ABITARE IN EDIFICI PASSIVI IN ITALIA In linea, con gli obiettivi del Protocollo di Kyo-

to, la Commissione Europea ha approvato nel dicembre 2006 un Action Plan for Energy Effi - ciency, il quale propone un obiettivo strategico per la politica energetica e delineato, sulla base dell’importanza del settore delle costruzioni nel bilancio energetico europeo (40% dei consumi totali) . Si individuano:

- gli obiettivi per l’espansione della portata della Direttiva sulle Prestazioni Energetiche degli Edi- fi ci [EPBD] al 2009;

- l’inserimento di target minimo per le nuove co- struzioni (e per gli edifi ci esistenti con superfi - cie utile superiore a 1000 m2_{), con l’obiettivo di} raggiungere, a partire dal 2015 , il livello della casa passiva.

Il termine casa passiva viene utilizzato nella bibliografi a di settore, con sfumature di signi- fi cati differenti; secondo l’Action Plan il termi- ne di casa passiva indica una casa priva dei tradizionali sistemi di riscaldamento e di ogni impianto di condizionamento di tipo attivo; con- cetto, questo, associato ad una serie di requi- siti prestazionali, quali alti livelli di isolamento e adozioni di particolari tecnologie (sistemi di ventilazione meccanica combinati ad impianti per il recupero del calore) che defi niscono, di fatto, uno standard costruttivo.

In realtà, per sistema passivo si dovrebbe in- tendere un sistema che fornisce un determi-

nato servizio utilizzando solo i fl ussi di energia rinnovabile, senza impiegare macchinari ausi- liari (ad esempio, ventilatori o pompe), in una espressione che non proponga a priori alcuna indicazione precisa in merito al tipo di tecnolo- gie utilizzate.

“Il termine edifi cio passivo è generalmente ri- ferito a edifi ci in cui le condizioni di comfort (invernale e/o estivo) vengono raggiunte grazie a caratteristiche dell’involucro edilizio (forma orientamento, isolamento termico e massa, pro- tezioni solari, ecc.) e a sistemi di trasporto del calore da o verso l’ambiente circostante (aria, terreno, cielo, ecc.) che non richiedano utilizzo di energia fossile o di altre fonti convenzionali”. (anche sistemi di recepimento passivi che sono attivi , fotovoltaico, solare termico,ecc.)

La defi nizione di edifi cio passivo nasce nell’Eu- ropa centrale, in relazione alle caratteristiche climatiche e alle abitudini degli abitanti in quel- la data regione e riguarda il regime invernale di riscaldamento.

In questa visione il termine casa passiva non corrisponde ad una procedura generale di pro- gettazione, quanto piuttosto ad uno standard costruttivo specifi co, ossia il modello “Passi- vhaus”, defi nito da Feist nel 1995, che identifi - ca precisamente i requisiti di energia e di qua- lità e fornisce un insieme di soluzioni codifi cate con i quali essi possono essere raggiunti, sulla base di tre cardini progettuali:

- un limite alla domanda totale di energia prima- ria [15 kw/m2 anno];

- un requisito di comfort termico;

- un insieme di tecnologie passive preferenziali. Ma il modello della “Passivhaus” è stato svilup- pato negli ultimi 15 anni a partire dalle istanze connesse al clima relativamente freddo dell’Eu- ropa centrale, perciò rimane riduttivo defi nire un panorama extranazionale all’interno uno standard applicabile in forma generale a tutte le fasce climatiche del contesto europeo. Infatti l’architettura vernacolare del mediterraneo ci dimostra come le caratteristiche climatiche di molte regioni dell’Europa meridionale hanno sempre dovuto soddisfare l’esigenza di prote- zione dal surriscaldamento estivo. Quindi è ne- cessario defi nire un modello più coerente alle aree del bacino mediterraneo.

Recuperando, ovviamente, le istanze originali della progettazione passiva che ricercano una interpretazione tecnologica delle indicazioni strategiche per il controllo e la riduzione dei consumi di energia e che trovano, nei requisiti di inerzia termica, ventilazione naturale e scher- matura solare, nuovi cardini progettuali. La stessa regione italiana infatti nel suo inter- no non ha un paesaggio climatico uniforme: è possibile distinguere nella stessa regione delle aree geografi co – climatiche con caratteristiche molto differenti tra loro.

Ai fi ni dei consumi energetici e degli obiettivi

della ricerca possiamo pensare di suddividere l’Italia in due zone climatiche principali:

- una zona che include le regioni settentriona- li e le aree appenniniche del centro Italia nelle quali i consumi energetici sono legati condizio- nati dal fabbisogno termico per il riscaldamento invernale;

- una zona che riguarda le aree centro meridio- nali dove i consumi per il raffrescamento estivo aumenta e proporzionalmente diminuiscono quelli per il riscaldamento invernale. Quest’ul- tima regione oggi viene defi nita fascia medi- terranea, sia per le caratteristiche di consumo energetico sia per il clima, come defi nito da Ko- eppen. E’ per quanto che si parlerà per queste regioni di edifi ci passivi nel mediterraneo.“Con questa poco felice defi nizione ci si intende ri- ferire ad elementi costruttivi dell’edifi cio (pa- reti, fi nestre, schermi, ecc.) capaci di trasferire energia solare allo stesso, e quindi di limitare il consumo di energia esterna non rinnovabile. Un uso intelligente di componenti passivi può ri- durre considerevolmente (20 ÷35%) i consumi di energia degli edifi ci. In pratica il comporta- mento di questi elementi è assimilabile a quelli dei collettori solari; essi captano energia solare e la distribuiscono in qualche modo all’interno dell’edifi cio Le problematiche sull’utilizzo dei componenti passivi sono sensibilmente diverse a seconda che ci si riferisca alle condizioni in- vernali o alle condizioni estive. Il comportamen-

1 Numero di ore di fun- zionamento degli impian- ti di aria condizionata ne settore residenziale in Europa (fonte: Altener Project 41030/Z/01- 118/2001)

to di un elemento passivo, infatti, non è sempre positivo. Ad esempio, se utilizziamo un elemen- to per catturare molta energia solare durante il periodo invernale abbiamo poi l’esigenza di limitare il surriscaldamento estivo mediante artefi ci sullo stesso elemento passivo e anche con la sua parziale esclusione. Quasi sempre i componenti passivi hanno lo scopo di riscalda- re l’edifi cio e quindi occorre sempre prevedere un sistema di protezione estivo dal surriscalda- mento interno”.

Potremo quindi parlare, in maniera più corretta, di edifi cio ad alta effi cienza energetica.

Il clima mite del Mediterraneo può essere sicu- ramente considerato come un notevole vantag- gio per la realizzazione di edifi ci ad alta effi cien- za energetica, perché non occorrono i medesimi termici apporti di energia in regime invernale di un clima continentale: l’edifi cio deve essere pensato e costruito principalmente per evitare i surriscaldamenti estivi, e il problema degli ap- porti energetici invernali (determinante per un edifi cio passivo in climi freddi) è decisamente inferiore.

Quindi un edifi cio passivo rivela caratteristiche differenti per le regioni del sud Europa rispetto quelle delle regioni del nord:

- un elevato isolamento termico, con livelli dif- ferenziati per clima e per elemento costruttivo (tetto, pareti e superfi ci a contatto con il terre- no);

- un livello di tenuta all’aria che può essere leg- germente inferiore, soprattutto nelle località più a sud;

- fi nestre e altre superfi ci trasparenti dotate di protezioni solari fi sse e mobili capaci di inter- cettare completamente la radiazione solare di- retta;

- in estate, ventilazione notturna naturale i al- cuni locali e nel vano scale e ventilazione mec- canica in altri, per ottimizzare la riduzione del calore e il comfort acustico;

- un eventuale impianto (passivo o attivo) per assolvere alle necessità di raffrescamento re- sidue .

Con il termine passivo “(…) non si esclude l’uso di un ventilatore o una pompa quando la loro applicazione può innalzare la prestazione. Que- sto termine enfatizza la utilizzazione di sorgenti di raffrescamento naturali, o pozzi di calore, per l’asportazione di calore fuori dall’edifi cio e, se è necessario fornire energia per attuare il siste- ma, allora il sistema di trasferimento di calore è a basso costo e semplice è il rapporto tra l’ener- gia consumata e l’energia di raffrescamento ot- tenuta è piuttosto basso (…)”.

Quindi con il termine passivo si defi nisce un approccio progettuale, per la realizzazione di edifi ci ad alta effi cienza energetica, conside- rando i caratteri climatici come principale stru- mento per assolvere alle esigenze energetiche dell’edifi cio, approccio preso come riferimento

Standard Passivhaus esteso

Criterio di raffrescamento La domanda di energia sensibile utile per il raffrescamento ambientale non superiore ai 15 _kWh/m2_{a di superfi cie netta abitabile per anno.} Criterio di riscaldamento La domanda di energia sensibile utile per il riscaldamento ambientale non superiore ai 15 _kWh/m2_{a di superfi cie netta abitabile per anno.} Criterio di energia primaria La domanda di energia primaria per tutti i servi energetici, inclusi riscaldamento, acqua calda sanitaria, elettricità per l’abitazione e gli ausiliari, non superiore ai 120 kWh/m2_{a di}

superfi cie netta abitabile per anno.

Tenuta all’aria

Se una buona qualità dell’aria ed un altro comfort termico sono raggiunti per mezzo di un sistema di ventilazione meccanica, l’involucro edilizio dovrebbe presentare un risultato del test di pressurizzazione (a 50 Pa), non superiore 0.6 h-1_{, secondo la EN 13829. Per} località con temperature di progetto invernali esterne superiori a 0°C, un risultato del test di pressurizzazione pari a 1.0 h-1 _{dovrebbe essere suffi ciente.}

Criterio di comfort estivo Nelle stagioni calde ed umide, la temperatura operativa deve rimanere all’interno di comfort defi nito dalla norma EN 15251. Inoltre, se viene utilizzato un sistema di raffrescamento attivo la temperatura operativa può essere mantenuta sotto i 26°C

Criterio di comfort estivo In inverno, la temperatura operativa nelle stanze può essere mantenuta sopra i 20 °C, _{entro i limiti energetici sopra dimensionati}

2 Standard Passivhaus esteso. Tratto da Proget- to Passive-On, progetto Europeo coordinato da eERG-Politecnico di Mi- lano.

all’interno dello studio sviluppato.

Si parlerà di regioni mediterranee e di esigenze legate al fattore estivo all’interno delle quali si darà opportuna risposta anche al comfort inver- nale e di illuminazione.

Le strategie passive per le regioni mediterranee non sono richiudibili in uno schema, ma se ne possono rilevare i fattori e proporzionalmente quanto e come questi incidono all’interno del progetto d’architettura.

Tali criteri sono dei riferimenti legati all’espe- rienza che attualmente si ha rispetto alla te- matica, in qualità di fase transitoria che subirà modifi cazioni nel divenire della ricerca.

Dall’esame delle caratteristiche di funziona- mento delle architetture storiche e moderne in clima mediterraneo, si sono estrapolati quindi 10 fattori ritenuti determinanti per il progetto di architetture ad alta effi cienza in clima mediter- raneo: - orientamento - rapporto di forma - inerzia termica - trasmittanza - schermatura solari - ventilazione naturale

- spazi a differenti temperature - strategie passive d’involucro - impermeabilità all’aria - colore

Nel capitolo 6 verranno singolarmente enunciati

e sviluppati in funzione del loro comportamento in regime estivo ed invernale e ne verrà illustra- ta la capacità di interferire sul comportamento energetico di un edifi co tipo in funzione delle caratteristiche conferite alle unità tipologiche e ai sistemi tecnologici. Questo attraverso un per- corso di validazione sperimentale, di seguito illustrato che permetterà di comprendere come variando uno solo di questi parametri si modi- fi ca il comportamento energetico, in termini di consumi per il rafrescamento.

Secondo lo standard Passivhaus esteso si de- fi niscono i criteri di controllo der il fabbisogno energetico per il raffrescamento come riportato in tabella, valori che verranno rivisti in seguito a una maggiore esperienza maturata in campo applicativo.

5.2 DEFINIZIONE DEGLI OBIETTIVI DI CON-