ARTICOLO PER TECNOLOGIE & SOLUZIONI – IL SOLE 24 ORE
La classificazione energetica degli edifici
La Legge 9 gennaio 1991, n. 10 che contempla gli aspetti di certificazione edilizia e stabilisce le "Norme in materia di uso razionale dell'energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia", ha definito, nel nostro Paese, le linee guida su cui sviluppare le politiche relative al risparmio energetico.
Successivamente, il D. Lgs. 31 marzo 1998, n. 112 , ed in particolare l'art. 30, ha trasferito le competenze amministrative sulla certificazione energetica degli edifici alle Regioni, alcune delle quali hanno adottato un proprio schema.
La prestazione energetica è definita come la quantità annua di energia effettivamente consumata o che si prevede possa essere necessaria per soddisfare i bisogni connessi ad un utilizzo standard di un edificio.
Le metodologie di calcolo e i requisiti minimi per la prestazione energetica degli edifici e degli impianti termici sono state definite il 19 agosto 2005 con il D. Lgs. n. 192, corretto ed integrato dal D. Lgs. n. 311 del 29 dicembre 2006. L'uscita delle Linee Guida nazionali avvenuta con il D.M. 26 giugno 2009, ha consentito di renderlo operativo, anche in assenza di provvedimenti Regionali.
L’obbligo di redigere l’attestato di certificazione energetica rimane, nonostante che l’art. 35 della Legge 133/2008 abbia abrogato i commi 3 e 4 dell’articolo 6 ed i commi 8 e 9 dell’articolo 15 del D. Lgs. n. 192 del 19 agosto 2005. Questi articoli sono relativi all’obbligo di allegare l’attestato di certificazione energetica all’atto di compravendita di unità immobiliari e, nel caso delle locazioni, di consegnarlo o metterlo a disposizione del conduttore.
La riduzione dei consumi di energia e di emissioni sono gli obiettivi alla base della Direttiva 2002/91/CE sulla certificazione energetica degli edifici. Intesa, infatti, come uno strumento di trasformazione del mercato immobiliare, propone un sistema simile a quello adottato per gli elettrodomestici e mira a sensibilizzare gli utenti sugli aspetti energetici all'atto della scelta dell'immobile (vedi schema n.1) .
Lo scopo di questo regolamento è portare ad una consapevolezza sui consumi energetici, nei settori residenziale e terziario, che trainano la domanda di energia nel nostro Paese, consentendo al legislatore di intervenire con efficacia.
Schema n. 1: Classificazione energetica degli edifici in base al fabbisogno di energia primaria per il riscaldamento invernale EPH, espresso in kilowattora per metro quadro.
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Classe energetica A: |
< 30 Kwh/mq annuo = < 3 litri gasolio/mq annuo |
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Classe energetica B: |
tra 31-50 Kwh/mq annuo = 3,1-5 litri gasolio/mq annuo |
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Classe energetica C: |
tra 51-70 Kwh/mq annuo = 5,1-7 litri gasolio/mq annuo |
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Classe energetica D: |
tra 71-90 Kwh/mq annuo = 7,1-9 litri gasolio/mq annuo |
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Classe energetica E: |
tra 91-120 Kwh/mq annuo = 9,1-12 litri gasolio/mq annuo |
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Classe energetica F: |
tra 121-160 Kwh/mq annuo = 12,1-16 litri gasolio/mq annuo |
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Classe energetica G: |
> 160 Kwh/mq annuo = > 16 litri gasolio/mq annuo |
Inoltre, la Finanziaria 2007 ha previsto agevolazioni fiscali per la riqualificazione energetica del patrimonio edilizio esistente e l’incentivazione per edifici ad altissima efficienza. Successivamente, la Legge del 24 dicembre 2007 n. 244 ha aggiunto, ad esempio, incentivi per l’installazione di caldaie, anche non a condensazione, prorogando contestualmente fino al 2010 le detrazioni fiscali del 55% sulle spese sostenute.
La certificazione energetica avviene, tra gli altri parametri, sulla base dell’isolamento termico dell’involucro dell’edificio, per cui l’utilizzo del legno ha assunto un ruolo fondamentale nell’edilizia
moderna, grazie alla sua bassa conducibilità, elevata inerzia termica e spiccata igroscopicità.
Queste caratteristiche contribuiscono, infatti, a diminuire i consumi per il riscaldamento d’inverno e la climatizzazione d’estate. In specifico, se una casa tradizionale necessita mediamente 15 litri di gasolio per metro quadro all’anno, un’abitazione con struttura portante in legno può arrivare anche ad un consumo di 3 litri.
Un interessante esempio di edificio sperimentale, a basso consumo energetico, è stato realizzato a Mezzane di Sotto, in provincia di Verona, dal Gruppo Mattarei – azienda specializzata nella realizzazione di edifici e coperture con struttura di legno, per l'edilizia residenziale e civile – con la sua divisione Progetto Ecosisthema – Case di legno.
La progettazione bioclimatica del complesso residenziale di Mezzane di Sotto
Il complesso residenziale bioclimatico, concepito per assicurare un basso impatto ambientale ed energetico, rappresenta, data l’assenza di una casistica consolidata in materia, il primo progetto sperimentale in Italia. Le quattro cellule unifamiliari a schiera, ciascuna di 250 m2 di superficie, sono state progettate dall’Arch. Arnaldo Savorelli dello Studio Solarch – Bioclimatica & Design di Bussolengo (Verona).
La loro architettura bioclimatica mira a soddisfare i requisiti di comfort abitativo, attraverso il controllo passivo del microclima, minimizzando l'uso di impianti meccanici e massimizzando l'efficienza degli scambi tra edificio e ambiente.
Queste performance sono state raggiunte grazie ad un’accurata progettazione che, ottimizzando l’utilizzo delle fonti di energia rinnovabile, ha ridotto il fabbisogno dell’edificio e garantito contestualmente, il massimo livello di benessere per gli occupanti.
Nel dettaglio, il funzionamento bioclimatico, delle abitazioni di Mezzane, è il risultato di un ottimale equilibrio tra la corretta disposizione dell’involucro nel sito di costruzione e la presenza di dispositivi fondamentali quali portici/serre a sud e di torrette di areazione centrali ad ogni unità abitativa.
L’edificio è costituito da due corpi, uno di un piano, ospitante tre uguali unità a schiera, e l’altro a due piani, con un’altra unità e la disposizione degli spazi interni è stata studiata per favorire l’apporto delle fonti energetiche ambientali.
In specifico, le abitazioni ad un piano sono costituite da una zona giorno a sud, in cui sono stati previsti il soggiorno e la zona pranzo con angolo cottura. Salendo alcuni gradini si accede, attraverso un disimpegno, alla zona notte, con due camere a nord e, nella zona centrale, ad un ripostiglio ed un bagno, aerati ed illuminati naturalmente da finestre poste sullo sbalzo fra le due falde del tetto. L’unità a due piani ha invece la zona giorno con angolo cottura al piano terra e la zona notte al piano primo. L’interrato di ogni unità ospita due posti auto ed una taverna con lavanderia.
La progettazione è partita dall’analisi della zona climatica, caratterizzata da periodi invernali in cui le temperature sono rigide, mesi estivi molto caldi e dalla mancanza di brezze temperate, tipiche dell’area mediterranea.
Le grandi superfici vetrate fungono, infatti, nelle stagioni fredde, da massa termica che, riscaldandosi con il sole durante il giorno, cede il proprio calore nelle ore notturne. Questo sistema, in abbinamento ad un impianto radiante misto (pavimento-radiatori), che entra in funzione man mano che la temperatura scende, assicura un elevato comfort termico (vedi schemi n. 2 e 3).
Viceversa, durante i mesi più caldi, le vetrate sono protette dall’esposizione diretta ai raggi solari, grazie ai calcoli, effettuati in fase di progettazione, dell’arretramento dei vetri e del corretto sporto di gronda sopra le finestrature.
Inoltre, le torrette di aerazione, poste sopra le scale, permettono la fuoriuscita dell’aria calda in eccesso e agevolano una ventilazione naturale degli ambienti, convogliando l’aria proveniente dalle finestre poste a Nord e dal locale interrato, attraverso condotti di aerazione appositamente predisposti. (vedi schemi n. 4 e 5).
I principi della bioclimatica, nell’ottica di rispettare il territorio in cui si costruisce, prevedono inoltre la creazione di un rapporto sinergico tra architettura e ambiente, in cui tutte le potenzialità di un luogo vengano esplorate e valorizzate. Nel caso di Mezzane, le case si integrano, infatti,
perfettamente nel contesto, grazie alle vetrate delle serre, che si affacciano sulla vallata, le terrazze a prato sopra i garage, e le stanze progettate sulla pendenza della collina retrostante, che le protegge, a nord, dai venti invernali.
I vantaggi dell’utilizzo del legno con funzione strutturale
Le abitazioni sono state realizzate da Progetto Ecosisthema con il sistema costruttivo X-Lam, caratterizzato da elementi di parete, di solaio e copertura ricavati da strati sovrapposti di lamelle di legno. Ciascuna lamella è formata dalla giunzione a pettine di tavole di legno strutturale, individualmente classificate secondo la resistenza meccanica. La disposizione incrociata delle lamelle conferisce una notevole stabilità dimensionale e di forma al pannello stesso, nonché buone caratteristiche meccaniche, in tutte le direzioni.
L’utilizzo di una struttura in legno ha contribuito a soddisfare i requisiti di comfort abitativo e risparmio energetico. Infatti, l’elevata capacità di accumulo termico del materiale ha reso le componenti opache delle abitazioni molto più efficienti durante i mesi estivi, rispetto ad alternative equivalenti dal punto di vista della coibentazione. Inoltre, le strutture portanti possono essere considerate delle vere e proprie componenti attive del pacchetto isolante, in grado di assicurare una trasmittanza ottimale pari a 0,13 W/mK ed una minimizzazione degli stessi ponti termici.
In più, il comfort abitativo è stato migliorato grazie all’utilizzo di materiali isolanti, quali la fibra di legno, che garantiscono traspirabilità ed inerzia termica, oltre ad un adeguato isolamento acustico.
La scelta del legno, in termini di ecocompatibilità, si è rivelata ideale: è rinnovabile, riciclabile, richiede un limitato consumo di energia nelle fasi di produzione e posa, non rilascia emissioni, polveri o fibre nocive durante l’impiego e si smaltisce restituendo l’energia accumulata, se viene utilizzato in processi di termovalorizzazione. Inoltre, il legno è l’unico materiale che necessita solo di acqua, aria e sole per crescere e ogni m³ di questo materiale impiegato in edilizia, corrisponde a quasi una tonnellata di CO2 stoccata, per tutto il ciclo di vita del manufatto.
Infine, la durabilità delle costruzioni è garantita dall’accuratezza nei particolari costruttivi “cordolo fondazione-parete”, “angolo parete-parete” e “collegamento parete-copertura”, che evitano
l’ingresso e/o il ristagno dell’umidità, permettendo alla struttura di mantenere il proprio grado di sicurezza per 50 o 100 anni, nel pieno rispetto di quanto richiesto dalla normativa vigente.
La collaborazione tra Progetto Ecosisthema e l’Università di Trento.
La ricerca dell’Università di Trento sulle abitazioni di Mezzane, della durata di un anno, è stata condotta sotto la direzione scientifica dell’Ing. Rossano Albatici. Il suo scopo è stato di registrare l’effettiva influenza di alcuni elementi costruttivi, sul contenimento dei picchi di temperatura interna durante l’anno ed il raggiungimento di adeguate condizioni di comfort nei mesi caldi. A tal fine, è stato sviluppato un modello virtuale degli edifici e, dopo averlo adeguatamente calibrato, sono state eseguite delle variazioni della massa di pareti e solai, sia interni sia esterni.
In secondo luogo, è stato effettuato il rilievo, ad opera finita, della trasmittanza termica della parete posta a nord, attraverso l’uso di termoflussimetri, non considerando il coefficiente l di conduttività termica dichiarato dai produttori dei materiali, ma tenendo conto delle reali condizioni di impiego e posa.
Inoltre, il sistema di raffrescamento naturale è stato valutato attraverso un’analisi fluidodinamica, al fine di verificarne il funzionamento.
Il progetto di ricerca ha permesso di segnalare indicazioni utili per la corretta progettazione di edifici bioclimatici, in particolare della serra, dei camini estrattivi e dell’inserimento di elementi “pesanti”.
Per quanto concerne la metodologia, è emerso come sia fondamentale, per ottenere risultati attendibili, inserire i valori di input richiesti dai software di simulazione, in regime dinamico, ed effettuare le rilevazioni, in opera, considerando le variazioni climatiche, durante l’anno, per registrare temperatura ed umidità. Con la tecnica della termografia a infrarosso è stata anche verificata l’assenza di punti di dispersione termica dell’involucro.
Il benessere abitativo
Infine, sono state osservate le condizioni di comfort termoigrometrico interno, nel periodo da maggio a settembre, analizzandole secondo le recenti teorie del comfort adattivo di Brager & De Dear e Humphrey & Nicol. Secondo questi studiosi, quando interviene un cambiamento del microclima che causa una sensazione di disagio, un soggetto reagisce tendendo a ripristinare la sensazione di comfort, ossia si adatta alle condizioni climatiche interne all’edificio in modo da migliorare la propria percezione di benessere, sia con meccanismi di tipo involontario sia volontario
L’analisi condotta sulle abitazioni di Mezzane, oltre alle rilevazioni di dati oggettivi, quali la temperatura dell'aria, l’umidità relativa, la temperatura media radiante e la velocità dell'aria, ha tenuto conto anche dell’effettivo comportamento dell’utente, per quanto riguarda l’uso dell’edificio e dei suoi componenti, con particolare riferimento alle strategie di ventilazione naturale e agli elementi di oscuramento.
I risultati sono stati più che positivi: ad esempio, nel periodo maggio-settembre, in tutte le stanze considerate sono state garantite le condizioni di comfort termoigrometrico anche senza l’uso di un sistema di condizionamento e con temperature interne talvolta superiori a 30°C.
Lo studio dell’Università di Trento sulla realizzazione di Progetto Ecosisthema, ha fornito le direttive per la costruzione di un modello monitorato per interventi futuri e dimostra come sia possibile costruire case confortevoli per chi vi abita, in sintonia con l’ambiente circostante ed a basso consumo energetico. La valutazione di una progettazione a posteriori, che tenga conto delle caratteristiche climatiche del territorio, combinata ai vantaggi della struttura in legno è un’importante testimonianza dell’impegno del Gruppo Mattarei che crede nella ricerca quale punto di partenza per il raggiungimento dell’eccellenza, nella realizzazione di edifici bioclimatici.
