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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

 

Convegno edifici a energia quasi zero e antisismica a Parma

volevo segnalare sia in tema di edifici antisismici che sopratutto di “edifici a energia quasi zero” questi due convegni a Parma che ci saranno il 29 maggio 2013:

http://smartvillage.edilportale.com/

il programma dei due convegni sarà questo:

I TEMI
1^ sessione | ore 14.00
PROGETTARE E COSTRUIRE EDIFICI ANTISISMICI.
Tecnologie, materiali e sistemi costruttivi a confronto.
Un forum tecnico dedicato alla progettazione e costruzione di edifici antisismici nonché all’adeguamento del patrimonio edilizio esistente.
Gli eventi sismici dell’Abruzzo, dell’Emilia e quelli più recenti del Pollino hanno purtroppo acceso un faro sulla vulnerabilità del territorio e degli edifici e sull’affidabilità delle mappe di rischio. Di contro, il dibattito sulla (im)prevedibilità dei terremoti ha rafforzato la consapevolezza che l’unica strada per limitare i danni di un sisma è quella della prevenzione, della manutenzione del territorio e della progettazione antisismica.
Un recente disegno di legge presentato alla Camera sottolinea la necessità non solo di un aggiornamento delle norme tecniche obbligatorie oggi esistenti per le nuove costruzioni civili e per l’adeguamento del costruito, ma anche la definizione di nuove regole per incrementare la qualità e la resistenza al sisma del patrimonio residenziale, produttivo e infrastrutturale, prevedendone periodiche revisioni volte alla verifica della resistenza sismica e all’individuazione dei necessari interventi di adeguamento. Ma quali sono oggi i sistemi costruttivi più efficaci e tecnologicamente avanzati in grado di garantire la sicurezza antisismica dell’edificio e insieme la sua efficienza energetica? Il forum è rivolto ad approfondire questi aspetti, attraverso il confronto-dibattito con i principali operatori del settore.

2^ sessione | ore 15.30
PROGETTARE E COSTRUIRE EDIFICI A ENERGIA QUASI ZERO.
La qualità dei materiali, le tecnologie e i sistemi costruttivi.
L’evento con personalità di eccellenza in grado di rappresentare tutte le componenti coinvolte nel processo virtuoso di contenimento energetico (governo, amministrazioni locali, progettisti). Il dibattito spazierà da questioni di carattere normativo alle diverse filosofie di intervento ponendo al centro del dibattito sia la sostenibilità che l’effettiva praticabilità dell’intervento. Particolari approfondimenti tecnici verranno dedicati alle best practice, alle tecnologie più avanzate, ai prodotti migliori per la progettazione e costruzione di edifici sostenibili e per la riqualificazione energetica del patrimonio esistente. Un format di taglio rigorosamente tecnico, che dà la parola a chi può realmente accrescere le conoscenze e le competenze indispensabili per contribuire all’aggiornamento tecnologico degli operatori e ad un’adeguata sensibilizzazione del mercato. Particolare attenzione verrà rivolta agli strumenti di incentivazione messi in campo dal Governo per gli incentivi alla “Riqualificazione energetica 55%” promossa dalle associazioni di settore. Un evento che coinvolgerà anche il mondo dell’impiantistica termoidraulica, elettrica, fotovoltaica, ecc. per dibattere sull’apporto degli impianti alla costruzione di edifici a energia quasi zero e alla riqualificazione energetica degli stessi. Attraverso l’illustrazione di best practice e delle tecnologie più innovative verranno fornite indicazioni tecniche per la progettazione e la risoluzione delle problematiche di integrazione tra elementi costruttivi e impianti.

Apertura dei lavori (ore 14,00)
PROGETTARE E COSTRUIRE EDIFICI ANTISISMICI
Tecnologie, materiali e sistemi costruttivi a confronto.

– Quadro introduttivo: siamo tutti in zona sismica? Vulnerabilità e rischio sismico.
Alfredo Martini Direttore Editoriale di Costruttori News
– Metodi per la valutazione dell’adeguatezza sismica delle strutture esistenti e come mettere in sicurezza il patrimonio immobiliare
Dante Galeota CERFIS Centro di ricerca e formazione per l’ingegneria sismica
– Caratterizzazione dell’azione sismica locale, la normativa, le principali problematiche in campo, i programmi del territorio
– Costruzioni in acciaio e miste acciaio calcestruzzo; cemento armato; legno; muratura e muratura armata; prefabbricate
– Tecnologie, metodologie, materiali e progetti per il miglioramento sismico degli edifici
– Modellazione strutturale e progettazione sismica
– Il punto di vista dei professionisti: la parola al pubblico in platea

PROGETTARE E COSTRUIRE EDIFICI A ENERGIA QUASI ZERO
La qualità dei materiali, le tecnologie e i sistemi costruttivi.
(ore 15,30)

– Quadro introduttivo: le norme, le principali problematiche in campo, gli strumenti a disposizione per il territorio e le strategie di attuazione
Alfredo Martini Direttore Editoriale di Costruttori News
– Costruire sostenibile: il futuro chiede saggezza
Norbert Lantschner Presidente Fondazione ClimAbita e ideatore Agenzia CasaClima
– Progettazione ed esecuzione di edifici a basso consumo energetico: un percorso per l’approccio- Produttori, imprese, cittadini: esigenza di certezze
– 
Focus “in 15 minuti”: la qualità dei materiali, tecnologie e sistemi costruttivi per “edifici a consumo quasi zero”
Aggiornamenti ed esperienze innovative nel settore, pratiche eccellenti.
– Il punto di vista dei professionisti: la parola al pubblico in platea
Sono stati invitati ad animare la discussione i Presidenti degli Ordini degli Ingegneri, Architetti, Geometri, Geologi, Periti Industriali (Federazioni, Consulte Regionali e Collegi Provinciali).

Chiusura dei lavori (ore 18,30)
Modera

Alfredo Martini Direttore Editoriale di Costruttori News

per i temi trattati, che mi stanno molto a cuore (sopratutto gli edifici a energia quasi zero, dati gli enormi e inutili sprechi dell’edilizia tradizionale fatta senza gli opportuni accorgimenti) e per la gratuità dell’evento lo ritengo una cosa molto interessante e un occasione immancabile per i professionisti che si occupano di progettazione edile.

Costruire un edificio a energia quasi zero non è un utopia, ma un obiettivo ottenibile progettando in modo consapevole e diversificato rispetto al luogo e all’utilizzo che verrà fatto dall’edificio. Il pareggio nel bilancio energetico dell’edificio si ottiene con un isolamento importante, un corretto orientamento dell’edificio e utilizzo di impianti che sfruttano le energie rinnovabili, in primis geotermico e fotovoltaico. Un edificio di questo tipo ha un costo iniziale leggermente più elevato ma garantisce un rapido ritorno economico.

E’ un processo virtuoso che garantirebbe un futuro più sostenibile e che dovrebbe essere incentivato dallo stato o imposto per legge, speriamo che vengano presi in futuro provvedimenti in tal senso.

Per approfondire vi invito a visitare questa pagina.

il video del convegno:

unifamigliare Fidenza – una casa a consumo quasi zero

Il progetto in sintesi

questo progetto studio è concepito per il tipico lotto urbano circa quadrata ci misura almeno 26×26. Il progetto è stato pensato per essere realizzato in legno con tecnologia xlam (ovvero parete portante in legno), sfruttando in tal modo tutti i vantaggi che questa tecnologia offre, fra cui sopratutto l’assenza di ponti termici. Nulla comunque vieta di realizzare il progetto  anche con altra tecnologia, data la razionalità e semplicità che lo contraddistingue.

La villa è stata progettata con 2 piani fuori terra e un design contemporaneo ricavato dall’intersezione di 2 volumi semplici uno in intonaco rosso e uno in pietra.

Un impianto di climatizzazione di nuova concezione per arrivare a consumo zero

L’impianto di climatizzazione di questa unifamigliare è stato progettato grazie allo studio di una ditta specializzata in questa tipologia di impianti col ricorso di sonde geotermiche, riscaldamento e raffrescamento a pavimento e pannelli fotovoltaici, in modo da ottenere una spesa annuale per la climatizzazione prossima a ZERO grazie agli apporti gratuiti forniti dall’energia del sole e della terra.

Sul lato sud è stata prevista una pensilina fotovoltatica di copertura per il balcone.

Una casa realmente sostenibile, che in pratica non fa quasi nessun ricorso alle fonti fossili.

disposizione planimetrica

La villa ha una superficie lorda di circa 300mq

al piano terra troviamo un ampissima zona giorno con cucina separabile, il bagno il garage doppio, il locale tecnico, una lavanderia.

al piano primo troviamo 4 camere da letto, 2 bagni e un coreografico soppalco rivolto verso il soggiorno.

é possibile ricavare un sottotetto anche se in questa fase non è stato previsto.

per qualsiasi informazione su questo progetto di villa unifamigliare a Fidenza:

ing. Antonio Pedroni – tel. 0524/452079 – cell.340/8261220 – email: studiopedroni@gmail.com