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risparmio energetico
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Come ridurre i consumi invernali in un edificio

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Pronema Newsroom Articolo di Alessandro Palazzo

I fattori da considerare per diminuire il fabbisogno energetico di una costruzione e abbattere le spese economiche per riscaldarla.

22 settembre 2020


22 settembre, 2020

Questo articolo è tratto da "Abitare una casa naturale", il podcast di Pronema. Puoi leggere il testo oppure ascoltare l'episodio.

 

UN  PO' DI NUMERI SUI CONSUMI ENERGETICI

Non a tutti è noto che il 40% dell'energia globalmente generata viene consumata dagli edifici abitativi. Ben più di quella necessaria all’industria e ai trasporti, comparti tradizionalmente percepiti come forti inquinatori.

In Europa i soli edifici sono responsabili per oltre il 30% della totalità delle emissioni di gas climalteranti, che contribuiscono all'aumento della temperatura terrestre. Se poi pensiamo che circa l’80% dei consumi di un’abitazione sono da attribuire al mantenimento del comfort climatico, viene da sé che intervenire per migliorare l’efficienza degli immobili può salvaguardare i risparmi di tante famiglie e la salute del pianeta.

Il principio che guida tutte le politiche energetiche europee risiede infatti nella consapevolezza delle notevoli opportunità derivante dal miglioramento dell’efficienza energetica e dall’innalzamento della quota di utilizzo delle energie rinnovabili.
 

I FATTORI SU CUI AGIRE PER ABBATTERE I CONSUMI ENERGETICI

Proviamo a pensare all’edificio come a un sistema che trasforma in calore l'energia primaria, generalmente rappresentata da combustibili di origine fossile. Gran parte dell’energia che produciamo per riscaldare gli ambienti viene però dissipata e dispersa tramite tutte le componenti dell’involucro termico, ossia la pelle che avvolge le zone riscaldate dell’edificio.

Per diminuire il fabbisogno energetico di una costruzione - e quindi le spese economiche da sostenere per riscaldarla - bisogna tenere conto di alcuni aspetti fondamentali:
 

A) Innanzitutto bisogna limitare le dispersioni che avvengono per trasmissione termica tramite l’involucro. Un risultato che si ottiene migliorando le prestazioni delle pareti perimetrali, dei solai, dei serramenti e delle coperture e in genere di tutte le strutture edilizie che confinano con l’ambiente esterno o con i locali non mantenuti a temperatura controllata.

B) In secondo luogo è necessario, nella stagione invernale, agevolare l’ingresso delle radiazioni solari tramite tutti i componenti finestrati. In estate, al contrario, bisogna limitarne fortemente l’accesso, per evitare il surriscaldamento degli ambienti, installando tende da sole, frangisole o dispositivi di schermatura solare in genere. Si tratta infatti di sistemi che permettono l’ideale modulazione dei raggi solari in tutte le stagioni dell’anno.

C) Da ultimo è utile limitare le dispersioni termiche dovute alla ventilazione igienica dei locali, ossia ottimizzando l’apertura delle finestre o adottando sistemi di ventilazione meccanica controllata.
 

IL BILANCIO ENERGETICO

In sintesi, per risparmiare energia termica bisogna ridurre le dispersioni e massimizzare gli apporti solari.
Tramite un’approfondita analisi di tutte le componenti dell’edificio è possibile calcolare la quantità di dispersioni termiche e di apporti solari ricevuti. Dal bilancio energetico che ne deriva è quindi possibile quantificare l’energia termica utile a mantenere un adeguato livello di comfort negli ambienti.

Conoscendo a fondo i termini del bilancio energetico, e analizzandoli mediante specifici software, è possibile identificare una strategia di intervento energetico capace di agire sugli elementi maggiormente responsabili degli elevati consumi. In linea generale si può dire che: applicare in maniera corretta materiali isolanti a bassa conducibilità termica; installare infissi a elevata resistenza termica; schermare gli edifici proteggendoli dall'irraggiamento solare; installare impianti di ventilazione meccanica in grado di recuperare il calore e, sfruttare le fonti di energia rinnovabile, sono strategie molto efficaci e redditizie, oltre a essere oggetto di forti agevolazioni fiscali concesse dallo Stato.
 

PROGETTARE DA ZERO IL RISPARMIO ENERGETICO

Naturalmente il discorso è diverso nel caso in cui si intenda realizzare un nuovo edificio, oppure se parliamo di riqualificare uno stabile esistente. Un edificio, con un fabbisogno di energia termica inferiore a 30 kWh/mq annuo, necessario a garantire una condizione costante di 20 °C durante il periodo di riscaldamento, può definirsi a basso consumo.

Il progetto di un edificio a energia ridotta dev’essere modellato sulle caratteristiche micro-climatiche del sito su cui si interviene. I principi di progettazione bioclimatica suggeriscono alcuni criteri da rispettare: innanzitutto la costruzione dev’essere correttamente orientata rispetto al lotto di edificazione, così da sfruttare al meglio il soleggiamento in direzione est-ovest, le eventuali differenze altimetriche e la direzione dei venti.

L’edificio deve inoltre essere concepito secondo un ideale rapporto di forma e una razionale distribuzione delle funzioni interne, posizionando con attenzione le superfici vetrate.

Nei territori con clima freddo è preferibile infatti la realizzazione di costruzioni compatte, per ridurre le superfici disperdenti, mentre nelle zone a clima caldo bisogna adottare geometrie più ampie, che agevolino la ventilazione e il raffrescamento dei locali.

Tenendo a mente questi semplici principi è possibile ottenere, già dalla fase di progettazione preliminare, una sensibile riduzione del fabbisogno energetico, senza incidere sui costi di costruzione.

Il metodo progettuale di un edificio passivo, secondo lo standard del Passivhaus Institut di Darmstadt diretto da Wolfgang Feist, insegue e talvolta esaspera i concetti di bioclimatica, per realizzare una costruzione che vanta eccellenti prestazioni termiche dell’involucro.
Senza l’impiego dei tradizionali impianti di climatizzazione, ma spesso con l’utilizzo di impianti di ventilazione meccanica controllata, di pompe di calore abbinate a sonde geotermiche e di sistemi di captazione solare, la casa passiva garantisce un ottimo comfort termo-igrometrico con un fabbisogno termico invernale al di sotto dei 15 kWh/mq per anno, ossia ben venti volte inferiore rispetto alla media delle abitazioni europee.

Per realizzare un edificio a basso consumo, ma anche nel caso si tratti di intervenire su una costruzione esistente, è fondamentale il ruolo giocato dalle stratigrafie dei suoi componenti architettonici. Ogni elemento dev’essere progettato nel dettaglio, sia per evitare perdite di calore, sia per garantire il mantenimento delle sue prestazioni nel corso del tempo.

Un’errata stratigrafia muraria con materiali inadeguati o mal posizionati, come purtroppo mi è capitato di osservare in più occasioni nelle quali ero chiamato a fornire la mia consulenza, può generare più effetti sgradevoli e nocivi, di quanti ne intendesse risolvere.

L’involucro deve diventare il mediatore dei flussi di calore generati.

Sulla base di questo principio, ogni edificio esistente o di nuova costruzione, per raggiungere un’elevata efficienza energetica, necessita di garantire sia una buona tenuta all’aria e al vento - per diminuire le dispersioni causate dalle infiltrazioni - sia un efficace coibentazione, mediante l’applicazione di materiali a bassa conducibilità termica e tramite l’inserimento di serramenti con ridotti valori di trasmittanza.

La trasmittanza termica viene per convenzione rappresentata dal simbolo U ed espressa in W/mqK. Serve a definire la quantità di energia termica che fluisce attraverso i componenti edilizi, dall’interno dei locali verso l’esterno: un buon isolamento delle pareti esterne, del tetto, dei solai, dei punti di contatto con il terreno e delle finestre, si esprime con un basso valore di trasmittanza, ovvero con una buona capacità della struttura nel trattenere il calore.

Per ridurre notevolmente la trasmittanza termica delle strutture, nella definizione delle stratigrafie, vengono utilizzati, nella definizione delle stratigrafie, i materiali isolanti.

Una corretta stratigrafia, dall’interno verso l’esterno, dovrebbe infatti prevedere una diminuzione della conducibilità termica dei materiali, ossia della loro attitudine a trasmettere il calore.

Come spesso mi capita di suggerire, è opportuno osservare che nella definizione di una stratigrafia muraria o di copertura, risulta conveniente investire sullo spessore dei materiali isolanti, in quanto incidono poco sul costo complessivo dell’intervento.

I costi fissi legati ai ponteggi, all’approntamento di cantiere, alla posa dei pannelli isolanti e alle opere di finitura, rimangono invariati, pertanto il risparmio energetico che deriva dall’applicazione di materiali isolanti con un corretto spessore, si ripaga in pochi anni di utilizzo.

I materiali isolanti sono convenzionalmente caratterizzati da un coefficiente di conducibilità termica inferiore a 0,10 W/mK, che indica una scarsa propensione del materiale al trasferimento del calore.

COIBENTAZIONE INTERNA ED ESTERNA

Si parla di isolamento a cappotto quando l'edificio è sottoposto a isolamento termico, mediante il posizionamento di pannelli sul lato esterno delle murature perimetrali. In alternativa, i materiali termoisolanti possono essere applicati all'interno dei locali o a riempimento di intercapedini esistenti sotto forma di materiale sfuso.

L’isolamento a cappotto però, tra le tecniche elencate è certamente preferibile, poiché svolge la funzione di proteggere gli spazi interni dalle variazioni climatiche, e grazie a ciò la temperatura interna degli edifici può essere ridotta anche fino a 2-3 gradi rispetto a quella normalmente mantenuta negli edifici tradizionali, senza rinunciare a un ottimo comfort abitativo.
 

Se correttamente progettata e posata, la coibentazione esterna, contrariamente a quella interna:


Ne consegue un miglioramento della sensazione di comfort indoor generato dall’innalzamento della temperatura effettivamente percepita.

L’isolamento mediante riempimento o insufflaggio di un’intercapedine d’aria è perseguibile qualora la distanza tra i due paramenti sia di almeno 6 cm, per garantire la completa costipazione del materiale ed evitare quindi disomogeneità di comportamento termico.

Sia per l’isolamento in intercapedine sia per l’isolamento interno è necessario però prevedere in fase di progetto un’attenta verifica termo-igrometrica della struttura, per scongiurare dannose implicazioni dovute alla formazione di condensa e alla generazione di muffe.

Invece, nelle costruzioni dotate di isolamento esterno continuo a cappotto, con risoluzione dei ponti termici, grazie a una distribuzione uniforme della temperatura all’interno degli elementi strutturali, l’umidità dell'aria non può precipitare al di sotto del punto di rugiada, mantenendo così le murature sane nel tempo.

 

SERRAMENTI

Per quanto riguarda la scelta dei serramenti, oltre a considerare che il valore della trasmittanza termica Uw sia inferiore a 1,40 W/mqK, è utile soffermarsi sul fattore solare (g) della vetrata. Questo parametro esprime la percentuale di energia solare che attraversa il vetro, in relazione alla quantità totale di radiazione incidente.

Consideriamo che nei vetri singoli il fattore (g) equivale a circa il 92%, mentre nei vetri doppi dotati di rivestimento basso-emissivo il valore è circa il 63%. Decisamente più basso è invece quello riferibile ai vetri tripli: parliamo del 45-50%.

È utile quindi tenere in considerazione, come suggerisco a quanti mi consultano per scegliere la tipologia di serramento da installare, che le vetrate a triplo vetro, con camere riempite di gas nobile, presentano valori di trasmittanza termica decisamente ridotti, a fronte però di una scarsa attitudine a favorire i guadagni solari. Ecco perché non sempre rappresentano la scelta migliore e vanno attentamente valutati anche in considerzione delle esposizioni dell’edificio.

 

PONTI TERMICI

La progettazione esecutiva di un edificio che presenta un involucro efficiente, deve inoltre essere attenta alla risoluzione dei punti critici della costruzione.

I ponti termici si possono definire come parti dell’involucro edilizio dove la resistenza termica, altrove uniforme, cambia in modo significativo provocando un aumento delle dispersioni per trasmissione anche fino al 30%.

I ponti termici possono essere di tipo costruttivo, causati dall’accostamento di materiali con caratteristiche termiche notevolmente differenti o dalla variazione nello spessore della costruzione, oppure di tipo geometrico. Attraverso un ponte termico fuoriesce quindi più calore rispetto alle superfici confinanti, creando le condizioni per la formazione di condensa e quindi del degrado dei materiali.

Per eliminare, o per meglio dire mitigare, la presenza dei ponti termici è necessario che l’isolamento termico sia continuo, senza interruzioni, ponendo attenzione:

In tema di ponti termici legati ai serramenti non possiamo non citare il fondamentale ruolo giocato dai monoblocchi termoisolanti. Tipicamente le giunzioni dei serramenti alla struttura muraria rappresentano quei punti deboli tramite i quali il calore generato internamente può facilmente disperdersi, senza peraltro averne piena consapevolezza.

La scelta di serramenti a elevata tenuta all’aria e il loro posizionamento mediante i monoblocchi termoisolanti con fissaggio ermetico sui quattro lati, può sia facilitare le modalità di posa, sia proteggere efficientemente il foro finestra da inutili sprechi.

 

CONCLUSIONI

Da quanto fin qui detto dovrebbe risultare chiaro che per riqualificare il proprio immobile è utile rivolgersi a un professionista del settore che sappia consigliare sulle opere maggiormente redditizie valutate secondo una tipica analisi costi-benefici e sia in grado di permettere di sfruttare appieno le agevolazioni fiscali messe a disposizione.

A tal proposito il mio invito è consultare il portale BonusEnergia dedicato all’approfondimento sulle detrazioni fiscali usufruibili per gli interventi mirati al contenimento dei consumi energetici degli immobili.

Chiedi all'esperto:

Non hai trovato risposte ai tuoi dubbi su Ecobonus e incentivi statali?

Se hai ancora idee confuse su procedure, applicazioni e requisiti per usufruire della detrazione fiscale sulle schermature solari (tende da sole, veneziane, frangisole e tapparelle), puoi chiedere il parere di Alessandro Palazzo, architetto specializzato in riqualificazione energetica.

A lui puoi rivolgere le tue domande via mail anche relativamente ad altri aspetti legati alle strategie per ridurre i consumi energetici mediante il miglioramento delle prestazioni dell’involucro termico, come la sostituzione dei serramenti, la coibentazione delle murature e della copertura, la risoluzione dei ponti termici, ecc...

Le domande più significative troveranno risposta in forma privata e pubblica sul sito Pronema.







Articolo di Alessandro Palazzo

​Architetto, consulente energetico CasaClima, esperto in riqualificazione energetica degli edifici. È professore presso la Scuola del Design del Politecnico di Milano.

Architect, CasaClima energy consultant, an expert in energy requalification of buildings. He is a professor at the Design School of the Politecnico di Milano.

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