La casa passiva Passivhaus

Il termine “passivo” si riferisce ad edifici in cui certe condizioni di comfort, invernale e/o estivo, vengono raggiunte grazie a caratteristiche ottimizzate dell’involucro edilizio (forma e orientamento, isolamento termico e massa, protezioni solari, etc.) e a sistemi di trasporto del calore (pompe o ventilatori) da o verso l’ambiente circostante (aria,

terreno, cielo, etc.), che non richiedono l’utilizzo di energia fossile o di altre fonti convenzionali1_.

La concezione della casa passiva (passivhaus) si è concretizzata in Svezia nel 1988 dalla collaborazione tra Bob Adamson, professore all’Università svedese di Lund e Wolfgang Feist, come risultato di una serie di progetti di ricerca mirati a massimizzare il risparmio energetico applicato alla produzione edilizia. Successivamente in Germania lo stesso concetto viene definitivamente strutturato nelle sue caratteristiche descrittive e prestazionali, attraverso la creazione nel 1996 del Passivhaus Institut a Darmstadt da parte di Feist. Questo istituto propone metodologie e soluzioni per la progettazione di case passive e collabora a diversi programmi di ricerca europei su tematiche di risparmio energetico in ambito comunitario; tra questi il Task 28 (Soustainable housing solar) dell’IEA (International Energy Agency) e il progetto CEPHEUS (Cost Efficient Passive Houses as European Standards), del quale detiene la leadership scientifica.

Il primo edificio campione rispondente agli standards passivhaus risale al 1990 e viene realizzato a Darmstadt-Kranichstein (Germania) sotto la supervisione di Feist; è tutt’ora monitorato sotto l’aspetto prestazionale e risponde ancora agli standards iniziali di progetto.

Edificio passivo a Darmstadt-Kranichstein: concept energetico (fig. 2.1) e rilevazione delle

temperature del soggiorno (senza riscaldamento) nel periodo invernale 1994-’95 (fig. 2.2)

La filosofia che sta alla base dell’idea passivhaus, mira al quasi annullamento del fabbisogno energetico per il riscaldamento invernale. Questo è reso possibile da una serie di fattori tra cui:

1 _{end-use Efficiency Research Group (eERG), Passivhaus per il sud dell’Europa: linee guida per la progettazione,} Dipartimento di Energia, Politecnico di Milano, 2011

 una forma architettonica molto compatta che determini un basso valore del rapporto S/V (sommatoria delle superfici esterna disperdenti in rapporto al complessivo volume confinato);

 la ricerca della massima continuità dell’isolamento, a forte spessore, su tutto l’involucro esterno;

 l’annullamento o la forte limitazione dei ponti termici, dei quali l’attacco a terra risulta essere quello di soluzione più problematica;

 lo sfruttamento degli apporti solari passivi, come l’irraggiamento verso il sistema delle vetrazioni debitamente orientate e schermate (a seconda della latitudine), in sinergia con l’accumulo termico delle masse edilizie retrostanti;

 lo sfruttamento e la considerazione degli apporti gratuiti interni come il calore corporeo, quello prodotto dagli elettrodomestici, dagli apparati elettronici o dagli impianti d’illuminazione;

 l’elevata tenuta all’aria dell’involucro, misurabile tramite il blower door test;

 la presenza obbligatoria di un impianto di ventilazione meccanica controllata (VMC), con scambiatore di calore ad alto rendimento nell’ordine dell’80-90%; esso è in grado di apportare i necessari ricambi d’aria all’interno dell’edificio, senza disperdere eccessivamente il calore e garantire in caso di necessità, attraverso il pretrattamento dell’aria immessa, quei minimi fabbisogni di climatizzazione (caldo, freddo e deumidificazione) degli ambienti interni.

Il Passivhaus Institut ha fissato degli standards precisi (minimi prestazionali) ai quali un edificio deve rispondere per essere considerato passivo. Il fabbisogno energetico per riscaldamento dovrà essere inferiore a 15 kwh/m²anno; prestazione resa possibile dall’iperisolamento dell’involucro nelle sue componenti disperdenti: pareti esterne verticali, copertura, solaio contro terra, infissi e vetrazioni. Il consumo totale di energia primaria, considerando anche l’acqua calda sanitaria (ACS) e i consumi elettrici, dovrà essere inferiore a 120 kwh/m²anno. Infine il valore di tenuta all’aria dell’involucro dovrà risultare n50≤0,6hˉ¹; livello che garantisce l’ermeticità dello spazio confinato, limitando fortemente le dispersioni termiche dovute ad infiltrazione o fuoriuscita d’aria.

In Italia sono state fatte diverse sperimentazioni tra cui la casa passiva di San Bartolomeo di Cherasco (Cuneo), realizzata nel 2005 dall’arch. M. G. Novo (proprietaria dell’immobile) in partnership con Rockwool Italia, produttore di isolamenti a base di lana di roccia. È stata prevista la completa ricostruzione di un edificio esistente rurale risalente agli inizi dell’800, che presentava un forte stato di degrado sia strutturale che superficiale; in più vi erano i vincoli tipici sulle costruzioni storiche che richiedevano il rispetto delle volumetrie e dei materiali originari. I livelli raggiunti di trasmittanza termica delle componenti d’involucro, hanno permesso di contenere le spese di riscaldamento e

acqua calda sanitaria in circa 250 €/anno2_{, garantendo peraltro ottime condizioni di}

comfort termo-igrometrico e acustico. Il fabbisogno di energia primaria è risultato essere di 14,6 kwh/m²anno e il blower door test ha verificato un valore di pressione n50

inferiore a 0,6 hˉ¹,3 _{rendendo conforme la casa di Cherasco agli standard passivhaus e}

ottenendo così la certificazione dell’istituto di Darmstadt.

La casa di Cherasco: vista attuale (fig. 2.3) e sezione trasversale con in evidenza le strategie di contenimento delle dispersioni termiche attraverso l’isolamento a forte spessore (fig. 2.4)

Elemento costruttivo Trasmittanza (W/m²K)

Parete esterna verso l'ambiente 0,155

Tetto 0,172

Primo solaio 0,123

Tab. 2.1 Trasmittanza specifica degli elementi d’involucro della casa di Cherasco

Un altro esempio esemplificativo di casa passiva, certificata anch’essa dal PHI, è possibile trovarlo sulle montagne della provincia di Modena, nella frazione di Sant’Anna Pelago (Comune di Pievepelago, Provincia di Modena). Anche in questo caso si tratta di una ricostruzione di una vecchia stalla-fienile dove erano imposti il recupero delle volumetrie, delle bucature e dei materiali originari. Il progetto dell’Arch. Giuseppina Testa e dell’Energy Manager Yuri Bautta (proprietario dell’immobile), ha previsto anche un originale tetto-giardino inclinato con funzione di isolamento e massa inerziale. Lo standard passivhaus e la successiva certificazione, sono stati raggiunti grazie al valore del fabbisogno energetico per riscaldamento invernale di 14,3 kwh/m²anno e di tenuta all’aria a n50 di 0,56 hˉ¹, valori inferiori ai limiti imposti.

2 _{Carotti A., Madè D., La casa passiva in Italia: teoria e progetto di una “casa passiva” in tecnologia}

tradizionale, Rockwool, Milano, 2006, p. VI

Passivhaus a Sant’Anna Pelago: stato di fatto (fig. 2.5) e particolare della copertura a “tetto giardino” inclinato di tipo basso-estensivo (fig. 2.6)

La casa passiva è in sostanza un’efficace risposta alle esigenze di riduzione o quasi annullamento dei fabbisogni energetici per riscaldamento degli edifici nei climi nord- europei o delle nostre regioni alpine e alto-appenniniche; qui è presente un netto sbilanciamento della risposta prestazionale dell’involucro nei confronti del regime invernale, con temperature di esercizio esterne particolarmente rigide. È un tipo prestazionale e costruttivo che presenta però diversi inconvenienti se applicato alle costruzioni in climi temperati o mediterranei; in questo caso il concetto cardine della compattezza dei volumi architettonici è messo in discussione dalle esigenze dell’involucro

invernale che quello surriscaldato estivo.

realiz are nei diversi paesi partecipanti al progetto e riguardanti tipologie di case largamente diffuse nelle rispettive zone climatiche. Come detto la problematica del in regime estivo, necessitando di una risposta prestazionale più equilibrata nei confronti di entrambi i periodi, sia quello sottoriscaldato