L'EDIFICIO PASSIVO  Standard - Requisiti - Esempi

Fattori da considerare

 

Le condizioni climatiche

 

Volendo risparmiare energia, un edificio deve essere progettato in rapporto alle condizioni climatiche del luogo. Questo principio vale in particolare per tutti gli edifici ad alta efficienza energetica come quelli passivi. La maggior parte degli edifici passivi è stata progettata e costruita per il clima dell’Europa centrale che è diverso da quello dell’Italia peninsulare. Questo è un fatto da tenere in conto se si vuole capire il concetto dell’edificio passivo e la ragione di certe sue caratteristiche. Per questo motivo ho ritenuto necessario illustrare nel presente paragrafo le più importanti differenze climatiche esistenti tra le due regioni.

 

Rispetto a quello italiano, il clima dell’Europa centrale è più rigido, gli inverni sono più lunghi, e quindi anche il periodo di riscaldamento è più lungo; le temperature minime sono più basse e possono scendere, per breve tempo, anche sotto i - 20°C; il cielo rimane coperto più a lungo e la piovosità è più alta. Nel Centro e nel Sud Italia gli inverni sono invece più miti, le temperature stagionali più alte e il sole splende più frequentemente.

Delle differenze climatiche ci si può rendere conto quando si attraversano le Alpi: spesso, mentre sul versante Sud il cielo è sereno e il sole splende, su quello Nord piove o il cielo è coperto. Pertanto gli svizzeri chiamano il Cantone Ticino, la stanza del sole della Svizzera.

 

Un grossolano indicatore delle condizioni climatiche locali sono i gradi giorno (GG). Un alto numero di gradi giorno indica un clima invernale freddo e un’elevata rilevanza del “riscaldamento”. Per avere un paragone: in Germania il numero medio dei gradi giorno è di 3500, mentre la media italiana si attesta intorno ai 2.500. In Italia i gradi giorno variano sensibilmente da Nord a Sud, passando da un estremo massimo di 5.165 di Sestriére (TO) - un vero polo freddo - ad un minimo di 568 delle fortunate isole di Lampedusa e Linosa (AG). I gradi giorno dei singoli Comuni italiani sono riportati nell'allegato A del DPR 26 agosto 1993, n. 412. La seguente tabella riporta alcuni esempi.

Sulla base dei gradi giorno in Italia (UNI 10379) si distinguono sei zone climatiche e si è stabilito, per ogni zona, il periodo di riscaldamento che varia da 105 giorni a 200 giorni. Per avere un paragone la media tedesca è di 225 giorni.

Altri dati climatici rilevanti per la progettazione degli edifici sono le temperature medie mensili dell’aria esterna, l’irradiazione solare giornaliera, l’irradiazione globale su superfici verticali differenziate secondo l’esposizione, la velocità del vento, ecc. La norma UNI 10349 riporta questi dati per tutti i capoluoghi di provincia italiani.

 

Le condizioni climatiche sono decisive per il fabbisogno energetico degli edifici. Nelle regioni settentrionali d’Italia è il riscaldamento invernale che incide principalmente sui consumi energetici, ma, andando dal Centro al Sud, la refrigerazione estivo acquista una rilevanza sempre maggiore che, nel Mezzogiorno, ha la stessa importanza che il riscaldamento ha nel Nord.

 

Per quanto concerne gli edifici ad alta efficienza energetica, molto rilevanti per il riscaldamento sono gli apporti energetici solari. Nell’Europa centrale questi apporti (annuali) sono compresi tra 1.000 e 1.100 kWh/m², mentre nei paesi mediterranei sono più alti e variano da 1.500 e 1.950 kWh/m². In Italia aumentano man mano che si scende da Nord a Sud.

 

Il principale problema degli apporti solari è che questi non arrivano in forma concentrata e non sono costanti nel tempo. Essi variano con le stagioni e con la nuvolosità, secondo l'angolo d’incidenza e la riflettanza delle superfici. A cielo coperto, sulla superficie della Terra arriva solo la radiazione diffusa e questa è molto inferiore rispetto a quella diretta. Una superficie riceve il massimo degli apporti energetici quando i raggi solari incidono perpendicolarmente.

 

L'angolo d’incidenza varia però durante il giorno e durante le stagioni e dipende dall'esposizione e dall'inclinazione delle superfici. Una superficie orizzontale riceve il massimo d’energia in estate, quando la posizione del sole è alta e le giornate sono più lunghe. Alla latitudine di 40°, in una giornata soleggiata di giugno, 1 m² di superficie orizzontale può ricevere 30 MJ, ma raramente riceverebbe più di 10 MJ in una giornata di sole in dicembre. Molto diversa si presenta la situazione per le superfici verticali. Una superficie verticale esposta a Sud riceve il massimo di radiazioni proprio in inverno, quando la posizione del sole è bassa. In Germania, nei 225 giorni di riscaldamento, una facciata esposta a Sud riceve mediamente 370 kWh/m², mentre a Roma ne riceve 520 in soli 166 giorni.

Nella progettazione di un edificio si deve tenere conto anche del cosiddetto “microclima”, cioè delle condizioni climatiche del sito su cui si intende costruire, perché il microclima può divergere sensibilmente dai valori medi riferiti ai capoluoghi di provincia. Esso, infatti, dipende dall'altitudine, dall'esposizione al sole e ai venti, dalla vegetazione, dai corpi d'acqua di superficie, ecc. Le temperature in pianura sono normalmente più elevate di quelle riscontrabili in collina, ma nelle valli, in particolare lungo i corsi d'acqua, si forma spesso la nebbia mattutina che riduce le ore di sole. Le temperature medie annue variano in rapporto all'altitudine in modo che ad una differenza di 100 metri corrisponde una differenza di temperatura pari a 0,5 K. Ciò vuol dire che, ad un'altitudine di 1000 metri, le temperature saranno di circa 5 K inferiori rispetto a quelle rilevabili sul livello del mare. I laghi hanno normalmente un effetto mitigante sul clima perché l'acqua perde solo lentamente il calore assunto in estate, quindi le escursioni termiche sono meno rilevanti. Differenze di temperatura si registrano anche tra aree urbane e campagna. In campagna le temperature sono generalmente più basse di alcuni gradi rispetto a quelle in città, dove la massa degli edifici ritiene il calore e i venti freddi incontrano degli ostacoli. Un fattore che influisce molto sul microclima di un terreno è la sua esposizione ed inclinazione. I maggiori apporti solari li ricevono i versanti esposti verso Sud.

 

Entro certi limiti, il microclima di un sito può anche essere modificato, per esempio piantando, sul lato Nord (anche NE e NO) dell’edificio, alberi e siepi sempreverdi che formino una barriera contro i venti freddi, mentre sul lato Sud si possono creare degli specchi d'acqua che riflettono la luce e che, in estate, quando l’acqua evapora, hanno un effetto refrigerante.

 

Negli edifici normali si risente sovente anche dell’influenza del vento. I venti freddi, normalmente provenienti da N o da NE, raffreddano notevolmente l'involucro dell’edificio, penetrano attraverso i giunti e le fessure delle finestre e aumentano il fabbisogno termico. Grazie al loro involucro fortemente coibentato (U < 0,15 W/m²K) ed impermeabile (n50 < 0,6/h) gli edifici passivi sono poco sensibili al vento che incide sul loro fabbisogno termico di meno di uno per cento.

L'EDIFICIO PASSIVO Standard - Requisiti - Esempi

di Uwe Wienke