Edilizia sostenibile: differenza tra sistemi attivi e passivi

Indice degli argomenti:

• Che cos’è l’architettura bioclimatica
• Cosa sono i sistemi passivi e i sistemi attivi
• I sistemi solari attivi, che sfruttano le energie rinnovabili

Rendere l’edilizia sostenibile significa attuare una serie di misure e strategie progettuali che, nel loro complesso, permettono di ridurre i consumi energetici e l’impatto ambientale dell’edificio, ricorrendo sia a sistemi passivi che attivi. Un obiettivo importante, che richiede anche maggior attenzione e specifiche conoscenze su temi quali la bioedilizia e la progettazione bioclimatica.

Che cos’è l’architettura bioclimatica

Parlare di edilizia sostenibile, di sistemi attivi e di sistemi passivi, richiede di fare prima un passo indietro e definire il concetto di architettura bioclimatica.

Il termine “bioclimatica” deriva dalla bioclimatologia, una scienza che studia le relazioni tra il clima e la vita sul nostro pianeta. Ed è proprio questa la “regola” di fondo della progettazione bioclimatica: prendere in considerazione il clima e il contesto locale, progettando di conseguenza un edificio che sfrutti a proprio favore i fattori climatici.

Questo significa scegliere adeguatamente il collocamento dell’edificio, la sua forma, il suo orientamento, il suo isolamento termico. Ma anche studiare la disposizione e le dimensioni delle finestre a seconda della facciata, disporre gli ambienti in base all’orientamento e ricorrere a sistemi solari passivi e, solo poi, a sistemi attivi a energia rinnovabile. In sostanza, sia i sistemi passivi, che i sistemi attivi concorrono a rendere l’edilizia più sostenibile, ma prima vanno progettati quelli passivi per ridurre il consumo energetico. In un secondo momento, subentrano i sistemi attivi a energia rinnovabile, per soddisfare in modo “green” la restante domanda energetica.

Cosa sono i sistemi passivi e i sistemi attivi

Si è detto che nell’edilizia sostenibile è necessario prima ridurre il fabbisogno energetico di un edificio, proprio mediante i principi della progettazione bioclimatica e i sistemi passivi. Infatti, i sistemi passivi sono in grado di favorire il comfort interno, senza ricorrere attivamente al consumo di energia (dall’isolamento, alle serre si tratta di soluzioni passive).

Di tutte le soluzioni passive, fanno parte i sistemi solari passivi, che sfruttano la radiazione solare e che possono essere suddivisi tra sistemi a guadagno indiretto, dove il calore viene accumulato da una massa e poi rilasciato, e sistemi a guadagno diretto, nel caso in cui il sole attraversi gli ambienti prima di raggiungere la massa di accumulo.

Anche i sistemi solari attivi ricorrono all’energia solare, ma si tratta di veri e propri impianti tecnologici, in grado sia di accumulare, che di convertire e trasportare l’energia.

I principali sistemi passivi a cui ricorrere per l’edilizia sostenibile

Tra i principali sistemi passivi, utili ad aumentare la sostenibilità degli edifici, ci sono:

• Le serre, che accumulano calore durante il giorno, per poi distribuirlo nei locali interni dell’edificio. Una serra deve essere correttamente progettata e dimensionata, studiando anche appositi sistemi di apertura e schermatura, per evitare il surriscaldamento estivo. È bene ricordare che per massimizzare il guadagno, andrebbe collocato all’interno un elemento massivo in grado di accumulare il calore raccolto.
• I muri massivi, da costruire in alcuni punti dell’edificio, in base alla posizione solare. Ad esempio si possono prevedere superfici vetrate esposte a sud, che permettono l’ingresso della radiazione solare in un ambiente con pareti massive (guadagno diretto). Si ricostruisce, nell’edificio, il principio di funzionamento di un collettore solare.
• Il muro di Trombe, ossia una parete massiva che può essere realizzata in diversi materiali, come cemento, sabbia, terra, pietra o mattoni, poi ricoperta da un vetro. L’energia viene accumulata (guadagno indiretto) e poi distribuita negli ambienti confinanti. Un’alternativa a questa soluzione è quella che prevede di utilizzare delle masse di acqua, sia al posto della parete, che eventualmente, in copertura (tetto piscina). D’estate la superficie vetrata deve essere schermata.

• I camini solari, utilizzati anche per il raffrescamento. Si tratta di strutture sviluppate in verticale, all’interno delle quali si accumula il calore attraverso una superficie assorbente (proprio come avviene con il muro di Trombe). D’estate, si attiva così un moto di corrente ascensionale, con l’aria calda degli ambienti che sale e viene sostituita da aria più fresca. In inverno, invece, l’aria calda accumulata nel camino viene “bloccata” all’interno e può essere distribuita mediante appositi canali.
• Le torri del vento, nate in Iran nel secolo scorso e ancora oggi in uso durante i mesi estivi per la ventilazione naturale. Si sfrutta l’inerzia termica dei materiali da costruzione, che durante il giorno, senza il vento e con l’irraggiamento solare, si scaldano molto, ma rilasciano calore solo diverse ore dopo, durante la notte. Così facendo l’aria calda tende a salire e richiama aria fresca proveniente dall’esterno, che entra nell’edificio mediante porte, finestre e fessure. In inverno, invece, non sono utilizzate.

A questi sistemi, poi, come anticipato in precedenza, si aggiungono tutte le strategie progettuali già accennate nel precedente paragrafo. In più, si deve valutare la corretta installazione di schermature solari, mobili, fisse o anche costituite da elementi vegetali; la realizzazione di tetti verdi, che favoriscono l’isolamento invernale e mitigano il surriscaldamento estivo; la scelta di colori chiari per le finiture dell’edificio; la realizzazione di facciate ventilate, che migliorano il comportamento termico dell’edificio sia in estate che inverno.

I sistemi solari attivi, che sfruttano le energie rinnovabili

I sistemi solari attivi, quindi, sono impianti tecnologici che sfruttano la radiazione solare per produrre energia utile al funzionamento dei sistemi presenti nell’edificio.

I pannelli fotovoltaici sono in grado di trasformare il calore del sole in energia elettrica, mentre i pannelli solari termici, grazie al sole, scaldano acqua. Favorire il consumo di energia rinnovabile è uno dei punti cardine delle strategie ambientali definite da Italia e Europa per i prossimi decenni, così da ridurre le emissioni di CO2 e il consumo di risorse non rinnovabili. Il fotovoltaico e il solare termico poi, possono essere abbinati a diversi impianti, come caldaie e pompe di calore.

È in questa direzione che si muove anche la diffusione dei sistemi di accumulo, necessari ad ottimizzare la produzione energetica e a favorire l’autoconsumo, in quanto svincolano il consumo di energia, dal momento di produzione. Gli impianti fotovoltaici, nella maggior parte dei casi, sono comunque collegati alla rete di distribuzione nazionale, in modo da prelevare energia nei momenti di necessità o, viceversa, per immettere quella in eccesso che non viene né utilizzata, né accumulata.

Infine, un aspetto importante, quando si parla di sistemi solari attivi, è quello dell’integrazione architettonica, che permette anche di ridurre l’impatto paesaggistico di questi impianti, rendendoli vere e proprie parti integranti dell’edificio.

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