Casa passiva e case a energia quasi zero

Cos’è una casa passiva? e una casa e energia quasi zero? Cosa significano in parole povere queste definizioni? Proviamo a rispondere a questa domanda per fare un pò di chiarezza.

schema di casa passiva

schema di casa passiva

Casa Passiva – passivhaus

Una semplice definizione si trova su wikipedia:

La casa passiva (Passivhaus secondo il termine originale di lingua tedesca, passive house in lingua inglese) è un’abitazione che assicura il benessere termico senza o con una minima fonte energetica di riscaldamento interna all’edificio ovvero senza alcun impianto di riscaldamento “convenzionale”, ossia caldaia e termosifoni o sistemi analoghi.

Quindi essenzialmente una casa passiva è una casa che consuma poco o nulla. Si nota subito che la definizione poco centra con la bioedilizia, nel senso che una casa passiva può essere teoricamente realizzata con qualsiasi tecnologia, a patto di ridurne tantissimo i consumi per la climatizzazione.

Sempre su wikipedia troviamo un altra interessante considerazione:

L’impianto di riscaldamento convenzionale si può eliminare se il fabbisogno energetico della casa è molto basso, convenzionalmente inferiore a 15 kWh al m² anno. Queste prestazioni si ottengono con una progettazione molto attenta, specie nei riguardi del sole, con l’adozione di isolamento termico ad altissime prestazioni su murature perimetrali, tetto e superfici vetrate e mediante l’adozione di sistemi di ventilazione controllata a recupero energetico.

Facciamo notare che in Emilia Romagna una casa in classe A+ si definisce una casa con un consumo inferiore a 25 kW/m2 annuo, quindi una casa passiva è una casa con un consumo di parecchio inferiore alla classe A, che sempre in Emilia Romagna ha un consumo inferiore ai 40 kW/m2 annuo.

Lo standard tedesco prevede i seguenti requisiti per una passivhause:

  • fabbisogno energetico utile richiesto per il riscaldamento ≤ 15 kWh/(m²a)
  • carico termico invernale ≤ 10 W/m²
  • fabbisogno energetico utile richiesto per il raffrescamento ≤ 15 kWh/(m²a)
  • carico termico estivo ≤ 10 W/m²
  • tenuta all’aria n50 ≤ 0,6/h
  • fabbisogno energetico primario di energia ≤ 120 kWh/(m²a)

Per ottenere tali caratteristiche sono necessarie bassissime trasmittanze delle pareti opache (intorno a 0,10-0,20 kW/m2K) e ermeticità dell’involucro a tutti i livelli. L’ermeticità può essere verificata dopo la costruzione con Il Blower-Door-Test (secondo la UNI EN 13829; il valore n50 ottenuto dal collaudo non deve superare 0,6 h−1) della costruzione grezza (a rustico) verifica che tutti i collegamenti e i componenti siano effettivamente quasi ermetici.

Attraverso una attenta realizzazione dell’involucro edilizio si possono completamente evitare i possibile deterioramenti o danni derivanti dalla condensa e dalla formazione di muffe che sono il problema che purtroppo affligge le case moderne, in un successivo articolo parleremo anche di questo problema e di come è possibile evitarlo e cercare di risolverlo.

impiantistica di una casa passiva

In una casa passiva in genere non viene utilizzato un impianto di riscaldamento tradizionale. Esiste almeno una fonte di calore, e la distribuzione del calore avviene nella maggior parte dei casi attraverso un sistema di ventilazione controllata con scambiatori a flusso incrociato che recuperano l’80% del calore dell’aria in uscita. I termosifoni e le superfici irradianti non sono necessari, anche se il loro utilizzo è ammesso: in tal caso possono essere di dimensioni ridotte. In una casa passiva le perdite energetiche sono talmente limitate che la presenza di una persona in più o in meno all’interno dell’involucro riscaldato può cambiare sensibilmente le condizioni interne.

Per realizzare l’indispensabile cambio d’aria dovuto a ragioni igieniche e al medesimo tempo perdere il minor quantitativo possibile di energia, è previsto un impianto di ventilazione con recupero di calore alimentato con motore ad alta efficienza (potenza richiesta nell’ordine dei 40W). L’aria calda in uscita (dalla cucina, dal bagno e dal WC) viene convogliata verso uno scambiatore a flusso, dove l’aria fredda in ingresso riceverà dall´80% sino al 90% del calore. L´aria di alimentazione viene così riconvogliata verso la casa (soggiorno e camere da letto).

Il flusso d’aria esterno prima di raggiungere lo scambiatore di calore in alcuni edifici è convogliato attraverso un pompa di calore geotermica. Tipicamente le tubazioni hanno le seguenti caratteristiche: ≈20 cm di diametro, ≈40 m di lunghezza e una profondità di ≈1.5 m.

L’impianto di ventilazione è posato in modo tale che nessuna corrente d’aria risulta percepibile. Questo permette in maniera facile di avere un flusso d’aria d’alimentazione ridotto (è sufficiente un po’ d’aria fresca in ingresso, l’impianto di aria condizionata non è necessario).

Un impianto di ventilazione è indispensabile in una casa passiva, poiché se si utilizzasse l’aerazione attraverso le finestre il desiderato risparmio energetico insieme con la qualità dell´aria non sarebbe mai possibile. Gli impianti di ventilazione delle case passive sono silenziosi e altamente efficienti (dal 75% al 95% del calore recuperato). Questi impianti necessitano di poca energia elettrica (circa 40-50 Watt) anche se possono causare il problema dell’aria troppo secca. Questo problema si manifesta quando il ricambio dell’aria non è stato correttamente dimensionato.

Il rimanente piccolo fabbisogno energetico può essere prodotto per esempio con una piccola pompa di calore. Esistono impianti aggregati (Packaged building services units in inglese, Kompaktaggregate in tedesco), i quali sono una combinazione di un impianto di ventilazione ed una pompa di calore.

In questo modo è possibile riscaldare nuovamente “l’aria di alimentazione” necessaria per il riscaldamento. La stessa pompa di calore potrebbe riscaldare anche l’acqua. Come per tutti gli impianti di riscaldamento anche in una casa passiva la pompa di calore va opportunamente dimensionata. Una combinazione di riscaldamento, impianto di ventilazione, impianto per l’acqua calda è offerto da impianti compatti. Essi necessitano di una superficie di ingombro ridotta e consumano una modesta quantità di energia elettrica.

Altri impianti che possono essere utilizzati allo scopo sono caldaie a pellet e impianti solari.

Quindi è interessante notare che il concetto di casa passiva è indipendente dalla tecnologia utilizzata e raggiungibile con diversi tipi di impianti, fermi restando i requisiti da raggiungere.

Edifici a energia quasi zero – net zero energy building

La definizione di questa tipologia di edifici è data dalla Direttiva 2010/31/UE:

” Gli edifici a energia quasi zero sono edifici ad altissima prestazione energetica. Il fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo dovrebbe essere coperto in maniera molto significativa da energia proveniente da fonti rinnovabili, compresa quella prodotta in loco o nelle vicinanze “.

la direttiva CEE fissa dei limiti temporali entro cui tutti gli edifici di nuova costruzione devono essere di questo tipo:

  1. entro il 31 dicembre 2020 tutti gli edifici di nuova costru­zione siano edifici a energia quasi zero;
  2. a partire dal 31 dicembre 2018 gli edifici di nuova costruzione occupati da enti pubblici e di proprietà di questi ultimi siano edifici a energia quasi zero.

Non è ben chiaro quali siano i limiti per poter considerare un edificio a energia quasi zero, esistono a tutt’oggi diversi standard europei dai quali partire per poter definire una casa e energia quasi zero, possiamo leggere quest’articolo per farci un idea:

http://www.mygreenbuildings.org/2013/02/19/edifici-a-energia-quasi-zero-nei-paesi-europei.html

Andrea Ursini Casalena, noto consulente in materia di efficienza energetica degli edifici suggerisce l’approccio passivhaus, integrato con fonti rinnovabili, quindi un approccio ancora più restrittivo della passivhaus stessa che contempla un consumo energetico anche se ridottissimo.

Quali fonti rinnovabili utilizzare?

A mio parere oggi è possibile utilizzare con relativa facilità il fotovoltaico e il geotermico. Citando Andrea Ursini Casalena a riguardo del fotovoltaico:

La potenza di picco di un impianto fotovoltaico richiesto per coprire il fabbisogno elettrico di una passivhaus di civile abitazione si aggira mediamente intorno ai 2,8 kWp e i 3,8 kWp (ovviamente con tutte le eccezioni del caso).

In Germania si punta sempre di più al raggiungimento degli standard passivhaus prima e all’aggiunta delle fonti rinnovabili poi: questa strategia viene utilizzata già da un decennio nelle nazioni con scarso soleggiamento: Austria, Svizzera, Germania.

In Italia, grazie al maggiore soleggiamento e temperature più miti, realizzare edifici ad energia quasi zero, in rapporto alle dispersioni energetiche invernali, è sicuramente più facile e più economico rispetto ai paesi nord europei. Occorre comunque fare tutte le valutazioni caso per caso in merito anche ai problemi di surriscaldamento estivo.

Riguardo al geotermico sono stati fatti giganteschi passi avanti negli ultimi anni e oggi i costi di un impianto di questo tipo sono relativamente contenuti. Una buona strada può essere quella di integrare tutte queste tecnologie, creando un impianto fotovoltaico+geotermico+pannelli radianti sia per riscaldamento che raffrescamento.

Certo è che costruire oggi edifici in classe C o peggio appare quanto anacronistico date le vicine scadenze della direttiva europea.

 

bibliografia:

wikipedia: http://it.wikipedia.org/wiki/Casa_passiva

http://www.mygreenbuildings.org

 

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