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L'EDIFICIO PASSIVO  Standard - Requisiti - Esempi

Impianto di ventilazione

 

Refrigerazione

 

La refrigerazione estiva è un problema poco risentito nelle abitazioni dell’Europa centrale, mentre è invece di particolare rilevanza nei paesi dove le temperature estive sono elevate. Con l’installazione di uno scambiatore interrato il problema si risolve facilmente, perché in estate l’aria interna non deve raggiungere una determinata temperatura come in inverno: già una temperatura più bassa di 5 K rispetto a quella esterna procura una sensazione di fresco. Per refrigerare gli ambienti, si fa passare l’aria esterna per lo scambiatore interrato dove si raffredda di alcuni gradi. L’aria così raffreddata si immette direttamente negli ambienti, senza farla passare per il canale con lo scambiatore di calore. Occorre quindi un bypass e così il funzionamento dell’impianto di ventilazione diventa più semplice.

 

Questo sistema di refrigerazione è molto antico: lo ritroviamo per esempio nelle ville cinquecentesche di Costozza in Provincia di Vicenza. In estate, prima di arrivare negli ambienti, l’aria esterna attraversa i cosiddetti covoli che sono dei cunicoli, in parte naturali e in parte ampliati in epoca romana, dove la temperatura si mantiene pressoché constante intorno ai 10°C durante tutto l’anno (1). Il flusso dell’aria all’interno delle cavità è generato per effetto della differenza di temperatura e, quindi di densità. Il movimento è discendente quando, come in estate, la temperatura esterna è maggiore di quella all’interno del covolo, e ascendente, quando, come accade in inverno, la temperatura dell’aria esterna è minore di quella interna. In uno scambiatore interrato avviene in pratica la stessa cosa, ma il movimento dell’aria è generato dal sistema di ventilazione.

 

Studi sull’efficienza estiva degli scambiatori interrati sono stati eseguiti, negli anni novanta, da M. Santamouris e A. Argiriou dell’Università d’Atene (2). In particolare è stato studiato uno scambiatore  terra-aria, installato sotto l’atrio della Facoltà di filosofia dell’Università di Ioannina, dove il clima invernale è tra i più freddi della Grecia, mentre in estate è caldo-umido. Lo scambiatore si trova ad una profondità di 2 m ed è composto da 5 condotti, lunghi 30 metri e del diametro di 15 cm, in cui passa l’aria ad una velocità di 3 m/s. Le misurazioni della temperatura dell’aria effettuate in agosto hanno dimostrato l’efficacia del sistema: con temperature dell’aria esterna, caratterizzate da picchi superiori a 35°C, la temperatura dell’aria all’uscita interna dello scambiatore si è mantenuta intorno ai 25°C.

 

Anche le esperienze tedesche dimostrano che l’efficienza di uno scambiatore interrato è maggiore in estate che in inverno, come dimostra il seguente esempio (3): In un nuovo edificio amministrativo ad Esslingen, Germania, (Figura 35) che ha un fabbisogno termico di 117 MJ/(m2a) = 32,5 kWh/(m2a), lo scambiatore interrato copre circa il 9 per cento dell’energia necessaria per il riscaldamento invernale (9224 kWh), ma, in estate, copre il 23 per cento dell’energia necessaria per la refrigerazione. Il restante 77 per cento si ottiene dalla ventilazione naturale notturna. Così, in estate, la temperatura interna non supera mai i 28°C, nemmeno all’ultimo piano dell’edificio. Questo risultato non sarebbe però possibile senza il sofisticato sistema d’ombreggiatura di cui la facciata, interamente vetrata, è dotata. Le temperature dell’aria misurate all’uscita dello scambiatore interrato sono le seguenti: in inverno > 5°C; in estate < 20°C. In inverno, ad una temperatura esterna di 0°C, l’impianto richiede una potenza di 20 kW per il riscaldamento; mentre in estate, quando la temperatura esterna è di 25°C, la potenza richiesta per la refrigerazione si riduce a 15 kW, ma a temperature più alte può aumentare fino a 30 kW. L’esempio dimostra che si può ottenere un alto comfort climatico anche senza i normali impianti di refrigerazione.

(1) Il sistema è brevemente descritto in: Gallo, C. (a cura di): Architettura bioclimatica, ENEA 1995 e nell’articolo di Mario Grosso “Principi e tecniche di controllo dello scambio termico edificio-terreno; in: Ambiente costruito, gennaio-marzo 1997, p. 52-62..

(2) Santamouris, M & Asimakopolous (a cura di): Passive Cooling of Buildings, James & James, London 1996

(3) Humm, O.: Nachhaltigkeit als ökologisches Postulat, in SIA Nr. 43, 27.10.2000, S. 940-942

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