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La sostenibilità del benessere - Parte II

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Dimensione ambientale, sociale e economica dell’efficienza energetica e acustica per migliorare il comfort abitativo

Nella prima parte dell'Approfondimento "La sostenibilità del benessere" è stato definito il concetto di "sviluppo sostenibile", a livello generale e in ambito edile, considerando i protocolli di sostenibilità ambientale degli edifici in Italia, il comfort e benessere acustico e il comfort e benessere termoigrometico.

Questa settimana approfondiremo i capitoli dedicati a Benessere estivo, Dimensione ambientale e Dimensione economica

 

BENESSERE ESTIVO
Benessere dell’ambiente indoor durante il periodo estivo significa anche non avere forti sbalzi termici e temperature interne non eccessive. Finalmente negli ultimi anni anche i legislatori hanno cominciato a inserire dei requisiti minimi nelle costruzioni proprio per limitare il surriscaldamento. Il DLgs 192 per la prima volta ha introdotto delle prescrizioni estive sia per l’involucro che per l’edificio in generale.

 

Per garantire un comfort nei mesi caldi è necessario quindi valutare i seguenti parametri:

  • Caratteristiche dell’involucro
  • Ventilazione
  • Apporti solari

 Per quanto riguarda l’involucro si parla della verifica sulla trasmittanza termica periodica Yie.

Tale parametro valuta la capacità di una parete opaca di sfasare ed attenuare il flusso termico che la attraversa nell'arco delle 24 ore, definita e determinata secondo la norma UNI EN ISO 13786:2008 e successivi aggiornamenti. Il parametro tiene conto non solo delle caratteristiche di isolamento termico dei materiali presenti ma anche del calore specifico e delle caratteristiche più legate all’inerzia ossia densità e spessore della struttura.

Minore è la trasmittanza termica periodica migliore sarà la prestazione estiva della struttura. E’ importante capire quali sono i fattori che influiscono questo valore proprio per poterlo modificare in caso di necessità.

Quindi posso agire sulle quattro caratteristiche: lambda, calore specifico, densità e spessore.

Potrei avere quindi strutture leggere con però un ottimo isolamento termico e calore specifico che funzionano al pari di una struttura molto massiva.

La legge prescrive che nelle località con Irradianza massima nel mese più soleggiato maggiore di 290 W/m2:

  • Per le strutture orizzontali:
    Trasmittanza periodica <0.20W/m2K
  • Per le strutture opache verticali (esclusi a N, N/O, N/E):
    Massa superficiale >230 kg/m2 o
    Trasmittanza periodica < 0.12W/m2K

Attenuazione e sfasamento dell’onda termica sono i parametri che meglio ci fanno comprendere il problema legato al benessere. Il fattore di attenuazione fa misura di quanto è ridotto il picco di temperatura superficiale esterna all’interno degli ambienti, mentre lo sfasamento S misura in ore la differenza tra il picco di temperatura superficiale esterna e il picco di temperatura interna. (grafico)


Attenuazione e sfasamento dell’onda termica

 

Avere un fattore di attenuazione basso significa che la differenza di temperatura tra il picco massimo e quello minimo è modesta, quindi non ho grandi sbalzi termici che possono influire sul fisico negativamente.

Uno sfasamento ottimale invece sarebbe indicativamente tra le 8 e le 12 ore, in quanto vorrebbe dire avere un picco massimo di temperatura interna quando quella esterna è più bassa per cui l’apertura delle finestre mi permetterebbe di smaltire il calore.

Il progettista attento dovrebbe tenere conto che la progettazione per limitare le problematiche estive deve considerare molti più aspetti rispetto all’inverno. Tra questi aspetti ad esempio ci sono: la tipologia di isolante, la posizione dell’isolante, il colore dello strato di rivestimento esterno, le schermature…

Per quanto riguarda il tipo di isolante abbiamo già visto i parametri principali che determinano le prestazioni estive. Per quanto riguarda la posizione nella struttura perimetrale facendo diversi calcoli su strutture più o meno massive è risultato che nel caso la struttura sia pesante la posizione del coibente non influisce in maniera sostanziale sul calcolo della trasmittanza termica periodica. Più la struttura di base è leggera più la posizione influenza il valore di Yie. Nel grafico si evince che nel caso di struttura leggera P3 posizionare l’isolante in intercapedine porta ad avere una trasmittanza termica periodica di 0,22 W/m2K rispetto a  0,15 W/m2K nel caso di isolante verso l’esterno e di 0,17 W/m2K nel caso l’isolante sia verso l'interno.

 

Andamento della trasmittanza termica periodica in funzione del posizionamento dell’isolante e della massa della struttura

 

Per quanto riguarda il colore del rivestimento esterno è indispensabile fare attenzione al coefficiente di assorbimento, infatti la capacità o meno di assorbire energia incidente con una struttura sufficientemente isolata determina la temperatura superficiale interna. Nei grafici di seguito si confrontano le temperature superficiali esterne di una stressa struttura ma con differenti colori di rivestimento esterno.

 

Variazione della temperatura superficiale in funzione del colore

 

Abbiamo fino ad ora parlato di caratteristiche della struttura, ma è importante in fase progettuale prevedere anche diversi accorgimenti per abbattere il surriscaldamento (ventilazione) e ridurre gli apporti solari dalle superfici finestrate (sistemi schermanti o filtranti).

Segnaliamo anche un altro mito da sfatare: isolare molto l’involucro opaco per l’efficienza energetica invernale non è un  danno nel periodo estivo. L’isolamento termico serve per limitare le dispersioni di calore e questo vale in qualsiasi stagione, quindi anche nel periodo estivo se l’ambiente si surriscalda molto questo calore con difficoltà verrà disperso attraverso le pareti opache isolate. Ma la soluzione di questo problema non deve essere lo smaltimento del calore bensì trovare soluzioni per evitare l’ingresso del calore stesso dall’esterno, agendo sull’involucro opaco come visto precedentemente ma soprattutto sull’involucro trasparente con schermature o vetri a controllo solare o filtrati.

Ricordiamo inoltre un altro concetto importante per il benessere, la temperatura percepita dal nostro corpo è quella operante. La temperatura operante tiene conto non solo della temperatura dell’aria ma anche delle temperature radianti dei corpi presenti negli ambienti, della ventilazione e degli apporti solari diretti. La UNI 10375 permette di effettuare il calcolo della temperatura operante cioè percepita i un ambiente. Il software Tempair distribuito da ANIT permette di effettuare tale valutazione.

Per capire quanto cambia l’andamento della temperatura operante abbiamo analizzato e confrontato diverse tipologie strutturali in un unità standard di riferimento.

 

Le casistiche sono riportate in tabella

Se si vuole considerare la variabile inerzia confrontando i casi 1 e 6 (grafico ) si osserva subito che per pareti con valori buoni dei parametri estivi (caso 1)  nelle ore di picco la temperatura varia di 2°C mentre non cambia molto nelle ore meno calde della giornata.

Variando invece il fattore legato agli apporti solari sono stati confrontati i casi 1, 3, 4 e 2.

Si evince subito come sulle superfici opache questo parametro non influisce. Sulle parti trasparenti influisce invece in maniera notevole aumentando la dimensione del serramento, infatti tra il caso 1 e il caso 2 la temperatura varia di 3° C durante tutto l’arco della giornata in maniera costante. Su pari superficie trasparente la schermatura orizzontale non influisce in maniera sostanziale e la temperatura si riduce di 0,5 °C.

In questo esempio è la variabile ventilazione quella che più influisce sulla riduzione del surriscaldamento e quindi della temperatura operante. Infatti dal confronto tra il caso 1  il caso 6, l’aumento dei ricambi d’aria permette di ridurre la temperatura operante di 6°C.

 

 

Il protocollo ITACA affronta il problema del surriscaldamento estivo considerando proprio come indicatore di prestazione lo scarto medio tra la temperatura operativa e la temperatura ideale negli ambienti nel periodo estivo. Inoltre prevede dei punti anche in funzione dei ricambi d’aria in base alla classificazione della norma UNI 15251.

Il protocollo LEED affronta invece questa criticità dal punto di vista impiantistico considerando gli aspetti legati alla ventilazione degli ambienti e ai ricambi orari.

Scheda ITACA ventilazione

 

Scheda ITACA Toperante

 

Scheda LEED qualità ambiente indoor



 

DIMENSIONE AMBIENTALE

Parlare di dimensione ambientale significa entrare nel merito dell’efficienza energetica dell’edificio nel suo complesso.

Alla scrittura del presente articolo la legislazione vigente in ambito di efficienza energetica in edilizia è  il DL 63/2012 convertito in Legge con le legge 90 ad agosto 2012. Tale documento legislativo rappresenta il recepimento dell’ultima direttiva europea sull’efficienza energetica ossia la direttiva 2012/31/UE.  

Sostanzialmente le novità introdotte dal DL63 non hanno modificato le verifiche e le richieste di requisiti minimi. Manca ad oggi tutto l’assetto legislativo di supporto che definisce in maniera sostanziale le trasmittanze, i fabbisogni e i rendimenti limite. Ad oggi è ancora in vigore il DPR 59/09 che riporta tali indicazioni sui limiti da rispettare.

In funzione della tipologia di intervento sono richieste diverse verifiche sull’efficienza energetica invernale ed estiva o anche solo sulle trasmittanze. Queste prescrizioni prevedono dei limiti da rispettare che vengono ripresi anche dai protocolli di sostenibilità che abbiamo visto in qeusto articolo.

In ITACA il criterio energia primaria per il riscaldamento nell’area di valutazione consumo di risorse prevede come l’indicatore di riferimento il rapporto percentuale tra l’energia primaria annua per il riscaldamento(Epi)  e l’energia primaria limite (Eplim).

Quindi come si vede dalla scheda si considera la prestazione sufficiente e quindi non si ottengono punteggi utili per la valutazione di sostenibilità nel caso in cui siano rispettati i limiti di legge. I punti possono aumentare da 3 a 5 in funzione del miglioramento di prestazione.

 

Criterio ITACA energia primaria

 

Anche LEED considera la legislazione vigente il punto di riferimento di base ma permette di ottenere un punteggio maggiore nel caso in cui la valutazione venga fatta con metodi dinamici e non stazionari con le UNI TS 11300. (Scheda5)

 

Punteggio LEED  requisito riduzione energia primaria

 

DIMENSIONE ECONOMICA

Gli interventi di isolamento termico e acustico sono economicamente sostenibili? Questo tema viene  generalmente analizzato calcolando i tempi di ritorno degli investimenti e stabilendo se sia ragionevole o meno realizzare un intervento che verrà “ripagato in X anni”. Per fare queste valutazioni ANIT mette a disposizione dei progettisti l’applicazione VAN, scaricabile gratuitamente da Google Play per chi ha uno smartphone con sistema operativo Android, ed il sito ClassOnLine, accessibile da www.anit.it .

Inoltre ANIT, con lo studio “Isolare conviene”, ha riscontrato che numerosi interventi, quali il semplice isolamento a cappotto dell’involucro o l’isolamento della copertura, hanno generalmente tempi di ritorno inferiori a 10 anni e quindi possono essere considerati più che sostenibili, se si osserva che generalmente tali tipologie di realizzazioni devono avere una vita utile superiore a 30 anni. Allo stesso tempo però interventi più consistenti sull’intero edificio (ad esempio l’isolamento dell’involucro combinato alla sostituzione dei serramenti ed alla realizzazione di un nuovo impianto di riscaldamento) possono determinare tempi di ritorno anche superiori a 25/30 anni. Ha quindi senso fare tali investimenti? Ad avviso di ANIT la risposta non può essere che positiva. Infatti la vera domanda da porsi è: “Quanto vale il benessere abitativo che si riscontrerà nei 25/30 anni successivi alla realizzazione degli interventi?”.

 

Isolare conviene”: esempio dei tempi di ritorno assoluti



 

Occorre ricordare sempre che gli interventi di isolamento termico e acustico non comportano solo una riduzione delle spese per il riscaldamento invernale e il raffrescamento estivo dell’immobile. Soprattutto determinano un incremento del benessere per chi abiterà l’edificio. Ed è questo il vero valore aggiunto  che troppo spesso si tende a dimenticare. Tali interventi, se ben realizzati, trasformano un edificio con prestazioni scadenti in un immobile “caldo d’inverno, fresco d’estate e silenzioso tutto l’anno”.

 

CONCLUSIONI

La vera sfida è determinare quanto vale questo benessere. Volendo concludere con una provocazione, secondo alcuni… la qualità della vita non ha prezzo.

 

Ricordiamo che tutti gli argomenti trattati in questo articolo possono essere approfonditi con i manuali ANIT e le prestazioni richiamate possono essere valutate con i software ANIT di riferimento per il professionista.

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