efficiency Research Group (eERG) del Politecnico di Milano (coordinatore del progetto), Assessorato alle politiche ambientali della Provincia di Venezia e Rockwool Italia.
  • Francia: International Conseil Energie (ICE).
  • Germania: Passivhaus Institut.
  • Portogallo: Natural Works e Instituto Nacional de Engenharia, Tecnologia e Inovação (INETI).
  • Regno Unito: School of the Built Environment, Nottingham University.
  • Spagna: Asociación de Investigación y Cooperación Industrial de Andalucía (AICIA).

IL PROGETTO DI RICERCA

Passive–On nacque con il proposito di esaminare le modalità di diffusione degli standard del protocollo tedesco, messo a punto dalPassivhaus Institut, in particolare nell’Europa del sud ancora prima che in Italia recepissimo la direttiva europea 2002/91/CE sul rendimento energetico degli edifici. Nei paesi dell’Europa meridionale la necessità di condizionare gli ambienti domestici non sussiste soltanto per il riscaldamento invernale, ma anche, e in molti casi in forma più importante, per il raffreddamento estivo.

Pensiamo ad esempio alle estati torride ed afose che, secondo i climatologi, sempre più frequentemente affliggeranno in modo particolare gli abitanti di città cementificate senza criteri di sostenibilità ambientale e dove i condizionatori, d’altro canto indispensabili, contribuiscono immancabilmente ad innalzare, anche di 5 gradi centigradi, la temperatura media. A quanto osservato dobbiamo spesso aggiungere il cosiddetto effetto “isola di calore” causato dalle enormi superfici asfaltate o pavimentate con materiali che assorbono grandi quantità di radiazioni solari. Di seguito vi riportiamo tre obiettivi e cinque regole progettuali messe a punto dal gruppo di ricerca per migliorare il comfort estivo.

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GLI OBIETTIVI

Il progetto di ricerca europeo si proponeva di perseguire i seguenti scopi:

  1. Sviluppare Linee Guida per assistere gli architetti e i designer (soprattutto i piccoli studi di progettazione tipici dell’Italia, Spagna e Portogallo) nella progettazione con costi relativamente bassi di case passive efficienti sia nei climi caldi che freddi. Tali Linee Guida migliorano il software PHPP (Planning House Planning Package) in modo da considerare i carichi estivi negli edifici e valutare le soluzioni per realizzare il raffreddamento passivo.
  2. Fornire unaRelazione di Opportunità e strategie funzionale alla Commissione Europea per portare su ampia scala l’adozione di case passive includendo:a) il completamento di un’analisi per determinare l’attuale livello di costruzione di case a basso consumo energetico nei paesi dei partner partecipanti, individuare le barriere che attualmente rallentano la loro adozione e proporre delle soluzioni di tipo regolativo o organizzativo che potrebbero portare ad una più larga diffusione sul territorio;b) la realizzazione di un modello comune di analisi nelle nazioni partner per stimare i potenziali risparmi globali di energia delle case passive nel medio e lungo termine;c) l’analisi dei benefici politici ed amministrativi per lo sviluppo di programmi volontari per ottenere la certificazione di casa passiva o adottare gli standard comuni del protocollo Passivhaus nelle nazioni partner del progetto; una parte della «Relazione di opportunità e strategie» sarà costituita dalPacchetto d’Azione del Governo Locale, che evidenzierà i diversi procedimenti locali per accrescere lo sviluppo delle case passive basati sulle buone pratiche esistenti sia nei paesi partner che nei paesi non associati.
  3. Divulgare il concetto di casa passiva nei paesi partecipanti e tra i potenziali destinatari (architetti, progettisti, governi) mediante workshop tecnici per architetti e designer in ogni nazione partner, un sito web multilingue e una conferenza conclusiva per tutti i portatori d’interesse.

REGOLE DI PROGETTAZIONE

In sintesi, per essere conformi agli attuali standard del Passivhaus gli edifici devono incorporare i seguenti principi generali:

  1. Involucro edilizio altamente isolato: Le pareti dell’edificio hanno un valore di trasmittanza termica (U) uguale o inferiore a 0,15 W/mqK, un isolamento tra i 20–40 cm a seconda del materiale impiegato.
  2. Serramenti altamente performanti:
    Le finestre sono costruite con vetri tripli a bassa emissività (valore U di 0,75 W/mqK ), fattore di trasmissione solare (G) del 50% ed infissi altamente isolati (valore U di 0,8 W/mqK).
  3. Eliminazione dei ponti termici: Attraverso una adeguata applicazione di isolamento, la trasmittanza termica lineare (Ψ) è ridotta al di sotto di 0,01 W/m K.
  4. Infiltrazioni di aria molto ridotte: Il ricambio d’aria è minore di 0,6 Volume/h alla pressione di 50 Pa.
  5. Ventilazione forzata con recupero di calore dell’aria in uscita: Il continuo ricambio di aria fresca è ottimizzato per assicurare il comfort indoor. Uno scambiatore di calore ad alta efficienza (superiore all’ 80%) è utilizzato per trasferire il calore dell’aria interna in uscita con l’aria fresca in entrata, i due flussi non si mischiano mai. Nei giorni particolarmente freddi, l’aria fornita può ricevere un riscaldamento supplementare se necessario. L’utilizzo di un preriscaldatore di aria fresca interrato può ridurre la necessità di riscaldamento supplementare.

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ACCORGIMENTI PER IL COMFORT ESTIVO

Raggiungere il comfort estivo non è cosa semplice poiché le città odierne presentano molte problematiche vincolanti, ad esempio l’alto livello di rumore notturno, isole di calore e restrizioni nell’orientamento delle finestrature, limitano o addirittura impediscono l’applicazione di alcune tecniche di raffreddamento notturno completamente passive (senza l’ausilio di impianti come ad esempio la ventilazione incrociata). Per tali ragioni le tecniche attive di raffreddamento (con l’ausilio di impianti efficienti ed a basso consumo energetico) in edifici altamente isolati possono pertanto rappresentare una soluzione accettabile anche d’estate.

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IL SOFTWARE

Passive–on mise a disposizione dei progettisti un software, Passive–On CD, per consentire ai vari ricercatori di testarlo nei rispettivi paesi. Nel sito web dedicato al progetto di ricerca è possibile scaricare gratuitamente il programma demo contenente le seguenti informazioni:

a. Gli Standard di Passivhaus nei paesi europei caratterizzati dai climi caldi – Linee Guida per la progettazione di abitazioni confortevoli e a basso consumo energetico;

Le Linee Guida progettuali a loro volta sono composte da tre documenti distinti.

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Parte 1 : Principi e Concetti.
Parte 2: Proposte di ciascun paese membro del consorzio di ricerca per raggiungere lo standard Passivhaus.
Parte 3 : Comfort, clima e soluzioni passive.

b. Verso le case passive – Meccanismi di supporto allo sviluppo del mercato delle case passive.
Si tratta di una retrospettiva delle politiche esistenti e proposte per velocizzare la diffusione di edifici a basso consumo energetico nei paesi partecipanti;

c. Corso di formazione Passive–On. Presentazioni in Power points e manuale per promotori di case passive;

d. Passive House Planning Package 2007. Si tratta della versione dimostrativa del software PHHP messa a punto al termine del progetto di ricerca la quale include il modello di calcolo dell’energia per il raffrescamento;

e. Passive–On Long Description. Si tratta di un documento sintetico illustrativo del progetto e dei risultati conseguiti.

LESSON LEARNT

La “lezione appresa”, secondo gli stilemi del project management, a conclusione della ricerca durata circa due anni, a nostro avviso, è particolarmente utile per coloro i quali volessero attivare un consorzio per un upgrade del progetto passive–on per migliorare la progettazione delle case passive o di altre iniziative a supporto, come ad esempio condurre verifiche del comfort con le classiche strumentazioni in dotazione del certificatore energetico professionista o anche analisi dell’impronta ecologica del processo edilizio.

I ricercatori di Passive–on dimostrarono che i concetti del Passivhaus, come per esempio un isolamento spinto dell’involucro edilizio, la minimizzazione dei ponti termici, un’attiva ventilazione forzata con recupero di calore, sommati a particolari accorgimenti tecnici –funzionali a limitare gli effetti degli apporti di calore– come per esempio gli schermi solari, la ventilazione notturna per il raffreddamento delle masse termiche, si rivelarono validi per realizzare edifici a basso consumo energetico durante tutto l’anno anche nel sud Europa. Il software PHPP rappresentò lo strumento principe per costruire con successo edifici altamente performanti, ovvero per calcolare il bilancio energetico già a partire dalla fase progettuale.

Giovanna Barbaro

Giovanna Barbaro Architetto e Tecnologo

Deve il suo carattere cosmopolita a Venezia, dove si laureò in architettura (IUAV). Dal 2008 europrogettista nei settori green economy e clean tech. Nel 2017 ha realizzato uno dei suoi più importanti sogni: fondare Mobility-acess-pass (MAP), un'associazione no profit per la certificazione dei luoghi pubblici per le persone con disabilità motorie. Tra i suoi hobby preferiti: la fotografia e la scrittura

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