Il bungalow irlandese che consuma meno di una casa passiva

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Carlow, un paesino a circa 80 chilometri da Dublino, può pregiarsi non solo del suo Institute of Technology, importante fonte di occupazione a livello internazionale, ma anche del Green Apple Award assegnato, per la prima volta, in Irlanda nel 2013 ad un progetto di riqualificazione energetica di un bungalow degli anni settanta che, dopo l’intervento è arrivato a ridurre i propri consumi rispetto a quelli di una casa passiva.

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IL BUNGALOW

Grazie ad un programma europeo (ERASMUS for YE) abbiamo verificato in loco come è stato migliorato il comfort indoor in un bungalow di 130 metri quadrati, costruito molto tempo prima dell’entrata in vigore del protocollo locale per il risparmio energetico BER (Building Energy Rating). Prima dell’intervento, diverse stanze del bungalow presentavano muffe dovute, all’elevata presenza di umidità e di ponti termici.

Dell’involucro edilizio originale sono stati mantenuti sia la copertura che i muri d’ambito a doppia struttura (cavity wall) –avente uno spessore totale di 300 mm– realizzata con due file di blocchi prefabbricati in cemento massiccio da 100 mm, separati semplicemente da una camera d’aria priva di isolante termico.

IL RETROFIT DELL’INVOLUCRO

L’intervento di riqualificazione energetica è durato circa nove mesi ed è terminato a novembre del 2010. Mr. McMillan esperto di protocolli di certificazione energetica e di LCA, ci documenta che grazie ad una diagnosi energetica (termo camera e blower door test) sono stati identificati importanti ponti termici (∆t fino a 5 gradi centigradi). Concluso l’intervento di riqualificazione, il bungalow è stato sottoposto al test di permeabilità dell’aria con la messa in pressione a 50 Pascal.

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Il risultato ottenuto, pari a 2,35 volumi all’ora, è un dato soddisfacente per un edificio di quella categoria, come affermato dagli stessi progettisti. Ricordiamo, a proposito, che negli edifici ad elevate prestazioni termiche, non dotati però di ventilazione meccanica controllata, il valore misurato di tenuta all’aria deve essere inferiore a 3, mentre negli edifici che ne sono dotati deve essere inferiore a 1,5.
Vediamo dunque in dettaglio il progetto che ha puntato sul miglioramento soprattutto del comfort, minimizzando le dispersioni termiche dell’intero involucro edilizio.

L’isolamento termico è stato potenziato, sia internamente tra i due muri (con lana di roccia) e sia nel lato interno. Le prestazioni invernali dell’involucro edilizio, dunque, sono migliorate riducendo del 93% la trasmittanza dei muri d’ambito e incrementando lo spessore di 100 mm (nuove trasmittanze teoriche: 0,12 W/mq.K per le facciate, 0,10 W/mq.K per la copertura e 0,15W/mq.K per il solaio contro terra con un isolamento di 250 mm e 0,65 W/mq.K per i serramenti in legno e PVC da 52 mm con doppia vetrocamera).

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IL RETROFIT DELL’IMPIANTO

Una volta determinato il fabbisogno annuo di energia (in regime stazionario) i progettisti hanno dimensionato l’impianto ad energie rinnovabili in base ai reali consumi di una famiglia di quattro persone. L’impianto originario è stato totalmente sostituito con un sistema alimentato da pannelli solari, termici e fotovoltaici, per la produzione rispettivamente di energia termica ed elettrica. L’impianto ad energie rinnovabili occupa complessivamente 32 metri quadrati della falda rivolta a sud.

Il riscaldamento radiante è disposto sul pavimento ed è alimentato da 20 metri quadrati di collettori solari. Grazie all’energia fotovoltaica, una pompa di calore (ad aria–acqua con un COP del 316%) si accende solo quando la temperatura del fluido, nell’accumulatore inerziale combinato (sia per l’ACS e sia per il riscaldamento) e con capacità di circa 1000 litri scende al di sotto di 35 gradi centigradi, ovvero al di sotto della temperatura preimpostata. Alle 20 di sera (ora locale a inizio della primavera) il termometro misurava 36,7 °C.

L’impianto di ACS soddisfa anche un raro criterio di sostenibilità ambientale in quanto l’acqua, solo quella della linea calda, proviene da una vasca di raccolta dell’acqua meteorica, opportunamente filtrata ed igienizzata mediante UV, situata in un apposito vano tecnico sottotetto.

I pannelli solari termici sono inclinati di 37°, dunque perfettamente integrati nel tetto e allo stesso tempo ottimizzati per sfruttare la radiazione solare invernale
giacché Carlow si trova a circa 52° di latitudine. Da maggio ad ottobre il bungalow non richiede l’accensione del riscaldamento, ma durante l’inverno la radiazione solare –catturata dai collettori– soddisfa in media il 40% del fabbisogno di energia termica. Se consideriamo che la radiazione solare in Irlanda è molto bassa rispetto a quella media nel nostro Paese allora la prestazione ottenuta è davvero encomiabile, quanto lungimirante (vedasi obiettivi energie rinnovabili fissati per il 2017 dalla direttiva europea 2010/31/CE compresi gli edifici esistenti).

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I pannelli solari termici installati hanno delle prestazioni superiori a quelle dei collettori convenzionali poiché sono un modello ibrido rispetto alle due tecnologie già conosciute. Nel loro interno i consueti tubi alloggiano in concentratori solari parzialmente sotto vuoto. L’impianto fotovoltaico occupa 12 metri quadrati della copertura, ha una potenza media annua di 2 KW ed è stato dimensionato sulla base di un’attenta analisi dei reali consumi della famiglia. L’energia prodotta in eccesso viene ceduta alla rete elettrica analogamente al nostro sistema “scambio sul posto”.
Tali pannelli sono produttivi specialmente nelle stagioni intermedie perché in quel periodo fino all’ 80% dei raggi solari sono obliqui.

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In ultima analisi, è stato certificato che il bungalow consuma annualmente 5,45 KWh/mq, quindi poco più di un terzo di quello che consumerebbe una casa passiva delle stesse dimensioni. In termini d’impatto ambientale ciò significa che le emissioni annue di anidride carbonica equivalente, corrispondenti a quel consumo, sono pari a 2,62 Kg CO2/mq.

VALUTAZIONE DEL COMFORT INDOOR

Grazie al menzionato programma europeo, abbiamo valutato in loco il comfort indoor innanzi tutto verificando le condizioni al contorno, soprattutto la rispondenza delle prestazioni reali a quelle di progetto delle facciate poste a nord.
In generale, senza documentazione tecnica, è difficile anche per un certificatore, o auditor energetico esperto, verificare le prestazioni dei componenti edilizi, specie dei serramenti, senza realizzare prove distruttive. Tuttavia, verificare gli spessori delle lastre, l’eventuale presenza e correttezza del posizionamento delle pellicole basso emissive è possibile con l’ausilio, rispettivamente, di uno spessimetro e di un semplice accendino. Riguardo alla valutazione della qualità dell’aria e di fattori di discomfort sono state prese come riferimento le seguenti norme: americana ASHRAE 62:2001 ed europea UNI EN ISO 7730:2006.

Grazie alla luce laser, principio su cui si basa lo spessimetro per vetri, abbiamo verificato che il telaio dei serramenti è composto da tre lastre da 4 mm isolate da due vetrocamere da 20 mm.

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Con il termo flussimetro è stato verificato il valore della trasmittanza della parete esposta a nord in base alla norma ISO 9869:1994. Il risultato ottenuto si è avvicinato con buona approssimazione ai valori teorici, superandoli di qualche punto percentuale. Presumiamo perciò che nei muri ci fosse un po’ di umidità dovuta alle precipitazioni dei giorni precedenti al test. Per quanto riguarda gli indici di disagio ambientale nessuno dei seguenti è stato riscontrato:

  • Correnti d’aria nei luoghi di stazionamento prevalente superiori a 0,25 m/sec.
  • Gradiente verticale di temperatura superiore a 10°C.
  • Gradiente orizzontale di temperatura superiore a 5°C.
  • Temperatura eccessivamente bassa o elevata dei pavimenti (fuori dal range 19–26°C).
  • Asimmetria radiante con un delta maggiore di 3°C.

Trascorrendo alcune ore all’interno del bungalow abbiamo osservato che il comfort indoor è realmente garantito da un impianto di ventilazione meccanica con il recupero di calore poiché attivo durante 24 ore e quindi in grado di mantenere una temperatura operativa all’interno del range di 20–22°C nella stagione fredda. In corrispondenza dei locali con maggior produzione di umidità (cucina e bagni) l’aria viziata viene aspirata da bocchette sul soffitto. In tal modo, all’utenza è risparmiato l’onere di aprire le finestre ad intervalli regolari, anche quando spesso non sia presente all’interno dell’abitazione.

Per valutare in modo veloce, e relativamente economico, la qualità dell’aria indoor abbiamo invece misurato la concentrazione di CO2, poiché il suo tenore è direttamente proporzionale al metabolismo medio degli occupanti. In presenza di quattro persone, ad una temperatura di 21°C con il 55 % di umidità relativa, nella cucina–pranzo abbiamo riscontrato un tenore di CO2 pari a 795,5 ppm (buono poiché non supera il limite di 1000 ppm).

L’audit realizzato nel bungalow comprova che, pur in un Paese con clima prevalentemente freddo e umido, è possibile vincere la sfida ecologica del nuovo millennio: ridurre in modo consistente l’uso di energia fossile a favore delle energie rinnovabili, senza però rinunciare a ottimi livelli di comfort termoigrometrico anche con interventi a posteriori su edifici inefficienti.

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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