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I PROSSIMI AGGIORNAMENTI

I prossimi aggiornamenti del sito riguarderanno l'inserimento di una sezione speciale dedicata esclusivamente alle nostre case prefabbricate e una sezione dedicata allo shopping on-line dove puoi acquistare direttamente i materiali da noi commercializzati. Essendo ZEB una realtà molto attiva ti suggeriamo di Iscriviti alla nostra newsletter in modo da essere aggiornato sui nuovi materiali, sulle fiere ed eventi.
Passivhaus 2017-02-11T18:05:12+00:00

Siamo costruttori certificati di PASSIVHAUS

Siamo in grado di provvedere alla progettazione, al calcolo per il risparmio e fabbisogno energetico degli edifici, al calcolo per il miglioramento dell’efficienza energetica e alla costruzione fino all’ottenimento della certificazione Passivhaus.

Definizione
Dati tecnici
Caratteristiche
Fondamenti
Vantaggi
Speciale
Investimento
Comfort
EnerPHit
Certificazioni
Storia
FAQ

Che cosa è una Passivhaus?

Comfort abitativo e risparmio energetico.
La “Passivhaus” è uno criterio costruttivo che prevede, a livello progettuale ed esecutivo, un edificio in grado di assicurare benessere termico senza o con una minima fonte di energia  esterna, sfruttando la somma degli apporti passivi di calore generato internamente all’edificio dall’irragiamento solare attraverso le finestre, dalla dissipazione termica degli  elettrodomestici e dal calore generato dagli stessi occupanti. Da qui l’utilizzo del termine “Passiv”.

“Le dispersioni termiche dell’edificio sono ridotte a tal punto che quasi non si rende neanche necessario un impianto attivo di riscaldamento. Gli apporti di riscaldamento passivi come il sole, gli inquilini, gli elettrodomestici ed il calore recuperato dall’aria esausta coprono gran parte del fabbisogno termico. Il calore rimanente può essere fornito mediante l’aria di rinnovo se il carico termico massimo per il riscaldamento è inferiore a 10W per metro quadrato di superficie utile. Se l’apporto termico dell’aria di mandata costituisce l’unica fonte di calore dell’edificio, l’edificio si può definire Passivhaus”

Prof. Dr. Wolfgang Feist
Cattedra di Costruzioni a Basso Consumo e Fisica Edile presso l’Università di Innsbruck (A) e Direttore del Passivhaus Insitut di Darmstadt (D)

efficienza energetica

il termos mantiene il caldo con l’isolamento, la macchina del caffè tramite energia

Le case passive sono edifici conformi alla Direttiva Europea 2010/31/UE, recepita dal governo italiano con il Decreto Legge n. 63/2013 e  la successiva  L.90/2013, che fissa l’OBBLIGO dal 31/12/2020, per le nuove costruzioni e ristrutturazioni, di raggiungere lo standard di edificio passivo.

DATI TECNICI

Nello specifico, seguendo i criteri dettati dalla normativa americana ASHRAE 55-2004, per certificare una casa secondo i criteri
Passivhaus devono essere rispettati obbligatoriamente i seguenti parametri:
  • Fabbisogno termico per riscaldamento ≤ 15 kWh/(m2a) oppure: Carico termico specifico ≤ 10 W/m2
  • Fabbisogno frigorifero per raffrescamento ≤ 15 kWh/(m2a)
  • Tenuta all’aria n50 ≤ 0,6 h-1
  • Fabbisogno di energia primaria ≤ 120 kWh/(m2a)
  • Basso surriscaldamento estivo (n. gg. < 10% con Ti > 25 °C)

Mentre è consigliato ma non obbligatorio soddisfare questi altri parametri:

  • Progettazione senza ponti termici < 0,01 W/mK
  • Serramenti a taglio termico Uw ≤ 0,8 W/m2K
  • Impianti ad alta efficienza; ventilazione interna con recupero di calore superiore al 75%
  • Ridotte dispersioni termiche per approntamento e distribuzione ACS
  • Utilizzo efficiente della corrente elettrica.

Caratteristiche tecniche

Una Passivhaus è un edificio che deve rispettare determinati criteri: fra gli altri, il fabbisogno termico per riscaldamento (energia utile per il riscaldamento dell’aria ambiente) ed il fabbisogno frigorifero per raffrescamento (energia utile per il raffrescamento dell’aria ambiente) devono rimanere al di sotto di 15 kWh/m2 anno, il fabbisogno di energia primaria deve essere minore di 120 kWh/m2 anno (consumo di energia primaria per riscaldamento, raffrescamento, approntamento e distribuzione acqua calda sanitaria, energia elettrica degli elettrodomestici e corrente elettrica “ausiliaria”, ovvero a servizio degli impianti) ed il valore n50 (ricambio di aria interna per perdite attraverso gli spifferi in corrispondenza di una depressione/sovrappressione di 50 Pascal) deve risultare in opera minore di 0.6 h-1.
Grazie al raggiungimento di questi valori si è generalmente in grado di garantire il benessere termico senza che sia necessaria l’installazione di alcun impianto di riscaldamento di tipo “convenzionale”, ovvero di una caldaia, termosifoni o similari.
L’energia necessaria per pareggiare il bilancio termico residuo della struttura viene in genere provvista attraverso sistemi non convenzionali (es. pannelli solari o pompa di calore per riscaldare l’aria dell’impianto di ventilazione meccanica controllata con elevato recupero di calore).
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.

efficienza energetica

Caratteristiche tecniche

I 5 fondamenti dello standard Passivhaus

  • Ottima protezione termica di tutti gli elementi costruttivi dell’involucro termico dal pavimento alle pareti esterne fino al tetto;
  • Finestre e portafinestre con doppi/tripli vetri basso emissivi con un elevato valore di fattore solare g e telai molto ben coibentati; accurata progettazione e controllo degli apporti solari passivi progettando accuratamente le superfici finestrate, eventualmente differenziate per ogni lato dell’edificio, garantendo al contempo assenza di surriscaldamento estivo;
  • Esecuzione a regola d’arte della protezione termica fino ai minimi dettagli con riduzione al minimo di tutti i ponti termici;
  • Tenuta all’aria degli elementi costruttivi esterni verificata mediante test di pressione Blower Door;
  • Ventilazione controllata con recupero di calore particolarmente efficiente per evitare dispersioni di calore e garantire al contempo un’idonea qualità di aria interna.
Passivhaus

I 5 pilastri Passivhaus

VANTAGGI DI UNA CASA PASSIVA

→Bassi consumi
– I consumi sono circa il 90% in meno rispetto ad una casa convenzionale, e circa il 75% in meno rispetto alle nuove case ad alta efficienza energetica grazie all’eliminazione dei sistemi di riscaldamento tradizionali.
– Assicura autonamamente una perfetta qualità dell’aria interna, con semplicità e con dispositivi tecnici semplici ed affidabili.

→Elevati livelli di comfort
– 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.
– Livelli di comfort interno ineguagliabili e costanti.
– Temperature e calore equamente distribuito in tutte le stanze.
– Nessuna variazione di temperatura significativa o fastidiosi spifferi.

→Eliminazione di muffe, condensa, correnti d’aria
– Grazie alla ventilazione meccanica controllata (oppure VMC) la circolazione dell’aria all’interna della casa è sempre ottimale quindi si evita la formazione di dannose muffe oppure di correnti d’aria che potrebbero infastidire chi presenta problemi al sistema respiratorio.

→Aumento dell’isolamento acustico
– Un vantaggio derivato dalla tecnica di costruzione passiva e l’ottimo livello di isolamento acustico.

→Edificio antisismico
– La casa passiva presenta delle particolari doti antisismiche e per questo ideale costruzione anche per le zone soggette ai sismi e catastrofi naturali.

Che cosa ha di speciale la nostra Passivhaus?

» Utilizza il 90% in meno di energia rispetto ad un edificio tradizionale;
» Ha attorno a se un involucro edilizio perfettamente ermetico (non fa uscire aria e non ne fa entrare);
» Può essere biologico ed eco-sostenibile;
» Il materiale di cui è fatta può essere riciclabile fino al 60%;
» Viene mantenuto un costante equilibrio di umidità interna della casa ad un livello ottimale di salute, evitando la formazione di condensa, muffe e batteri;
» Eccellente isolamento acustico;
» Antisismica;
» Indipendente dalle fonti energetiche fossili;
» Possibile utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili per il 100% del fabbisogno energetico complessivo;
» Ridotti costi di manutenzione degli impianti;
» Emissioni di sostanze nocive volattili negli ambienti prossime allo zero;
» Non fa polvere;
» Controlla e minimizza i campi elettromagnetici interni ed esterni;
» Rivalutazione nel tempo dell’immobile grazie all’altissimo standard qualitativo costruttivo;
» Immobile certificato con appositi controlli qualità.

E' UN BUON INVESTIMENTO?

SEMPRE!
La costruzione o la ristrutturazione di un edificio secondo lo standard passivo comporta, a volte, una sensibile spesa maggiore rispetto ad immobili convenzionali. Questo eventuale maggior costo viene riassorbito dal risparmio sulla spesa delle bollette nell’arco di massimo 5 anni, mediamente.
Per dare un’ordine di grandezza si spende solo 1 €/mq all’anno per il riscaldamento.

L’aspetto più interessante è rappresentato dalla rivalutazione monetaria dell’immobile, prendiamo per esempio i fatti recenti ovvero l’obbligo  dal  1° gennaio 2009, per tutte le case in vendita e adesso anche in affitto, di dichiarare la loro classe di efficienza energetica, da allora i potenziali acquirenti hanno iniziato a correlare  costo di acquisto dell’immobile con le caratteristiche di efficenza energetica (ovvero minor spesa sulle bollette) privilegiando l’acquisto o la locazione di un immobile più vicino alla classe A.
Quanto vale oggi un immobile di classe A rispetto ad uno in classe G? e quello in classe G quanto varrebbe a rivenderlo tra 10 anni? Comprereste mai un immobile che 4 anni sarà in classe energetica pagaronabile alla D e che nessuno vorrà pagare al prezzo al quale lo avete acquistato voi?
Se sfogliate un po gli annunci immobiliari sapete già la risposta.

“le case certificate sono più attrattive, sono soggette a minor deprezzamento, sono più negoziabili sul mercato”.

In virtù di queste considerazioni e dal fatto che  la Passivhaus è una casa a “norma” a partire dal 2021, vale  la pena in un’ottica di lungimiranza pensare già da oggi a fare un buon investimento.

Cosa si intende per comfort abitativo?

Un edificio risulta salubre e confortevole quando ci restituisce una sensazione di benessere. La Casa Passiva ha come obiettivo il benessere e la salute dell’uomo, partendo dal presupposto che passiamo circa l’80% del nostro tempo in un ambiente chiuso, è bene che questo ambiente sia salubre e comodo. Per maggiori dettagli tecnici clicca qui.

Aria indoor salubre

Purtroppo buona parte dei materiali da costruzione, di arredo e di oggettistica, contengono sostanze inquinanti, e questo si combina con tecniche costruttive che consentono la circolazione di polvere e pollini, fino al punto di aver creato una vera e propria malattia, detta Sindrome dell’edificio malato, che è diagnosticata quanto l’edificio è talmente nocivo da compromettere la salute di chi vi abita o vi lavora. Gli edifici tradizionali non tengono presente di questo fattore che per le Case Passive invece è fondamentale, infatti nelle case tradizionali si sono registrati (tramite appositi strumenti di rilevazione) fattori inquinanti “indoor” di molto superiori all’inquinamento esterno!!!
La qualità dell’aria indoor viene influenzata da molteplici fattori inquinanti (sia interni che esterni)determinati, dall’immissione di nuove sostanze in atmosfera e dall’aumento di tutti i processi di combustione.
La stragrande maggioranza dell’inquinamento chimico indoor deriva dalla consistente categoria dei Composti Organici Volatili (VOC): molecole molto differenziate per grado di nocività ed impatto organolettico che, facilmente evaporabili dalle superfici dell’involucro edilizio o degli arredi in esso contenuti, si disperdono nell’aria a temperatura ambiente.
Finora sono stati identificati più di 900 differenti VOC e negli ambienti confinati domestici se ne possono rilevare da 50 a 300 circa; l’impatto ambientale degli inquinanti gassosi può manifestarsi in diverse forme e non interessare esclusivamente l’aria.
Gli IPA (idrocarburi policiclici aromatici) sono altamente lipofili e hanno capacità di aderire al materiale organico, per questo motivo possono accumularsi con facilità nei tessuti lipidici degli organismi viventi.
Il Ministero della Salute registra un forte aumento di patologie multisistemiche con
origine spesso sconosciuta a cui viene attribuito il nome di “malattie rare”; molte di queste sono definite psicosomatiche o ereditarie per mancanza di elementi eziologici compatibili con la medicina classica. Nel 2006 se ne stimavano tra le 6000 e le 7000.

Temperatura omogenea indoor

In primo luogo, il clima all’interno del quale una persona vive, influenza direttamente il comfort: le sensazioni di “caldo” o di “freddo” sono evidentemente collegate alle condizioni meteorologiche esterne. Oltre a questo, studi scientifici sul comfort hanno illustrato come le condizioni ambientali ottimali non rimangono costanti durante l’anno, bensì oscillano in base alle stagioni. Una persona può definire le medesime condizioni come “troppo caldo”, “troppo freddo” o “confortevoli” in base al periodo dell’anno. E’ stato dimostrato come questi cambiamenti di aspettativa sono collegati alle condizioni climatiche che la persona ha vissuto nelle 3-4 settimane precedenti al test. Questo fenomeno è chiamato “storia personale del comfort“.
Il secondo gruppo di fattori che influenzano il comfort è legato all’individuo: in fondo siamo tutti uno diverso dall’altro. La ricerca scientifica ha dimostrato come le condizioni ottimali di comfort sono influenzate anche da fattori demografici. In Italia, uno stereotipo classico riguarda i Tedeschi, famosi per presentarsi in Riviera a fare il bagno già a maggio, quando nessun italiano si azzarderebbe ad avvicinarsi all’acqua. Al di là delle ovvie generalizzazioni tipiche di ogni stereotipo, questo in particolare mostra come cultura, fattori demografici e storia personale del comfort influenzino le nostre scelte.
Un altro gruppo di fattori che influenzano le condizioni di comfort, e che non necessita di vestiario e il tipo di attività fisica delle persone.
Quanto abbiamo descritto fin’ora riguarda esclusivamente le persone, e la loro relazione con il clima nel quale abitano. Per affrontare il tema del comfort all’interno degli edifici, dobbiamo aggiungere alla lista altri due gruppi. I fattori fisici, all’interno di un edificio, che influenzano direttamente la percezione di comfort comprendono la temperatura radiante delle superfici interne (pareti, pavimento, soffitto, serramenti ecc.), così come la temperatura, umidità relativa e velocità dell’aria interna. Per questo motivo, il comfort termoigrometrico in un edificio dipende direttamente dalla qualità del suo involucro termico, dall’assenza di ponti termici, e dall’assenza di spifferi (tenuta all’aria). Questi aspetti della costruzione non influenzano soltanto l’efficienza energetica dell’edificio, ma anche il benessere di chi vi abita. La classe energetica di un edificio, infatti, non è sufficiente per determinare la sua vera qualità in termini di comfort.
Il comfort termico viene garantito solamente se le temperature all’interno di un ambiente (temperatura dell’aria, ma anche del pavimento, delle pareti, delle finestre ecc.) risultano omogenee, con differenze di temperature locali molto limitate.
Un ambiente con temperature omogenee (figura in alto) è comfortevole: la temperatura radiante delle finestre (18°C) non si discosta molto da quella delle pareti (20,5°C). Un ambiente con temperature radianti molto diverse (in basso), non risulta confortevole: anche se la temperatura delle pareti è oltre i 20°C, se sono presenti parti più fredde (finestre non performanti, ponti termici ecc.), la percezione sarà quella di un ambiente freddo.
Finestre ad elevate prestazioni energetiche permettono di migliorare notevolmente il comfort termico, poichè mantengono una temperatura media superficiale interna superiore ai 17°C. Anche in peno inverno non si verifica un calo sensibile della temperatura superficiale delle finestre.
Il comfort igrometrico è invece dato da un livello corretto di umidità dell’aria: nè troppo secco, nè troppo umido.
Troppo spesso, chi si occupa di energia non si cura del comfort: innumerevoli interventi di riqualificazione energetica (sostituzione dei serramenti, realizzazione di cappotti termici) vengono eseguiti pensando solo all’energia, e non alle persone. Questo si traduce spesso in risultati disastrosi, con la casa che si riempie di muffa e condensa.
L’ultimo gruppo di fattori comprende gli aspetti psicologici di come una persona percepisce il comfort, e di come è in grado di controllare il proprio ambiente. Si è in grado di controllare del tutto o in parte le proprie condizioni termoigrometriche? Si possono aprire le finestre? Se si tratta di un ambiente di lavoro, ad esempio un ufficio, ci si può togliere un capo di abbigliamento? Spesso la sola consapevolezza di poter intervenire sulle proprie condizioni è di per sè sufficiente a farci stare a nostro agio.
Cogliamo l’occasione per sfatare il luogo comune – assolutamente ridicolo e falso – che non in una Casa Passiva non si possano aprire le finestre. Purtroppo molti progettisti ignoranti e non aggiornati, per paura di perdere clienti nei confronti del crescente movimento delle case passive, utilizzano questo luogo comune per difendere i vecchi metodi di progettazione, ed intimorire i clienti di fronte a scelte innovative, meno legate all’impiantistica. Va da sé come questo vada a vantaggio dei progettisti, non dei committenti.

Monitoraggio umidità

Grazie al forte isolamento, il calore rimane all’interno della casa e tutte le superfici presentano una temperatura uniforme e piacevolmente calda. In questo modo, in una casa passiva non vi sono asimmetrie di temperatura radiante tra le pareti esterne e non si formano le relative correnti d’aria.
Viceversa, d’estate il caldo torrido resta fuori e si evita il surriscaldamento.
In una casa passiva c’è quindi un clima interno gradevole e costante durante tutto l’anno, che assicura a chi vi abita un elevato livello di comfort.
Inoltre le case passive utilizzano sistemi di ventilazione altamente efficienti (VMC), che impediscono la formazione di muffa, batteri e polvere con le relative allergie.
La casa passiva riscalda e raffresca con il solo impianto VMC (Ventilazione Meccanica Controllata) che, tra l’altro, provvede al rinnovo d’aria igienico (senza trattamento dell’aria interna o impianti tradizionali).

Isolamento acustico

il silenzio rende l’ambiente calmo e rilassante.
Da diversi anni il rumore e diventato una delle prime fonti di inquinamento, di stress e di discomfort: di conseguenza l’uomo ha il bisogno di proteggersi dai suoni e dai rumori.
Un rumore rappresenta un insieme di vibrazioni sonore che corrispondono a delle variazioni della pressione dell’aria udibili da parte dell’uomo. Ecco solo alcuni esempi di fonti di rumore con cui ci confrontiamo quotidianamente: rumori provenienti dall’esterno (traffico stradale, ferroviario ed aereo); rumori provenienti dall’interno (impianti hi-fi, tecnologici, di riscaldamento, di ventilazione); rumori da impatto (generati dalla caduta di oggetti sui pavimenti, rumore dei tacchi delle scarpe).L’isolamento acustico è l’insieme degli accorgimenti presi per ridurre la trasmissione di energia a partire dalle fonti che la producono fino ai luoghi che devono essere protetti. Pertanto la finalità dell’isolamento acustico è proteggere l’uomo dai rumori, attenuandone o eliminandone la percezione attraverso la dissipazione dell’energia sonora.

Ristrutturazioni – EnerPHit

Dal 2010 esiste un apposito protocollo denominato EnerPHit (Quality-Approved Energy Retrofit with Passive House Components) elaborato dalla Passivhaus Insitut per la riqualificazione energetica dei fabbricati esistenti consentendo di ottenere una riduzione dei consumi tra il 70 ed il 90%.
Gli edifici ristrutturati con lo standard EnerPHit offrono un livello ottimale di comfort termico, un alto grado di soddisfazione degli utenti ed una salubrità eccezionale degli elementi costruttivi, in particolare assenza di muffa o condensa.
Nelle ristrutturazioni, diversi sono gli ostacoli che si presentano al raggiungimento dello standard Passivhaus, come ad esempio vincoli architettonici, strati funzionali non più raggiungibili se non a costi proibitivi e non giustificabili, situazioni di ombreggiamento non ottimali, difficile eliminazione di alcuni ponti termici etc.
Per questo, si è riconosciuto l’esigenza di introdurre un nuovo standard che garantisca il comfort abitativo pur rispettando la necessità di realizzare interventi ragionevoli dal punto di vista economico.
Vi sono due tipologie di certificazione EnerPHit, il metodo basato sul fabbisogno termico/frigorifero, che in analogia a quanto si fa per gli edifici di nuova costruzione prevede dei limiti sui consumi per riscaldamento e raffrescamento/deumidificazione dell’edificio, e il metodo per componenti, dove sono previsti dei valori limite per ogni componente costruttivo che si andrà ad utilizzare nell’edificio ristrutturato (ad es. limiti sui valori U delle pareti, dei serramenti, efficienza dell’impianto di ventilazione etc.)..
Entrambi i metodi prevedono dei limiti che variano in base alla zona climatica in cui è realizzato l’edificio. Inoltre anche per la certificazione EnerPHit è prevista la suddivisione nelle tre classi Classic, Plus e Premium.
A partire dal 2016, in seguito agli sviluppi del progetto EuroPHit, è anche possibile certificare edifici che vengono ristrutturati con un approccio step-by-step, ovvero edifici che non vengono completamente riammodernati con un unico intervento ma il cui processo di ristrutturazione prevede svariati interventi diluiti nel corso degli anni. Questo approccio prevede il rilascio di un pre-certificato in seguito alla stesura di un “Piano di Ristrutturazione EnerPHit” e all’implementazione di un primo step (intervento) di riammodernamento. Successivamente, non appena tutti gli step saranno stati completati e l’intero edificio sarà ristrutturato secondo i principi Passivhaus, si potrà rilasciare il certificato EnerPHit finale.
Come accennavamo prima, i parametri previsti per il protocollo EnerPhit sono meno restrittivi rispetto alla Passivhaus come meglio si evince dallo schema qui sotto riportato.
parametri-enerphit
Enerphit class

EnerPHit

Le certificazioni

Le certificazioni assumono rilevanza in quanto costituiscono,  per il committente, la prova di garanzia della qualità e del raggiungimento dei valori energetici e di benessere previsti.
Per quasto suggeriamo di far certificare immediatamente un immobile costruito o ristrutturato secondo gli standard Passivhaus, in questo modo si avrà una verifica delle prestazioni elaborate in fase progettuale, oltre ad avere un riconoscimento ufficiale dalla Passivhaus Insistut di Darmstadt consentendo all’immobile di rivalutarsi nel tempo senza perdere quindi di valore investito.
Il costo della certificazione è abbordabile, nell’ordine di qualche migliaio di eruo, e viene effettuato da un ente terzo accreditato presso Passivhaus Institut.
La procedura corretta per iniziare un percorso di certificazione è coinvolgere il Certificatore fin dall’inizio, in fase progettuale, questo consente di correggere eventuali problemi in corso d’opera, evitando così sgradite sorprese e garantendo il raggiungimento dei requisiti Passivhaus.
Il protocollo Passivhaus si può integrare con tutte le altre certificazioni di sostenibilità ambientale, non trascurando comunque il rispetto dei requisiti minimi nazionali igrometrici, acustici e di resistenza al fuoco.
La certificazione rilasciata può essere di diverso tipo a seconda delle diverse classi, elaborate dall’Istituto di Darmstadt, a cui appartiele l’immobile.
Passivhaus Classes
Plakette

Plakette

Da dove nasce lo standard Passivhaus?

Lo standard Passivhaus è nato nel maggio 1988 da una collaborazione tra Bo Adamson dell’Università di Lund in Svezia e Wolfgang Feist dell’Institut für Umwelt und Wohnen (Istituto per l’Ambiente e l’Edilizia) in Germania. La loro idea è stata poi sviluppata attraverso un numero di progetti di ricerca, col sostegno finanziario da parte dello Stato tedesco di Hessen. Le prime abitazioni Passivhaus furono costruite a Darmstadt in Germania nel 1990, e occupate dai proprietari l’anno successivo.
Il Passivhaus Institut è stato fondato nel settembre 1996, sempre a Darmstadt, per promuovere e controllare gli standard. Da allora sono state costruiti migliaia di edifici Passivhaus, fino a superare le 25.000 unità nel 2010, ma si presume che il numero si attesti intorno alle 50.000 unità. La maggior parte si trova in Germania ed Austria, ma ne sono state realizzate moltissime in svariati altri Paesi del mondo. La città di Heidelberg in Germania ha recentemente avviato il progetto Bahnstadt, che consiste nella realizzazione dell’area più grande al mondo con edifici costruiti secondo lo standard Passivhaus.
APPROFONDIMENTI:

L’era dei combustibili fossili a basso costo, durata circa 100 anni, è quasi alla fine. In quest’epoca molte apparecchiature meccaniche ed elettriche sono state sviluppate per riscaldare, raffreddare, ventilare ed illuminare l’interno dei nostri edifici. Una nuova professione, l’impiantista, nacque per progettare e ed individuare gli impianti (meccanici) “attivi” adatti alle diverse tipologie di edifici. Uno delle conseguenze della scelta di di condizionare artificialmente l’ambiente interno fu che l’involucro edilizio smise di essere moderatore primario del clima esterno nei confronti dell’ambiente interno, e così gli architetti cedettero la responsabilità del controllo ambientale agli ingegneri. Ma a seguito della crisi petrolifera del 1973, molti architetti e ingegneri riconobbero saggio ridurre la dipendenza dai combustibili fossili, e svilupparono un rinnovato interesse nel ricco, vario e raffinato vocabolario di un’architettura che moderasse con successo l’ambiente interno in funzione della stagione, in virtù di una sapiente progettazione. Ciò ha portato ad una riscoperta dei principi di controllo ambientale attraverso la manipolazione della forma dell’edificio, la disposizione delle aperture e le prestazioni termiche dei materiali: la cosiddetta progettazione “passiva”.
La progettazione passiva cerca di massimizzare i benefici termici ed ambientali che possono sorgere mediante l’attenta considerazione delle prestazioni termiche dei componenti dell’edificio e dei sistemi, in modo da minimizzare le perdite di calore d’inverno e i guadagni termici d’estate. Un progetto puramente “passivo” escluderebbe qualunque intervento meccanico. Ma ciò risulterebbe spesso inopportuno, dal momento che l’inserimento di apparecchiature elettriche o meccaniche (in particolare per esplicare una funzione di controllo) è normalmente desiderabile per permettere agli elementi passivi di funzionare in modo corretto.
La “progettazione passiva” è quindi un termine generico, ed è usato per definire un approccio strategico alla progettazione che sia aperto all’interpretazione da più persone in diversi climi e località, con l’obiettivo di minimizzare il consumo di combustibili fossili per il riscaldamento, la ventilazione, l’illuminazione e il raffrescamento. In Nord Europa il fabbisogno energetico per riscaldamento è predominante, mentre in Sud Europa le esigenze di riscaldamento residenziale sono minime, ma la richiesta di raffrescamento meccanico è notevolmente aumentata. Pertanto, è sorto un crescente interesse verso strategie per ottenere sia “riscaldamento passivo” che “raffrescamento passivo”.
Le strategie progettuali per riscaldamento e raffrescamento passivo fanno affidamento sullo sfruttamento delle sorgenti di calore ambientali (es. il Sole) e dei cosiddetti pozzi (es. il cielo stellato). Molto del lavoro iniziale in questo settore fu svolto negli USA negli anni ’70, sotto l’amministrazione Carter.
Questo fu poi raccolto e sviluppato ulteriormente in Europa negli anni ’80, su fondi dei programmi di ricerca e sviluppo della Commissione Europea. E’ in questo contesto che il concetto di Passivhaus fu sviluppato.

Sfatiamo un po di luoghi comuni sulle  Passivhaus (FAQ)

Il principale ostacolo è rappresentato dalla resistenza culturale di un settore – il mondo delle costruzioni – estremamente tradizionalista.
Fondamentali sono una precisa progettazione ed un’esecuzione attenta ai dettagli fatta a regola d’arte da imprese qualificate e certificate, questo consente di garantire il raggiungimento dei più elevati requisiti in termini economici, di risparmio energetico e di benessere abitativo.
ZEB è quindi un partner affidabile ed ideale per la costruzione di un edificio passivo chiavi in mano con risultato garantito e certificato.
Avere un edificio che non richiede pressoché alcuna manutenzione (a parte la pulizia dei filtri della ventilazione meccanica) è quanto ci si vorrebbe sempre augurare. La bontà della coibentazione e dei sistemi di ventilazione meccanica preservano l’edificio da ripetuti interventi di manutenzione e ritardano gli stessi, aumentando quindi la redditività dell’investimento.

I primi edifici “superisolati” sono stati costruiti, in modo sperimentale, tra la metà degli anni Settanta e la metà degli anni Ottanta, in seguito alla prima crisi petrolifera. Vedi ad esempio il Rocky Mountain Institute, costruito nel 1982-83 a Snowmass in Colorado.

Lo standard passivo è stato successivamente affinato nei primi anni Novanta, ed è rimasto sostanzialmente invariato negli ultimi venticinque anni.

Non c’è nulla di sperimentale in una Casa Passiva.

Dipende come si calcola il costo.
Siamo il “Paese del Sole”, con oltre ottomila chilometri di coste. Se però guardiamo i dati, scopriamo che oltre il 40% della nostra popolazione vive in zona climatica E o F.
Quando sentite dire che una cosa “non serve”, provate a chiedere su quali basi viene fatta questa analisi.
Per garantire il comfort e la salubrità di qualsiasi tipo di edificio, è necessario ricambiare l’aria interna per portare ossigeno ed estrarre vapore acqueo e anidride carbonica. Nel nostro articolo sulla ventilazione meccanica controllata, abbiamo affrontato l’argomento nel dettaglio.
Definire la ventilazione meccanica come un polmone d’acciaio (o espressioni simili) indica ignoranza in materia di qualità dell’aria negli edifici.

Un ponte termico è una discontinuità dell’involucro termico, dove il flusso di calore risulta maggiore rispetto al resto delle strutture.
Ritenere che il non isolare i ponti termici possa aiutare il “raffrescamento” dell’edificio in estate denota ignoranza in materia. Inoltre, la presenza di ponti termici è una delle principali cause dell’insorgere di muffa e condensa: proporre di mantenere questi punti deboli è da irresponsabili.
ponte
Esempio di analisi di un ponte termico: un pilastro all’interno di una parete esterna
La progettazione di una Casa Passiva avviene con un bilancio energetico tra involucro termico e clima del luogo.
Tanto più è freddo il clima, tanto più la casa dipenderà dal riscaldamento gratuito (appunto, “passivo”) dato dal sole, attraverso le finestre.
In climi più temperati, questa necessità di vetrate viene meno, anzi diventa controproducente per il bilancio estivo.
Se la Casa Passiva è ben progettata, la quantità di vetrate è ottimizzata in base al clima in cui questa viene costruita.
In generale  definire un edificio come “troppo ermetico” indica una scarsa conoscenza in tema di comfort (qualità dell’aria interna, assenza di muffa e/o condensa) e di durabilità del fabbricato.
Si possono costruire questi edifici impiegando materiali assolutamente standard, disponibili in commercio da decenni.
Questo è il “principe” dei luoghi comuni: non è assolutamente vero!
Nel caso delle Case Passive di Cavriago, ad esempio, tutte le finestre sono apribili.
L’alta qualità costruttiva dello standard passivo non è legato ad una specifica tecnologia costruttiva: esistono Case Passive in muratura, in cemento armato, in legno, in telaio in acciaio ecc… ma deriva dalle prestazioni dell’involucro termico.
Se ben progettata e ben costruita, in una Casa Passiva è l’involucro ad essere molto performante: per questo motivo, non è spesso necessario un impianto di riscaldamento di tipo tradizionale (a radiatori o a pavimento). L’eventuale impianto di riscaldamento può essere estremamente semplice, e pertanto facile da gestire.
In generale, l’involucro termico richiede molta meno manutenzione di un impianto. La manutenzione della componente “termica” di una Casa Passiva è quindi generalmente inferiore ad un edificio “normale”.
Il primo passo per arrivare a questo livello di comfort ed efficienza energetica è un progetto architettonico consapevole.

Per questo, esistono strumenti di progettazione preliminare che consentono di sviluppare allo stesso tempo il concept architettonico e termico, fino dalle fasi iniziali di progetto.

Questo tipo di edificio non ha uno stile architettonico particolare, e la bellezza o la bruttezza del risultato, come per tutti gli edifici, dipende dalla bravura di chi si occupa del progetto architettonico.
Se l’impianto è progettato bene, questo è possibile anche in una Casa Passiva.
Un ponte termico è una zona locale dell’involucro termico in cui sia presente una discontinutà (data dalla geometria delle strutture o dai materiali), tale per cui il flusso di calore tra interno ed esterno è diverso – in genere maggiore – rispetto al resto delle strutture.

Sono quindi ponti termici gli elementi strutturali presenti nell’involucro, specialmente se passano gli strati isolanti. Sono inoltre ponti termici geometrici gli stessi spigoli dell’involucro termico di un edificio.

Dal punto di vista dell’energia,
un ponte termico comporta in genere maggiori dispersioni di calore, e occorre tenerne conto nel calcolo del fabbisogno energetico complessivo dell’edificio. Il calcolo del maggiore flusso di calore va eseguito con software di calcolo agli elementi finiti, validati secondo la UNI EN ISO 10211, anche se la maggior parte dei tecnici non approfondisce il progetto dell’involucro termico fino a questo livello (limitandosi alla vecchia e superata norma UNI EN 14683 o ad abaci di ponti termici precalcolati).

Dal punto di vista del comfort,
invece, questi punti deboli comportano delle temperature più basse rispetto alle superfici interne degli elementi dell’involucro (pareti, tetto ecc.): situazioni di questo tipo causano discomfort (“sento freddo”), e possono portare alla formazione di muffe e condensa. Per questo motivo, specialmente nel caso di ristrutturazioni o riqualificazioni energetiche, è necessario sviluppare questi dettagli costruttivi con software di calcolo agli elementi finiti, validati secondo la UNI EN ISO 13788, per avere la garanzia che tutti i ponti termici vengano risolti ai fini del comfort (“non sento freddo” e “non ho muffa”).

Per la progettazione di edifici di alta qualità e comfort, come le Case Passive, è fondamentale progettare in modo da eliminare tutti i ponti termici dati dalle discontinuità dei materiali. Per quanto riguarda i ponti termici geometrici, sebbene non sia pensabile di eliminare tutti gli spigoli di un fabbricato (a meno che non vogliate una casa a forma di sfera), certo è che occorre prediligere forme semplici per l’involucro termico.

Un edificio compatto non solo ha meno ponti termici geometrici, ma risulta anche migliore dal punto di vista antisismico e più economico da costruire.

Nel caso di una ristrutturazione o riqualificazione energetica, può non essere possibile eliminare completamente i ponti termici strutturali e geometrici: occorre allora progettare in modo tale da garantire il comfort, garantendo una temperatura interna omogenea, e minimizzare le dispersioni di calore.

Per la ristrutturazione esiste un apposito protocollo denominato EnerPHit (Quality-Approved Energy Retrofit with Passive House Components) elaborato dalla Passivhaus Insitut.
Gli edifici ristrutturati con lo standard EnerPHit offrono un livello ottimale di comfort termico, un alto grado di soddisfazione degli utenti ed una salubrità eccezionale degli elementi costruttivi, in particolare assenza di muffa o condensa.
Anche per la certificazione EnerPHit è prevista la suddivisione nelle tre classi Classic, Plus e Premium.
I parametri che devono essere rispettati in una ristrutturazione EnerPhit devono essere i seguenti:
– fabbisogno termico per riscaldamento ≤ 25 kWh/(m2a)
– Percentuale di ore annue caratterizzate da temperature interne superiori a 25 °C  senza raffrescamento attivo ≤ 10%
– fabbisogno di energia primaria ≤ 120 kWh/(m2a)
– tenuta all’aria n50 ≤ 1,0 h-1

A partire dal 2016, in seguito agli sviluppi del progetto EuroPHit, è anche possibile certificare edifici che vengono ristrutturati con un approccio step-by-step, ovvero edifici che non vengono completamente riammodernati con un unico intervento ma il cui processo di ristrutturazione prevede svariati interventi diluiti nel corso degli anni. Questo approccio prevede il rilascio di un pre-certificato in seguito alla stesura di un “Piano di Ristrutturazione EnerPHit” e all’implementazione di un primo step (intervento) di riammodernamento. Successivamente, non appena tutti gli step saranno stati completati e l’intero edificio sarà ristrutturato. secondo i principi Passivhaus, si potrà rilasciare il certificato EnerPHit finale.

Per maggiori dettagli rimandiamo alla lettura dell’articolo poco sopra.

Esiste la certificazione per gli edifici  nuovi o ristrutturati secondo lo standard Passivhaus, il certificatore è un  ente terzo accreditato presso Passivhaus Institut, i prezzi sono abbordabili e costituiscono per il committente garanzia di qualità e di raggiungimento degli obiettivi energetici e di benessere previsti nel progetto.
Esistono anche materiali certificati, come serramenti, porte d’ingresso, isolanti ecc….
Sia per la certificazione Passivhaus che EnerPhit, l’Istituto di Darmstadt ha previsto la suddivisione nelle tre classi Classic, Plus e Premium, questa certificazione può integrare con tutte le altre certificazioni di sostenibilità ambientale.
Non è obbligatoria ma è consigliata, in questo modo si ha un riscontro scientifico oltre che una rivalutazione nel tempo dell’immobile.
Per maggiori dettagli rimandiamo a quanto sopra.
I parametri che influenzano in maniera significativa il bilancio energetico di un edificio, come si evince dal grafico, sono la coibentazione dell’involucro e la ventilazione.
Entrambi sono strettamente correlati alla tenuta all’aria dell’involucro edilizio ovvero al grado di ermeticità del sistema involucro costituito da vari elementi costruttivi interconnessi in vario modo. Queste connessioni rappresentano delle vie preferenziali per il passaggio di calore con conseguente aumento delle dispersioni termiche attraverso l’involucro. Un esempio tipico sono gli spifferi che si trovano in corrispondenza dell’attacco della finestre alle strutture murarie. Tali infiltrazioni d’aria sono direttamente responsabili dell’aumento della permeabilità all’aria dell’edificio definito come la quantità d’aria che attraversa l’involucro edilizio per effetto della differenza di pressione tra gli ambienti interni e quelli esterni.
La scarsa ermeticità dell’involucro causa:
– aumento dispersioni termiche nel periodo invernale per convenzione con conseguente aumento del fabbisogno per riscaldamento
– rischio di formazione di condensa all’interno delle stratigrafie a causa del passaggio del vapore acqueo dall’interno verso l’esterno (inverno) e dall’esterno verso l’interno (estate) con conseguente peggioramento della funzione isolante delle strutture
– riduzione del comfort degli ambienti interni per la presenza di spifferi che provocano un abbassamento locale della temperatura superficiale (discomfort locale) o dell’entrata all’interno del locale di flussi d’aria fredda/calda (inverno/estate) con conseguente diminuzione/aumento del tasso di umidità relativa
– ponti acustici, l’aria che entra attraverso gli spifferi è un buon veicolo per il trasporto dei rumori esterni
– riduzione del rendimento degli impianti a ventilazione meccanica con recuperatore di calore. Il calore contenuto nell’aria calda una volta disperso all’esterno attraverso le fessure non potrà essere recuperato
Per evitare tali fenomeni è necessario studiare in fase di progettazione soluzioni costruttive in grado di garantire una buona tenuta all’aria dell’intero involucro edilizio. La tenuta all’aria viene garantita attraverso uno strato interno di tenuta all’aria in grado di impedire il passaggio di flussi d’aria dall’interno verso l’esterno. Per ridurre al minimo le dispersioni termiche per convenzione viene inserito uno strato esterno di tenuta al vento.
Lo strato di tenuta all’aria è generalmente realizzato sul lato interno prima dello strato isolante e deve contenere l’intero volume riscaldato senza alcuna interruzione e discontinuità. Assume la funzione anche di freno a vapore.
Il livello di tenuta all’aria di un edificio viene misurato attraverso il Blower Door Test che permette di valutare la permeabilità dell’involucro attraverso il calcolo dei ricambi d’aria per infiltrazione, con una differenza di pressione fra interno ed esterno di 50 Pa ( 1 Pascal rappresenta la forza di 1 N esercitata su una superficie di 1m2: la pressione generata nel test di 50 Pascal corrisponde circa a una pressione dinamica generata su una parete soggetta all’azione perpendicolare del vento ad una velocità di 9 m/s).
La prova viene eseguita utilizzando un ventilatore che, opportunamente installato su una porta o finestra esterna (tutte le altre aperture sterne vengono chiuse), estrae l’aria dall’edificio in modo da creare una differenza di pressione tra interno ed esterno di 50 Pa. Con opportuni strumenti viene misurato la portata d’aria indotta dal ventilatore all’interno dell’edificio e il relativo ricambio d’aria attraverso gli spifferi dell’involucro.
Il Blower Door Test prevede una fase di pressurizzazione dove il ventilatore immette aria all’interno dell’edificio attraverso incrementi di pressione di 10 Pa e una fase di depressurizzazione dove gli incrementi di pressione sono negativi. Il numero di ricambi orari ottenuto in tali condizioni viene indicato con il simbolo n50 espresso in h-1.
In sintesi il valore n indica la quantità d’aria che viene ricambiata ogni ora all’interno dell’edificio e può essere determinata attraverso la formula:n50 = V50 / V [h-1]V50 = portata d’aria misurata con ΔP=50 Pa [m3 /h] V = volume d’aria dell’edificio [m3] La vigente normativa nazionale non impone alcun requisito di permeabilità all’aria dell’involucro negli edifici di nuova costruzione o sottoposti a interventi di riqualificazione energetica. Esistono tuttavia ad oggi sul territorio nazionale vari comuni e province che hanno adottato nei propri regolamenti edilizi protocolli di certificazione energetica che impongono dei requisiti di tenuta all’aria per gli edifici introducendo dei valori limite di ricambio d’aria n50 certificati attraverso il Blower Door Test.
Il protocollo di certificazione Casaclima dell’Agenzia di Bolzano fissa per tutti gli edifici residenziali di nuova costruzione un valore limite n50 in base alla classe energetica.
Una casa realizzata secondo lo standard passivhaus è caratterizzata da un elevata ermeticità dell’involucro con un valore n50 ≤ 0,6 h-1
La prova per la verifica della tenuta all’aria attraverso il Blower Door Test prevede due metodologie come prescritto dalla normativa UNI EN 13829:Metodo B: usato per controllare la qualità dei lavori e per rilevare le fughe nell’involucro in fase di costruzione. La ricerca di eventuali perdite d’aria viene eseguita attraverso opportuni strumenti quali termo-anemometro, termocamera, generatori di fumo.Metodo A: il test viene eseguito nel momento in cui l’involucro è nelle stesse condizioni operative di quando sono in funzione gli impianti di riscaldamento o raffrescamento. Tutte le aperture esterne vengono chiuse e lasciate aperte quelle interne. Questo metodo è utilizzato per determinare il valore n50.

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Le elevate prestazioni termiche dell’involucro di una casa passiva consentono l’utilizzo di soluzioni impiantistiche più efficienti ed economiche rispetto agli impianti tradizionali. La domanda di energia necessaria per il riscaldamento invernale è coperta generalmente attraverso un impianto di ventilazione e un recuperatore di calore ad elevata efficienza (η ≥75%). Il sistema ventilante è costituito da un doppio sistema di canalizzazioni:
un condotto che preleva l’aria dall’esterno
una serie di condotti che immettono l’aria esterna, riscaldata dal recuperatore, negli ambienti principali quali camere, soggiorno, studi…
una serie di condotti che prelevano l’aria esausta da ambienti quali cucine, bagni
un condotto di espulsione dell’aria esausta dopo il passaggio nel recuperatore dove gran parte del calore viene ceduto all’aria esterna in entrata.
All’impianto di ventilazione di una casa passiva viene spesso abbinato uno scambiatore di calore interrato costituito da due tubi in polietilene corrugati sulla superficie esterna (per aumentare la superficie di scambio termico) e liscia e bianca sulla superficie interna (per facilitare eventuali ispezioni). I tubi, posizionati a una profondità del terreno di circa 100-150 cm, sono dimensionati in base alle dimensioni dell’edificio e alla portata volumetrica dello scambiatore di calore.
L’aria esterna, prelevata mediante una presa posta generalmente in giardino o comunque lontano da fonti inquinanti, viene fatta passare attraverso filtri di elevata qualità (F7 o superiore) per poi arrivare al punto di entrata dell’edificio con temperature di circa 5-8 °C.
Laddove sia necessario un riscaldamento integrativo si ricorre all’utilizzo di impianti con una potenza limitata dell’ordine di 0,5-1,5 kW (pompe di calore,…). L’aria di rinnovo viene immessa nei vari ambienti attraverso bocchette d’immissione collocate generalmente a 15-20 cm dal soffitto per consentire una migliore distribuzione dell’aria all’interno dell’ambiente (effetto coanda).
La qualità dell’aria interna (IAQ) è una priorità assoluta di una casa passiva dove il clima interno sano è ottenuto attraverso:il rispetto dei criteri di comfort termico, compresa la prevenzione di aree con disagio termico locale;
la ventilazione controllata che assicura un’ottima qualità dell’aria interna. Senza ventilazione controllata, la concentrazione di CO2 nell’aria superiori a certi limiti influisce negativamente sul comfort abitativo
Per mantenere buoni livelli di qualità dell’aria all’interno di un edificio passivo viene effettuato un ricambio periodico che dipende dal numero di persone presenti e dall’attività svolta. Il tasso di ricambio minimo previsto è pari a 0,3 h-1 che significa che in un ora viene ricambiata un terzo del volume d’aria contenuto nell’ambiente.
Per esempio in un casa di 120 m2 di superficie calpestabile considerando un fabbisogno d’aria fresca di 30 m3/h a persona, per una famiglia composta da 4 persone occorre 120 m3/h d’aria fresca. Calcolato un volume d’aria di 324 m3 (considerato un’altezza di 2,7 m) si avrà un tasso di ricambio necessario di 0,37 h-1.
Il ricambio d’aria varia anche secondo l’uso dei locali. Il tasso tuttavia è regolabile in modo da consentire un numero di ricambi necessario al numero di persone presenti. Il tasso di ricambio varia anche in funzione dell’utilizzo dei locali: in un bagno è necessario un ricambio di 40 m3/h mentre una cucina ne richiede 60 m3/h.

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 L’involucro edilizio rappresenta una “terza pelle” umana, un diaframma di protezione tra l’ambiente interno e quello esterno direttamente responsabile del benessere globale dell’individuo. I componenti che costituiscono l’involucro di una “casa passiva” (concepita secondo i principi passivhaus) devono soddisfare determinati requisiti prestazionali al fine di garantire livelli ottimali di comfort degli ambienti interni.
Per ridurre gli scambi termici tra interno ed esterno, l’involucro termico deve avere sia un ottima coibentazione termica sia un’efficace tenuta all’aria. L’isolamento termico, infatti, da un lato garantisce la salubrità degli ambienti attraverso l’assenza di fenomeni di condensa superficiale responsabili della formazione di efflorescenze e muffe sulla superficie interna e dall’altro assicura durante il periodo invernale temperature superficiali degli elementi > 17 °C con conseguente riduzione degli scambi termici per irraggiamento tra individuo e ambiente circostante (benessere termoirgrometrico). Lo strato termoisolante permette infine di ridurre il surriscaldamento estivo dell’edificio.
Le pareti che delimitano il volume riscaldato sono così caratterizzate da uno strato termoisolante esterno con spessori che variano da 20 a 35 cm in funzione della zona climatica.
I componenti finestrati nella casa passiva rappresentano un elemento chiave nel bilancio energetico dell’edificio: in inverno massimizzano gli apporti solari gratuiti che bilanciano positivamente le perdite per trasmissione, d’estate invece le elevate prestazioni termiche delle finestre riducono il pericolo di surriscaldamento dei locali.

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Sezione verticale finestra 1,23 x 1,48 m certificata da Passive House Istitute con grafico dell’andamento delle isoterme – Descrizione: guscio in alluminio rinforzato con poliuretano riempito con termoschiuma poliuretanica Uf = 0,75 W/m2K – triplo vetro 4/12/4/12/4 Ug = 0,70 W/m2K – Uw = 0,79 W/m2K ψg = 0,032 W/mK (distanziatoreThermix) (Tratto da http://www.passiv.de)

L’orientamento a sud rappresenta la scelta ideale per il corretto funzionamento globale del bilancio energetico infatti i componenti vetrati ricevono a sud la massima radiazione solare che in inverno serve a coprire buona parte del fabbisogno energetico dell’edificio passivo. In estate il sole è alto sull’orizzonte per cui l’elemento vetrato riceve in senso assoluto la quantità minore di radiazione solare (i raggi hanno un angolo maggiore rispetto al piano di incidenza). In linea generale si prevede una superficie vetrata esposta a sud nell’ordine del 25-30% rispetto alla facciata. Serramenti con orientamento a est e ovest non garantiscono in inverno grandi apporti solari mentre contribuiscono notevolmente al surriscaldamento durante il periodo estivo e di conseguenza richiedono efficaci sistemi di schermatura.
Il nord rappresenta l’orientamento più sfavorevole dal punto di vista energetico e quindi le finestre devono essere il minor numero possibile e di dimensioni ridotte.
Per non inefficiare l’elevate prestazioni del serramento è di fondamentale importanza non solo progettare correttamente le connessioni serramento-parete ma garantire un corretto montaggio.
L’involucro di una casa passiva è caratterizzato inoltre da una efficace tenuta all’aria, che svolge un importante funzione in termini di risparmio energetico e di comfort degli ambienti interni.
Una buona ermeticità dell’edificio limita infatti le infiltrazioni dell’aria esterna all’interno dello spazio riscaldato riducendo così le perdite energetiche dovute ai flussi convettivi dell’aria che attraversano l’involucro. Tali flussi causano sia a una sensibile riduzione del potere isolante del materiale sia un ricambio eccessivo di aria che in presenza di un impianto di ventilazione meccanica dotata di recupero di calore si traduce in una diminuzione del rendimento dell’impianto in quanto il calore contenuto nell’aria che passa attraverso gli spifferi non viene recuperata.
Durante il periodo invernale l’aria calda all’interno degli ambienti tende a migrare, attraverso l’involucro, verso l’esterno. L’aria calda contiene vapore acqueo che a contatto con superfici fredde può condensare e creare all’interno delle stratigrafie accumuli dannosi che possono causare la formazione di muffe e funghi. Maggiori sono gli spifferi maggiori sono i rischi che tale fanomeni possano verificarsi.
Infiltrazioni d’aria fredda provocate da una elevata permeabilità all’aria sono la causa di discomfort degli ambienti interni dovuti per esempio alla diminuzione delle temperature superficiali (fenomeni di stratificazione dell’aria), alla riduzione dell’isolamento acustico, alla scarsa qualità dell’aria indoor (ingresso di inquinanti esterni dannosi quali ossidi di azoto e zolfo, polveri…)
La casa passiva è caratterizzata da un elevata ermeticità dell’involucro comprovata dal Blower Door Test, una prova eseguita in condizioni di depressione e sovrappressione che garantisce la tenuta all’aria dell’involucro a determinati requisiti imposti dallo standard passivhaus ( n50 ≤ 0.6 h-1)
Realizzare un buona tenuta all’aria comporta una meticolosa progettazione e un altrettanto scrupolosa posa in opera.

Passivhaus e i climi caldi e mediterraneo

Risulta generalmente possibile limitare senza troppe difficoltà i carichi termici nei paesi del Sud Europa a meno di 15 kWh/m2/anno. Carichi così bassi diventano quindi marginali rispetto ad altri fabbisogni energetici delle abitazioni, come per l’acqua calda sanitaria, l’illuminazione e le apparecchiature domestiche. Il risultato interessante è che i carichi di raffrescamento spesso possono essere fronteggiati con sole strategie passive, è quindi possibile progettare, adottando le soluzioni appropriate , abitazioni confortevoli a basso consumo energetico che possono spesso evitare l’uso di mezzi di raffrescamento attivi.

La Passivhaus italiana nasce dalla premessa che le soluzioni progettuali comunemente implementate per le Passivhaus dell’Europa centrale, tipicamente basate su un isolamento elevato dell’involucro, assenza di ponti termici e ventilazione forzata con recupero di calore:

• sono riproponibili nelle zone italiane caratterizzate da inverni relativamente rigidi, anche se brevi, come Milano e, in generale, tutto il Nord, ma anche come le regioni montane del Sud;
• possono, se integrate con soluzioni aggiuntive, fornire una strategia efficace per il raffrescamento passivo estivo.

La Passivhaus italiana adotta le seguenti soluzioni addizionali:
• l’ombreggiamento delle finestre per mezzo di gronde o persiane per ridurre i guadagni solari;
• una strategia di ventilazione notturna, integrata nei giorni particolarmente caldi da raffrescamento attivo fornito da una pompa di calore reversibile di bassa potenza.

Il vantaggio di basare la Passivhaus italiana sui concetti applicati in Europa Centrale risiede nel fatto che quei concetti si possono prontamente integrare in case con estetiche e layout comunemente accettati.
Simulazioni condotte con un software di modellazione dinamica (DOE energy-plus) hanno mostrato che con opportuni adeguamenti delle varie strategie di progettazione (per esempio variando i livelli di isolamento dell’involucro edilizio) si ottengono condizioni confortevoli per tutto l’anno a Milano, Roma e Palermo.

La strategia

Anche se la Passivhaus italiana adotta molti dei concetti della Passivhaus tedesca, si sono modificate alcune specifiche di dettaglio. In generale il clima più mite presente in Italia permette di raggiungere i limiti energetici e di comfort dello standard Passivhaus utilizzando criteri meno stringenti per quanto riguarda:
• i livelli di isolamento: una tipica Passivhaus tedesca richiede 25-30 cm di isolante sulle pareti esterne e 35-40 cm sul tetto.  A Roma sono sufficienti 10 cm di isolante su parete e tetto.
• La tenuta all’aria dell’involucro: lo standard e la buona pratica dell’Europa Centrale richiedono che gli involucri edilizi limitino il ricambio d’aria a un massimo di 0.6 h-1 per una differenza di pressione di 50 Pa (n50 < 0.6 h-1). Ma a Milano e Roma il limite di n50 pari a 1 h-1 dovrebbe risultare accettabile, e anche troppo conservativo a Palermo.

In particolare per il Comfort Invernale la Passivhaus italiana:
• minimizza le perdite di calore invernali grazie a un involucro altamente isolato e all’eliminazione dei ponti termici.
• Fornisce ventilazione forzata con recupero di calore dall’aria esausta.
• Fornisce riscaldamento attivo utilizzando una pompa di calore geotermica di bassa potenza (carico termico massimo in inverno ed estate = 1.5 kW) .
• Permette guadagni solari utilizzando la porzione vetrata (30%) delle superfici rivolte a Sud e riduce le perdite limitando le superfici vetrate a Nord.

Mentre per il Comfort Estivo:
• minimizza i guadagni solari grazie a un involucro altamente isolato e all’ombreggiamento delle finestre.
• Asporta i guadagni solari diurni e quelli interni accumulati nelle strutture edilizie utilizzando una strategia notturna di ventilazione ibrida (naturale e forzata).
A tal proposito si evidenzia che usando una struttura pesante e ben isolata, si ottiene una condizione idonea allo sfruttamento del raffrescamento notturno estivo della massa termica dell’edificio. L’aria di notte viene fatta circolare attraverso l’edificio, per azione del vento o di gradienti naturali di densità, oppure utilizzando i ventilatori del sistema di ventilazione forzata.

 

strategie estive strategie invernali
Strategia estiva
Strategia invernale

Prestazioni: energia e comfort

Le condizioni di comfort estive a Milano e Roma possono essere assicurate con sistemi interamente passivi. Più precisamente:
• a Milano il limite superiore della temperatura di Comfort Adattivo (secondo la EN 15251) non viene mai superato, anche se la temperatura di neutralità termica viene occasionalmente superata in agosto.
• a Roma il limite superiore della temperatura di Comfort Adattivo non è mai superato, ma spesso si supera la temperatura di neutralità in agosto.

In ogni caso il raffrescamento passivo comporta temperature interne massime di circa 30°C sia a Milano che a Roma.
Anche se la strategia di ventilazione notturna risulta efficace, le temperature interne possono essere ridotte utilizzando una piccola pompa di calore reversibile. Modesti consumi energetici portano le temperature interne apprezzabilmente vicino alla temperatura di neutralità definita dal modello di comfort adattivo. (Temperatura massima di circa 27.5°C).
A Palermo la strategia di ventilazione naturale è meno efficace e si rende necessaria qualche forma di raffrescamento attivo per garantire le condizioni di comfort A Palermo, la strategia di ventilazione naturale è meno efficace a causa della ridotta escursione termica giornaliera (in media solo 3°C d’estate). E’ richiesto un raffrescamento attivo per rendere accettabili le condizioni di comfort estivo. Impiegando sistemi puramente passivi la temperatura estiva raggiunge i 32.5°C, valore maggi ore della temperatura di comfort superiore accettabile secondo il modello adattivo, per gran parte delmese di agosto. Anche con un raffrescamento attivo significativo (9 kWh/m2/anno) la temperatura di neutralità viene superata per molti giorni ad agosto, anche se in generale le temperature interne rimangono sempre minori della temperatura massima accettabile.
Infine, si è esaminato il comportamento delle case durante estati particolarmente calde, aumentando le temperature estive di 3°C. Mentre a Milano e Roma si conservano condizioni confortevoli, a Palermo la temperatura interna supera in modo consistente la temperatura di neutralità, anche con raffrescamento attivo.

Il clima del nord della Francia è piuttosto simile a quello della Germania, anche se leggermente più mite grazie all’influenza dell’Oceano Atlantico. Perciò una Passivhaus nel nord della Francia potrebbe somigliare ad una Passivhaus in Germania: ottimo isolamento dell’involucro edilizio (tipicamente da 25 a 40 cm di isolante) senza ponti termici apprezzabili, infiltrazioni d’aria ridotte al minimo, un sistema di mandata ed estrazione dell’aria con recupero del calore molto efficiente, finestre con telai isolati e tripli vetri basso-emissivi con gas nelle intercapedini. Ciò permette una semplificazione del sistema meccanico: il sistema di distribuzione del calore può essere sostituito da una unità riscaldante centralizzata ad aria che serva l’intera abitazione.
Per due località dal clima mediterraneo nel sud della Francia, Nizza e Carpentras, la proposta di Passivhaus è stata sviluppata adattando questo concetto ai climi più caldi del sud. La disposizione della casa corrisponde a una tipica villetta a schiera a due piani come se ne stanno costruendo in gran numero in tutta Europa, con uno scantinato non riscaldato, un open space sul piano terra e tre camere da letto al primo piano. Le case sono ipotizzate orientate a sud, con la successiva schiera di case situata a una distanza di 23 m.
Per Carpentras, il livello di isolamento può essere ridotto a 15 cm a parete e tetto e 8 cm nel pavimento dello scantinato. Per il clima mite di Nizza, risulta già sufficiente usare il livello di isolamento richiesto dalla legge. La riduzione dei ponti termici viene applicata in modo esteso, eccetto per i muri portanti tra scantinato e primo piano. In particolare, ciò corrisponde all’uso di isolamento esterno, in modo che le pareti interne e il soffitto non abbiano effetto rilevante nei confronti dei ponti termici quando si considerano le dimensioni esterne. Per ambedue le località sono risultati appropriati i doppi vetri basso-emissivi con telai convenzionali. Si è inoltre applicata la ventilazione con recupero di calore insieme alla riduzione delle infiltrazioni.
Nei climi miti mediterranei, lo stesso valore estremamente basso di fabbisogno per riscaldamento può essere ottenuto anche con un sistema ad aria esausta tradizionale, ma, ad esempio a Carpentras, ciò richiederebbe spessori di isolante maggiori di 300 mm e telai delle finestre isolati.

La strategia

Il carico termico medio giornaliero è piccolo abbastanza da poter essere coperto con un semplice pre-riscaldamento meccanico dell’aria di mandata.
Non sono più necessari radiatori ed un sistema di distribuzione del calore separato. Il modo in cui viene prodotto il calore non è di grande importanza, ma andrebbe evitato l’uso di resistenze elettriche per riscaldare.
Dato il piccolo carico termico di picco, i servizi per l’edificio possono essere notevolmente semplificati. Ciò reduce i costi d’investimento complessivi e pertanto giustifica il maggiore investimento per un involucro efficiente. Una significativa riduzione del costo spesso può ottenersi usando unità compatte di pompe di calore. Queste unità usano l’aria esausta a valle dello scambiatore di calore come sorgente termica della pompa di calore integrata. La pompa di calore provvede inoltre alla produzione di acqua calda sanitaria, accumulata in un serbatoio. Tutti i servizi richiesti dall’edificio, cioè riscaldamento, ACS e ventilazione, sono integrati in un’unica unità, con un suo meccanismo di controllo e regolazione, che può essere facilmente installata senza la necessità di gestire la circolazione di un refrigerante. Non si richiedono vettori energetici da collegare all’edificio, salvo l’elettricità.
Durante l’estate, l’isolamento delle pareti e del tetto aiuta a limitare i carichi solari che penetrano nell’edificio. Sono richiesti accessori per l’ombreggiamento esterno per minimizzare la radiazione solare attraverso le finestre. Siccome la temperatura ambiente media è minore di 25 °C per la maggior parte del tempo, il recupero di calore del sistema di ventilazione viene by-passato durante la stagione del raffrescamento.
Le restanti strategie di raffrescamento differiscono a seconda della località. A Carpentras, in virtù delle temperature notturne basse e dei livelli accettabili di umidità specifica, un ricambio notturno con finestre aperte è sufficiente per garantire il comfort termico. A Nizza, a causa degli alti livelli di umidità e dell’escursione termica diurna meno pronunciata, la portata d’aria di mandata viene raffrescata in modo attivo se necessario, eventualmente anche deumidificando. E’ tecnicamente possibile costruire pompe di calore compatte che forniscano anche il raffrescamento dell’aria di mandata, ma non sono attualmente disponibili in commercio. Il ricambio d’aria per ventilazione meccanica è ancora determinato in funzione dei requisiti di qualità dell’aria interna. Si ipotizza una modesta ventilazione naturale, per tener conto che gli utenti possono aprire le finestre quando ci sono favorevoli condizioni esterne.

 

strategie estive strategie invernali
Strategia estiva
Strategia invernale

Prestazioni: energia e comfort

Sia a Carpentras che a Nizza, il fabbisogno per riscaldamento annuale dell’edificio è leggermente minore di 15 kWh/m² anno. Occasionalmente, nei giorni soleggiati invernali, la temperatura interna aumenta di 1 o 2 K al di sopra del set point pari a 20 °C.
Come descritto sopra, gli esempi di Nizza e Carpentras seguono diversi approcci per il raffrescamento estivo. A Carpentras, grazie al concetto di raffrescamento passivo, non è richiesta energia per raffrescare. Il controllo solare e la forte ventilazione attraverso le finestre durante i periodi favorevoli (specie di notte) mantengono le temperature sotto i 25 °C per più del 99 % dell’anno in tutte le stanze. A Nizza si raggiunge un risultato simile fornendo aria fredda e solo una modesta ventilazione addizionale mediante apertura delle finestre. In ambo i casi, le temperature risultanti rimangono ben al di sotto la temperatura di comfort adattivo estive.
Una questione che merita ulteriore considerazione è l’umidità. Al di sopra di 12 g/kg, le persone iniziano ad avvertire disagio a prescindere dalla temperatura. Inoltre, l’umidità relativa deve rimanere tra il 30 e il 70%.
Nel caso di Carpentras, si è visto che questi requisiti possono essere garantiti con strategie di raffrescamento passive durante la maggior parte del tempo. Il limite superiore per l’umidità relativa viene superato per meno del 4% dell’anno in tutte le stanze; la frazione durante la quale il limite di umidità assoluta viene superato è anche più bassa.
A Nizza, invece, l’umidità specifica dell’aria ambiente è significativamente più alta che nell’entroterra. Se si considerassero solo le temperature, il raffrescamento passivo sarebbe facilmente applicabile in questo clima, simile a Carpentras. Senza deumidificazione, comunque, entrambi i limiti di umidità superiore verrebbero superati per il 13-15% dell’anno in tutte le zone. Il raffreddamento dell’aria e la corrispondente deumidificazione, d’altro canto, conferiscono condizioni confortevoli.

L’analisi si è concentrata sul clima regionale dell’Andalusia: Siviglia e Granada. Entrambe le località presentano un clima mediterraneo, ma con peculiarità che le rendono più estreme e complesse di altre località come Cadice o Almeria.
Siviglia ha un’estate molto critica, mentre Granada presenta un inverno rigido. Inoltre, si intende ottenere abitazioni che, nell’ambito delle nuove regole di etichettatura energetica, raggiungano il massimo livello (A il migliore – E il peggiore) con tecniche di riscaldamento e raffrescamento passive, a basso costo, e condizioni di comfort soddisfacenti come espresse nella EN 15251.

La strategia

La strategia ambientale per l’esempio di Passivhaus spagnola comprende gli elementi descritti sotto.

Pre-riscaldamento dell’aria entrante
Un sistema di ventilazione meccanica (con livelli molto alti di tenuta all’aria richiesti per l’edificio) non è stato considerato in quanto non compatibile con le caratteristiche edilizie spagnole.

Vetri
L’alto livello di vetratura a sud massimizza i guadagni solari d’inverno. Il vantaggio principale dell’orientamento a sud, diversamente da est e ovest, è che presenta livelli più bassi di radiazione solare d’estate – quando non è desiderata; inoltre, è più facile controllarne l’ingresso. Il controllo solare si ottiene con l’uso di ombreggiamenti mobili (vedi: “Vetratura ed energia solare” nella Parte 2). Sul lato nord si raccomanda di usare la superficie minima vetrata per soddisfare i requisiti minimi di luce naturale. In località con severe condizioni invernali si suggerisce di migliorare il valore di U dei vetri a nord.
Massa ed inerzia termica Si propongono due soluzioni: bassa inerzia con mattoni tradizionali di 6 cm verso lo spazio interno, ed alta inerzia con blocchi ceramici di bassa densità.
L’alta inerzia non è applicabile a Granada per considerazioni strutturali. In ogni caso una soluzione ad alta inerzia va usata insieme con:
· Ventilazione che metta l’aria entrante in contatto con le pareti interne ad alta inerzia (alta massa termica); le altre pareti non occorre che abbiano alta inerzia.
· Corretta distribuzione della massa, in modo che la radiazione solare impatti sulle pareti più massive.

Ventilazione notturna
Lo spazio delle scale di notte agisce come un camino che permette
l’estrazione dell’aria nelle notti estive.

Illuminazione
In cima alle scale si è prevista una lunga finestra orientata a sud, in modo da
permettere l’illuminazione naturale della zona nord.

 

strategie estive strategie invernali
Strategia estiva
Strategia invernale

Prestazioni: energia e comfort

Il fabbisogno energetico totale della casa di Siviglia è di 24.5 kWh/m2 (2.8kWh/m2 per riscaldamento, 21.7 kWh/m2 per raffrescamento); questo valore non è conforme ai requisiti estivi della Passivhaus. Tuttavia, questi valori corrispondono a ottimi livelli nell’ambito dell’etichettatura energetica nazionale (A per il riscaldamento – B per il raffrescamento). Il fabbisogno energetico totale medio per una nuova abitazione convenzionale è di 57.3 kWh/m2, il progetto di Passivhaus proposto per la Spagna comporta una riduzione del 57% rispetto a questo valore.
La richiesta energetica totale della casa di Granada è di 16.6 kWh/m2 (8.7 kWh/m2 per riscaldamento e 7.9 kWh/m2 per raffrescamento); questo valore è conforme ai requisiti della Passivhaus. Il fabbisogno energetico totale medio per una nuova abitazione convenzionale è di 69.0 kWh/m2, pertanto si è ottenuta una riduzione del 76% rispetto a questo valore. Questa Passivhaus avrebbe un’etichetta energetica A per il riscaldamento e B per il raffrescamento.
Questi valori sono così bassi che virtualmente non ci sarebbe bisogno di sistemi di riscaldamento o raffrescamento attivi (eccetto che per i più alti carichi di raffrescamento di Siviglia). Infatti, le simulazioni mostrano che la strategia complessivamente adottata per la progettazione Passivhaus spagnola risponde ai requisiti previsti in termini di riscaldamento/raffrescamento e comfort termico.

Le strategie inerenti standard di energia e comfort della Passivhaus sono state adattate al contesto portoghese, in particolare per quanto riguarda la lunga stagione di raffrescamento. La proposta attuale tiene conto del clima locale (caso studio per Lisbona), degli standard costruttivi e del contesto tecnico-economico.
Il livello d‘isolamento di pareti e tetto supera gli standard nazionali, mentre i ricambi d’aria sono controllati (0.8 h-1 a 50 Pa). Tuttavia, isolamento e tenuta all’aria non sono le principali questioni per la proposta in esame. I tre aspetti cardine sono: relazione con il Sole, ventilazione per il raffrescamento, alta massa termica per controllare le oscillazioni di temperatura. La disponibilità di Sole è piuttosto alta in Portogallo, anche durante la stagione fredda. Perciò un fattore chiave in questa casa è la relazione con la radiazione solare, catturata sia direttamente (finestre) che indirettamente (solare termico). Ampie finestre sono orientate principalmente a sud per aumentare i guadagni solari d’inverno. Superfici minori sono orientate ad est ed ovest, minime a nord. La protezione solare è scelta a seconda dell’orientamento: aggetti sulle finestre a sud per ridurre l’incidenza solare d’estate, scuri Veneziani esterni in tutte le finestre.
Un aspetto molto importante è l’uso del solare termico. Il nuovo Regolamento Termico edilizio obbliga all’uso del solare termico per produrre ACS (purché si disponga di esposizione idonea). La proposta estende l’impiego del solare anche per coprire una parte importante della domanda di riscaldamento, aumentando l’area dei pannelli solari ed usando un sistema di distribuzione a bassa temperatura (es. pavimenti radianti).
Come proposto per lo standard Passivhaus, la capacità di riscaldamento e raffrescamento attivo è limitata a 10 W/m2.

La strategia

La casa combina l’abilità di raccogliere calore dal Sole (ampie finestre a sud) e la capacità di regolare la temperatura interna con la sua alta inerzia termica.
Per ridurre le perdite ed i guadagni di calore, sono stati proposti 150 mm e 100 mm di isolamento per tetto e pareti esterne, con valori di U di 0.23 W/m2K e 0.32 W/m2K rispettivamente. Isolando il pavimento (80 mm) si hanno benefici nei climi più freddi. Ma laddove il raffrescamento prevale sul riscaldamento, andrebbe isolata solo una striscia di 1 m del perimetro sotto il pavimento, in modo da permettere al nucleo centrale della casa di rilasciare il calore verso il terreno durante l’estate. Le finestre che si affacciano a sud corrispondono a circa il 60% della superficie finestrata totale; circa il 20% della superficie finestrata si affaccia ad est, un altro 20% ad ovest. La casa presenta doppi vetri basso-emissivi possono essere molto efficaci nei climi più freddi del Portogallo, ma il più delle volte i doppi vetri normali risultano più convenienti (si sono considerate U di 2.9 W/m2K per i doppi vetri normali e 1.9 W/m2K per i basso-emissivi).
Il solare termico copre la maggior parte della domanda per il riscaldamento della casa. I pannelli solari sono installati verso sud, con tilt di 50º rispetto al piano orizzontale, per aumentare l’efficienza d’inverno.
Per evitare il surriscaldamento durante la stagione estiva, in particolare nelle stanze che si affacciano a sud ed ovest, è importante usare strumenti di controllo solare (scuri e aggetti), e combinare alta inerzia termica e ventilazione, soprattutto di notte (la temperatura dell’aria esterna scende molto durante le ore notturne). L’alta inerzia termica può ottenersi per esposizione di pesanti pavimenti in cemento, usando partizioni interne in mattoni e applicando un isolamento esterno a pareti e tetto. Ma c’è ancora scetticismo tra i costruttori portoghesi sulle prestazioni meccaniche dell’isolante esterno, per cui si propone di usare la parete tradizionale a doppia fila di mattoni con strato isolante nell’intercapedine.
Un’efficace strategia di ventilazione passante può asportare il calore immagazzinato nelle pareti e nei pavimenti. Nelle camere da letto la ventilazione dovrebbe avvenire nelle ore serali, per evitare correnti durante le ore del sonno; negli altri spazi si può usare il raffrescamento tutta la notte.
Un controllo solare efficace, unito ad una strategia di ventilazione che dissipi i guadagni solari e interni, può ridurre la potenza necessaria per il raffrescamento attivo o renderne addirittura superflua l’installazione.

Prestazioni: energia e comfort

Il fabbisogno energetico annuale per riscaldamento della Passivhaus proposta per il Portogallo è stato stimato in 16.9 kWh/m2, di cui 11 kWh/m2 sono forniti col solare termico (in questa analisi la priorità del solare termico è data per il riscaldamento, mentre la frazione solare per l’acqua calda sanitaria è del 48%). Il fabbisogno energetico annuale per raffrescamento è di 3.7 kWh/m2. La somma del fabbisogno netto per riscaldamento e raffrescamento è di 9.6 kWh/m2 anno. Secondo il regolamento termico i limiti di riscaldamento e raffrescamento per questa casa costruita a Lisbona sono 73.5 e 32 kWh/m2 anno rispettivamente.
L’analisi del comfort termico è basato sulla temperatura risultante (o operativa), media della temperatura dell’aria e di quella radiante.
I criteri di comfort adottati durante l’analisi estiva si sono basati sul calcolo degli indici di comfort (vedi Parte 2). Gli indici sommano su tutto il periodo la “distanza” tra temperatura operativa prevista della stanza e temperature neutre per ogni ora. Quindi un valore basso dell’indice indica una prestazione migliore.
La casa con raffrescamento attivo, presenta un Indice di comfort di Fanger pari a 811 (la casa è penalizzata dall’influenza della temperatura radiante dell’ampia area finestrata). Se non è presente alcun raffrescamento attivo, si applica l’Indice di Comfort Adattivo (AI2) secondo quanto riportato in ASHRAE 55. Per la Passivhaus proposta per il Portogallo l’indice AI2 valeva 16. Per questa casa la temperatura risultante è tenuta sotto i 25°C per il 71% del tempo di occupazione, e sotto i 28ºC per il 98% del tempo di occupazione. In assenza di sistemi di raffrescamento attivo, la dimensione delle finestre e l’isolamento termico delle pareti andrebbero ridotti (anche se quest’ultima azione potrebbe far aumentare la domanda di riscaldamento).
D’inverno si usa il sistema di riscaldamento a bassa potenza (10 W/m2), con il quale solo per l’8% del tempo la temperatura risultante scende sotto 19.5ºC (la temperatura risultante più bassa raggiunta è 18ºC).
L’analisi precedente mostra come le strategie adottate per progettare una Passivhaus per il clima di Lisbona possano essere vincenti, sia per quanto riguarda i limiti di energia che di comfort. Anche se la progettazione specifica può essere molto diversa dal semplice layout presentato, le strategie applicate si sono rivelate efficaci nella loro relazione con il clima.

Gli standard di energia e comfort della Passivhaus tedesca furono adattati al contesto inglese tenendo conto del clima locale, degli standard costruttivi, del quadro tecnico ed economico come pure della differenza di stile di vita e di aspettative degli acquirenti di immobili inglesi per quanto riguarda l’uso dello spazio e l’interazione con l’edificio. Per esempio, una delle caratteristiche principali della Passivhaus tedesca è il sistema di ventilazione meccanica con recupero di calore. Perché questo funzioni (cioè comporti un risparmio netto di energia) la casa deve avere un’ottima tenuta all’aria. Ma nel Regno Unito c’è un diffuso scetticismo tra i costruttori circa la necessità di case estremamente sigillate e l’uso di ventilazione meccanica.
Ciò è in parte dovuto al clima invernale più mite e alla difficoltà percepita di raggiungere tassi di infiltrazione molto bassi. Pertanto, nella proposta della SBE, la ventilazione è ottenuta naturalmente per mezzo di aperture di basso livello (controllate manualmente) ed alto livello (controllate in modo automatico). Questo ha il beneficio di evitare costi di capitale e manutenzione di un sistema meccanico e permette agli occupanti di avere un grado di controllo sull’apertura delle finestre. La tenuta all’aria è ancora importante, ma la minima portata d’aria è immessa attraverso lo spazio cuscinetto mediante ventilatori automatizzati e alette di ventilazione.
La tipica Passivhaus britannica per esempio, segue il layout generale di una villetta bifamiliare tradizionale con tre camere da letto. Il piano terra include due ‘spazi cuscinetto’ a nord e sud. Anche se essi sottraggono spazio abitabile alla superficie in pianta totale, possono essere usati come magazzini temporanei, serre o aree di lavanderia. Lo spazio cuscinetto a nord funge anche come atrio di entrata, mentre quello a sud è come una serra inclusa nel volume dell’edificio. Le altre caratteristiche della Passivhaus britannica sono il lucernario alla sommità del vano scale, che fornisce l’uscita per l’effetto camino, e le aperture automatizzate con ventilatori ad alette. Sono presenti circa 300 mm di isolante sul tetto e 200 mm a parete. Lo spazio cuscinetto vetrato al lato sud è munito di scuri Veneziani per il controllo solare estivo e di persiane isolate contro le perdite di calore invernali.

La strategia

La strategia di progettazione ambientale proposta costituisce una variante dalla strategia tedesca Passivhaus, combinando la ventilazione naturale con un’alta capacità termica interna. D’inverno l’aria di mandata viene preriscaldata attraverso lo spazio cuscinetto a sud, che può raggiungere temperature fino a 20°C. Laddove lo spazio lo conse nte, si possono installare tubi nel terreno del giardino per il pre-riscaldamento (o preraffreddamento) dell’aria destinata allo spazio cuscinetto. Il carico di riscaldamento residuo è così basso che lo si potrebbe bilanciare con una fonte “carbon neutral” come una caldaia a cippato, che potrebbe fornire anche l’acqua calda sanitaria. In estate, durante i giorni caldi, lo spazio cuscinetto è aperto verso l’esterno per evitare surriscaldamento ed agisce come un’estensione dello spazio vissuto. Nelle notti estive, il controllo automatico di alto livello dei ventilatori provvederà a raffreddare l’edificio e la massa termica degli interni. La sicurezza è mantenuta usando alette di ventilazione automatizzate di alto livello e ventilatori di basso livello.
L’alta capacità termica interna può essere raggiunta per mezzo di pannelli in calcestruzzo prefabbricati a faccia-vista, oppure, laddove è preferita una costruzione leggera, per mezzo di PCM (phase change materials) incapsulati nel cartongesso. L’alta capacità termica interna è importante per evitare il surriscaldamento e la necessità del raffrescamento, che con il progredire del surriscaldamento globale diventerà una priorità crescente.
Perciò la tipica Passivhaus Britannica evita l’utilizzo di raffrecamento attivo mediante ombreggiamento e ventilazione naturale accoppiati con massa termica esposta.
Per minimizzare le perdite per trasmissione ed infiltrazione, si sono assunti alti livelli di isolamento con valori tipici di U intorno a 0.2 W/m2K e 0.15 W/m2K, rispettivamente per le pareti e il tetto. Doppi vetri basso emissivi (non tripli vetri come nella Passivhaus tedesca) sono proposti per le superfici finestrate interne, mentre lo strato esterno dello spazio cuscinetto presenta vetri semplici. Lo strato esterno potrebbe essere a doppio vetro anch’esso, il che potrebbe migliorare le prestazioni in modo sostanziale, ma con le simulazioni si è previsto che con la vetratura descritta si raggiunge già lo standard richiesto per il riscaldamento. Si assumono valori tipici di U pari a 1.8 W/m2K per le finestre, mentre i tassi di infiltrazione sono pari a 3 ricambi orari a 50 Pa.

 

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Strategia estiva
Strategia invernale

Prestazioni: energia e comfort

Il fabbisogno energetico annuale per riscaldamento della Passivhaus Britannica proposta da SBE è stata stimata pari a un totale di 13.8 kWh/m2.
Questo valore è conforme con lo standard Passivhaus di 15 kWh/m2, e va confrontato con un valore tipico di fabbisogno energetico annuale per riscaldamento per la stessa casa costruita con le correnti regole edilizie pari a 55 kWh/m2. Non è richiesto raffrescamento attivo in virtù delle strategie di mitigazione passiva descritte sopra. Andrebbe ricordato che si tratta di una villa con frontone a vista, e pertanto una villetta a schiera con lo stesso layout potrebbe ottenere queste prestazioni con delle specifiche leggermente ridotte.
I criteri di comfort adottati durante l’analisi estiva si sono basati sul calcolo degli indici di comfort (vedi la Parte 2). Gli indici sommano la “distanza” tra la temperatura operativa prevista della stanza e le temperature neutre ad ogni ora sull’intero anno. L’Indice di Comfort Adattivo (AI2), applicato ad edifici “free running” (cioè senza riscaldamento e raffrescamento supplementari), si riferisce a una temperatura di comfort neutra definita sulla base dei Modelli
Adattivi mensili riportati in ASHRAE 55. Quando si valuta il comfort usando quest’indice, un basso valore indica una prestazione migliore, essendo zero la prestazione ottimale. Per la Passivhaus proposta per il Regno Unito l’indice AI2 era pari a zero. Riguardo alle condizioni di temperature estive, la temperatura risultante (o operativa), che è media tra temperatura dell’aria e temperatura radiante, è tenuta sotto 25°C per il 96% del tempo di occupazione (per una discussione più ampia sulla questione comfort si veda il Cap. 2). D’inverno la temperatura interna dell’aria è tenuta a 20°C per mezzo di riscaldamento tradizionale per far fronte alla richiesta residua per riscaldamento. Ma in assenza di sistema di riscaldamento supplementare, la percentuale del tempo in cui la temperatura risultante interna supera i 18°C è il 68%. Nell’area vissuta le temperature risultanti oscillano tipicamente tra 10 e 24°C, superando la temperatura ambiente di 5 – 15°C.
Quanto detto dimostra che la strategia adottata per il progetto della casa riesce a garantire lo standard Passivhaus in termini di fabbisogno per riscaldamento/raffrescamento e di comfort termico. Esso rivela anche che non è necessario che le misure richieste per raggiungere queste prestazioni siano prescrittive. Ciò fornirà sia ai progettisti che ai costruttori una maggiore flessibilità al momento di destreggiarsi tra le diverse priorità per ottenere una casa passiva affidabile.

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