Stato di fatto: edificio e comportamento energetico

Progettare e costruire una casa intelligente, sia per quanto riguarda le strategie di intervento che per l’inserimento di dispositivi domotici, significa introdurre nuove metodologie rispetto agli standard di mercato e soprattutto rivolgersi alla trasformazione del costruito esistente, vero buco nero energetico con cui bisogna confrontarsi nel presente e nel prossimo futuro.

L’esempio che viene qui trattato è eloquente sotto molti punti di vista poiché si tratta di un edificio ordinario, una villetta di ridotte dimensioni in provincia di Lodi, come moltissime sul nostro territorio nazionale, in cui inverni freddi ed estati calde (con umidità in entrambe le stagioni) sono la norma. La forma dello stato di fatto era tradizionale, con copertura a tetto a falda e coppi, e con un comportamento energetico (e funzionale) non più al passo con gli attuali requisiti.
Atelier 2 (Gallotti e Imperadori Associati – Milano) e l’impresa Vanoncini S.p.A., rispettivamente responsabili del progetto e della realizzazione, una volta interpretati i bisogni del cliente, hanno proposto un’evoluzione dei volumi, degli spazi e delle stratigrafie che compongono gli elementi costruttivi.
L’edificio esistente si componeva di due unità: la prima realizzata negli anni ’80, con struttura in legno blockhaus della Rubner; la seconda negli anni ’90 con struttura in laterocemento (blocchi Poroton) e un discreto isolamento per i tempi (60 mm) in sughero che poi è stato intonacato all’esterno.
La porzione blockhaus, composta da elementi lignei ad incastro dello spessore di 90 mm e con altezza pari a 160 mm, si presentava in ottime condizioni strutturali ma ormai non più adatta agli attuali requisiti fisico-tecnici necessari per rientrare in accettabili parametri di gestione energetica ed economica sostenibile dell’edificio, visto che la trasmittanza termica era pari a 0,7 W/mq K.
In generale poi, l’abitazione mostrava per il cliente notevoli limiti funzionali poiché le due unità erano poco armonicamente collegate, il portico esistente troppo limitato e il soggiorno poco legato al parco con piscina.
Dal punto di vista energetico, oltre ai limiti evidenziati per la porzione in legno, si è rilevata anche la limitata dimensione delle aperture finestrate (quindi scarso valore del fattore di luce diurna nei vari ambienti) e la necessità di ampliare il bagno padronale e di dotarlo di nuova funzionalità.

Miglioramento dell'isolamento e inserimento di pannelli solari

Il nuovo intervento dona proporzione all’intero complesso pur lasciando in evidenza i singoli volumi, frutto dello sviluppo dell’abitazione nell’arco di 3 decenni. Il portico esterno e la nuova serra bioclimatica rivolta a sud-est definiscono un volume più moderno, con copertura piana e struttura in legno che regge pannelli poliuretanici (isolati e ventilati) su cui è poi disposto un manto continuo, su assito ligneo e guaina Tyvek, in rame grecato.
Le ampie vetrate utilizzate verso il parco sono costituite da tripli vetri basso emissivi con prima camera al Kripton (il vetro ha complessivamente un valore U pari 0.9 W/mq K).
Per migliorare il daylight factor, nella zona che prima dava sull’esterno e che ora si trova la nuova serra bioclimatica davanti, sono state inserite delle finestre per tetti in modo da approfittare della luce zenitale naturale e delle ventilazione sulla cucina che, con l’apertura di una finestra interna nella blockhaus, è stata resa comunicante con la zona pranzo.
Sulla porzione di casa realizzata negli anni ’90 non sono state apportate significative modifiche (salvo la demolizione dell’angolo verso sud-est per la connessione con la nuova serra) su richiesta del cliente, visto che già al momento della costruzione venne realizzato un cappotto termico.
L’intervento sulla blockhaus è invece stato radicale, prevedendo l’aggiunta di uno strato di isolamento superficiale di 80 mm di isolante in poliuretano con accoppiato profilo di ventilazione (Isotec parete).
Su questo sono poi stati alternativamente disposti dei rivestimenti ventilati: nella zona sud-est e serra si è applicato un pannello in cemento portland da 13 mm ( Knauf – Aquapanel) mentre nella restante parte della Blockhaus si è realizzata una facciata ventilata con doghe in legno con fissaggio a scomparsa mediante graffe a omega, rese solidali a montanti in legno portati dal supporto isolato e ventilato.
Pertanto l’immagine e anche la fisica tecnica della parete, così come delle coperture, è totalmente cambiata aggiungendo considerevoli spessori isolanti e utili strati di ventilazione con finiture differenziate.
La parete passa da una trasmittanza di 0,7 W/mq K ad una trasmittanza di 0,23 W/mq K e da uno sfasamento di 8 ore ad uno sfasamento di 13 ore e 21 minuti che rende la casa adatta sia alla conservazione energetica in clima invernale che al problema dell’attenuazione termica in estate.

Serramenti, nuove porzioni di edificio e uso di tecnologie invisibili

Tutti i serramenti utilizzati sono a triplo vetro e doppia camera con Kripton con U complessiva pari a 1.2 W/mq K. Inoltre si sono aggiunte su entrambe le falde delle finestre per tetti VELUX ad alte prestazioni energetiche in modo da fornire un miglior fattore di luce diurna in profondità degli spazi abitativi e consentire il ricambio d’aria sia a finestra chiusa che con apertura automatica, governabile tramite comando domotico VELUX INTEGRA.
Anche i divisori interni sono stati totalmente realizzati in gesso rivestito con isolamento in fibre di poliestere ecologico (pannelli fonoisolanti Edilfiber ottenuti da plastica ricilata e ulteriormente riciclabili).
Il nuovo bagno verso sud è stato realizzato come estensione continua della facciata sud della blockhaus attraverso un sistema costruttivo totalmente a secco con struttura portante in acciaio zincato e leggere capriate in legno e acciaio.
L’estensione totalmente a secco iperisolata consente di ottenere una termo trasmittanza eccezionalmente contenuta pari a 0,17 W/mq k a fronte di uno sfasamento prossimo comunque alle 8 h.
L’abitazione ha quindi una morfologia tutto sommato tradizionale ma ricca di tecnologia invisibile sia rispetto al comportamento energetico, sia rispetto alle più avanzate tecnologie domotiche.
Per ciò che riguarda gli impianti termici si è realizzato un impianto a pannelli radianti a pavimento a bassa temperatura con sistema di regolazione a settori integrato nell’impianto di automazione domotica della casa. E’ presente la visualizzazione del valore della temperatura e l’impostazione della stessa da Table PC del sistema di automazione.
Vi è poi un impianto di ricambio meccanico dell’aria con Unità di Trattamento Aria (UTA) dotata di recuperatore di calore con rendimento del 70%. L’UTA è dotata di batteria di scambio collegata al circuito dell’impianto di climatizzazione per il riscaldamento e/o il raffreddamento dell’aria immessa in ambiente, e ha funzione di controllo della umidità dell’aria in estate. Anche la gestione di questo impianto è integrata nel sistema di automazione della casa.

Energia solare e sistemi automatizzati

Per sfruttare l’energia solare sono presenti pannelli solari termici a circolazione naturale con serbatoio da 250 litri. La capacità di produzione è pari a 440 litri/giorno di acqua a 45° e i pannelli sono stati disposti sul tetto del Box con orientamento verso sud e inclinazione in falda pari a 15°. L’utilizzo serve per produrre acqua calda sanitaria. Si sono realizzati 4mq di nuovi collettori con un risparmio, rispetto ad una caldaia a gas metano, di 5500 Kwh/anno.
Sul tetto del box è stato inoltre installato un impianto fotovoltaico della potenza di 5 KWp con pannelli in silicio multi cristallino Sharp, collegati ad un Inverter Fronius. L’impianto occupa una superficie di 50 mq circa ed è orientato con uno spostamento di 10° rispetto a sud e con inclinazione di 15° sul tetto a falda. L’impianto, ammesso agli incentivi del Conto Energia del decreto del 28/02/2007, produce 5600Kwh/ anno, che è pari al 90% dell’energia elettrica necessaria per la casa, compreso il consumo della pompa di circolazione della piscina.
Automatizzare una casa significa far dialogare fra loro i diversi sistemi e impianti che sono presenti con lo scopo di aumentare il comfort, la sicurezza e il risparmio energetico.
Il sistema installato controlla l’impianto luci, l’impianto di climatizzazione, gli accessi motorizzati o dotati di serrature elettriche, l’impianto audio-video, l’impianto antintrusione, l’impianto di irrigazione, il sistema di video sorveglianza TVcc.
Si può controllare e comandare qualsiasi dispositivo elettrico connesso all’impianto in risposta ad un evento, che può essere rappresentato dalla semplice pressione di un pulsante, dall’apertura di una porta, dal passaggio di una persona in un corridoio, dal raggiungimento dell’ora dell’alba o del tramonto del sole, o dal fatto che si è presenti a casa.
Sono tutte condizioni che possono far capire al sistema che deve svolgere una o più operazioni, anche su diversi apparati, in rapida successione o in successione temporizzata, o addirittura a condizione che si verifichino determinate altre situazioni.
L’abitazione è cablata con una rete Bus alla quale sono collegati tutti gli organi di comando come le pulsantiere o i sensori come i termostati ambiente. La gestione di tutti gli impianti collegati al sistema è realizzata con pulsantiere programmabili, con telecomando ad infrarossi e da un personal computer tipo Table PC con schermo tattile.
E’ inoltre presente una rete di trasmissione dati in cat. 6 con prese RJ45 e due acces point wireless. Alla rete è infine collegato un server con funzione anche di accesso alla rete internet con IP statico, per il comando e controllo in remoto dell’impianto.
Tutte le casse e i sistemi di amplificazione sono invisibili poiché nascosti dietro le contropareti in gesso rivestito. I punti luce sono integrati nel sistema di automazione. I comandi sono di tipo on/off o con regolazione del livello di luminosità con dimmer. Quelli nelle zone di passaggio, come i corridoi sono realizzati anche con sensori di presenza/passaggio.
Nella zona notte, l’accensione di questi è automaticamente ridotta al 25% al fine di ridurre il disturbo. Tutti i comandi possono avvenire dalle pulsantiere programmabili installate nei locali, dai telecomandi, o dal Table PC.
La gestione dei cancelli di ingresso, delle porte, delle tende, delle finestre VELUX e del sistema di ombreggiamento dei lucernari della zona giorno, sono integrati nel sistema di automazione.

Riduzione delle emissioni: obiettivo 20-20-20

In conclusione, le strategie di recupero energetico, morfologico e funzionale, unite al rinnovato contenuto impiantistico (sia termotecnico che illuminotecnico che domotico) mostrano come la vera sfida per un futuro sostenibile debba essere rivolta agli edifici esistenti.
La Comunità Europea prevede la strategia EU2020: riduzione entro il 2020 del 20% delle emissioni di anidride carbonica, aumento dell’efficienza energetica del 20% e ricorso al 20% di approvvigionamento da energie rinnovabili.
Questo piccolo esempio a Cornegliano Laudense ci mostra che ciò è possibile, anche nell’edilizia corrente, attraverso un’accurato processo di progettazione integrata e al ricorso a tecnologie (edilizie e impiantistiche) di alta qualità e presenti sul mercato. Il fatto che poi la tecnologia in opera diventi invisibile garantisce all’utente, che non vuole vivere in un UFO, che innovazione, comfort e risparmio energetico sono raggiungibili in uno spazio domestico.

Scheda riassuntiva progettisti e fornitori principali:
• Progettazione architettonica e tecnologica: ATELIER2 (Gallotti e Imperadori), Milano
• Progettazione Strutturale: Studio Gian Pietro Imperadori , Darfo Boario Terme (BS)
• Interior Design: Studio Bellagamba, Milano
• Progettazione e realizzazione Impiantistica e domotica: FORLANI Impianti S.r.l. , Lodi
• Impresa realizzatrice: VANONCINI S.p.A, Prezzate di Mapello (BG)
• Pareti isolate e ventilate: ISOTEC parete – Brianzaplastica S.p.A.
• Pannellature esterne Aquapanel e interni in gesso rivestito: KNAUF
• Serramenti speciali ad alta efficienza energetica: F.lli BARBIERI S.r.l, Ceredano (CR)
• Finestre per tetti: VELUX Italia S.p.A., Colognola ai Colli VR
• Rivestimenti esterni in legno: FIEMME 3000 – D.K.Z. s.r.l Predazzo

AUTORE
Narghes Doust

Narghes Doust
Ingegnere Edile - Architetto. Dottoranda in Ingeneria dei Sistemi Edilizi presso il Dipartimento ...
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