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EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI
di
Stella De Paola
Uno degli
obiettivi promossi a livello nazionale ed internazionale in materia di
tutela ambientale è la riduzione delle emissioni di gas serra
nell’atmosfera attraverso il risparmio energetico e l’utilizzo di
energia da fonti rinnovabili.
Gran parte
dell’energia consumata dall’uomo viene utilizzata nelle aree urbane o
urbanizzate all’interno degli edifici (residenza, luoghi di lavoro,
industrie, ecc.), oltre che per i trasporti.
In
particolare, gli edifici impegnano il 45% dei consumi energetici per
l’espletamento delle varie attività cui sono destinati: è importante,
dunque, comprendere come si possa ridurre il consumo energetico,
evitando da un lato le dispersioni e dall’altro impiegando fonti di
energia alternative e dispositivi tecnici in grado di ridurre i consumi
e l’inquinamento che ne consegue.
Questo
orientamento è noto come efficienza energetica degli edifici e concerne
una serie di aspetti messi a sistema: approvvigionamento energetico,
impianti, componenti e materiali dell’edificio stesso, caratteristiche
climatiche del sito.
Ciò implica
diversi vantaggi, non solo il risparmio dell’energia consumata
necessaria alla gestione dell’attività svolta al suo interno, ma anche
la fonte di approvvigionamento dell’energia stessa e il modo con il
quale le diverse parti dell’edificio concorrono, assieme ai dispositivi
tecnici, a formare un sistema virtuoso a tal fine: anche l’edificio,
dunque, nella sua forma, nei materiali di cui è composto,
nell’orientamento e nell’interazione con l’ambiente esterno in cui si
trova.
Una parte
dell’energia impiegata all’interno di un edificio è destinata alla
climatizzazione dell’ambiente interno: riscaldamento invernale e
raffrescamento estivo; l’altra parte, invece, all’uso dell’edificio da
parte dell’utenza, quindi all’alimentazione dei dispositivi tecnici e
delle attrezzature: illuminazione, elettrodomestici, macchine, ecc.
Nel primo
caso, ai fini del risparmio energetico e del benessere termo igrometrico
dell’ambiente interno, è molto importante considerare la forma
dell’edificio e delle sue parti, la sua esposizione, le caratteristiche
dell’involucro edilizio, la sistemazione dell’ambiente interno ed
esterno che lo circonda.
Nel secondo,
invece, è opportuno da un lato valutare i dispositivi tecnici che
richiedono una quantità minore di energia, dall’altro considerare fonti
di energia alternative, che possano contribuire al funzionamento dei
dispositivi stessi o addirittura sostituire le fonti classiche di
rifornimento.
Il primo modo
di risparmiare energia è evitare le dispersioni.
Per ottenere
ciò è necessario che l’involucro edilizio, ossia le pareti esterne, le
coperture e i solai contro terra, siano ben isolati (coibentati). È
fondamentale, dunque, che i materiali che compongono tali elementi siano
in grado di rispondere a questo requisito. È possibile, tuttavia,
intervenire anche su edifici esistenti con interventi che migliorino le
caratteristiche isolanti delle pareti, come per esempio il cosiddetto
isolamento “a cappotto”, ossia l’applicazione dall’esterno di un
materiale isolante.
Un altro
aspetto fondamentale sono gli infissi, che per natura rappresentano la
causa principale di dispersione: l’utilizzo di infissi a taglio termico
e vetri performanti può ridurre notevolmente la dispersione. I telai
delle finestre sono i componenti a maggiore dispersione dell'intero
involucro. E' importante che la percentuale di telaio sia ridotta al
minimo.
La forma
dell’edificio e la sua esposizione alle componenti climatiche permette,
inoltre, di sfruttare la luce, il calore e il vento, diminuendo il
fabbisogno energetico, influendo in maniera significativa sulle perdite
termiche. Lo scambio termico tra interno ed esterno di un edificio,
avviene attraverso la superficie dell'involucro: tanto più elevata è la
superficie che racchiude il volume, tanto più elevato è lo scambio. Per
essere energeticamente efficiente un edificio deve avere una forma
compatta, si deve quindi rinunciare a sporgenze e rientranze.
L'orientamento più vantaggioso è quello verso sud. Le finestre esposte a
sud possono ricevere sole durante tutto il giorno. In inverno, la
posizione del sole è bassa e la radiazione incide quasi
perpendicolarmente, mentre in estate, quando la posizione del sole è
alta, la facciata riceve invece meno apporti e le finestre sono più
facilmente ombreggiabili tramite schermature orizzontali fisse (aggetti,
balconi, gronde).
L'ombreggiamento delle finestre previene surriscaldamenti e riduce così
la necessità di raffrescare artificialmente gli ambienti; quindi
contribuisce al risparmio energetico. L'ombreggiamento esterno (monti,
alberi, edifici adiacenti) è difficilmente modificabile. Ma
l'ombreggiamento endogeno di balconi, tettoie e simili è molto più
importante.
L'aspetto architettonico di un edificio efficiente è perciò
caratterizzato:
- da ampie finestre vetrate sul lato sud,
- da aperture di dimensione ridotta sul lato nord.
Le vetrate orientate verso sud assumono pertanto il carattere di
superfici "utili".
Le facciate
esposte ad est e ovest pongono maggiori problemi; esse ricevono luce
quando la posizione del sole è bassa (mattina, pomeriggio). Le finestre
orientate verso est e ovest sono pertanto meno facilmente ombreggiabili
e spesso la causa di surriscaldamenti. Queste finestre necessitano
schermature mobili, adattabili alla variazione della posizione del
sole. Le finestre esposte a nord ricevono radiazione diretta solo in
alcune giornate d'estate e, di solito, non hanno bisogno di schermature.
Particolare
attenzione la meritano le falde di tetto esposte verso sud. Queste
ricevono una massimo di apporti solari in estate, quando la radiazione
solare incide quasi perpendicolarmente.
Questo fatto
può comportare un surriscaldamento delle strutture del tetto e degli
ambienti sotto lo stesso. Le falde esposte a sud sono però ideali per
installarvi
collettori solari
e
pannelli
fotovoltaici.
Anche la disposizione degli ambienti è molto importante ai fini del
risparmio energetico: sarebbe opportuno disporre la zona giorno o luoghi
di lavoro dotati di grandi finestre sul lato sud, mentre la cucina, i
bagni e locali di servizio con finestre di ridotte dimensioni sul lato
nord, dove questi locali assumono la funzione di "cuscinetti termici".
Oltre a
queste caratteristiche, si può intervenire su elementi strutturali
dell’edificio, ossia delle soluzioni particolari con lo scopo di captare
o disperdere energia, come per esempio le serre e i muri captanti, in
grado di immagazzinare il calore della radiazione solare per il
riscaldamento invernale o le facciate ventilate e i camini, in grado di
fornire ventilazione nei periodi più caldi.
Da quanto
sopra descritto si comprende che il comportamento dell’edificio è di
vitale importanza per il risparmio energetico, perché consente di
adattare l’edificio stesso al microclima in cui si trova, senza dover
necessariamente ricorrere a dispositivi tecnici per il riscaldamento, il
raffrescamento, l’illuminazione dei locali.
A questo si
può aggiungere la scelta di impianti più efficienti, in grado di fornire
maggiori prestazioni a parità di energia consumata.
Il sistema di
riscaldamento a pavimento radiante, per esempio, diminuisce il
fabbisogno annuo di energia del 4%, perché ha un rendimento maggiore dei
radiatori e necessita di un livello dell’acqua di mandata all’impianto
più basso.
Se, inoltre,
invece del generatore tradizionale, si utilizza una caldaia a
condensazione, sempre alimentata a gas metano, il fabbisogno scende del
15% in caso di radiatori e del 18% in caso di pannelli radianti.
Ancora più
efficiente è la pompa di calore elettrica, con la quale il fabbisogno
annuo di energia scende drasticamente, dal 32% al 44%.
È possibile
poi installare particolari dispositivi che consentono di recuperare il
calore prodotto dal funzionamento stesso delle macchine.
Infine, per
quanto riguarda l’approvvigionamento dell’energia, è possibile
installare piccoli impianti di fotovoltaico, solare termico o eolico che
possono in alcuni casi sopperire all’intero fabbisogno energetico
richiesto.
E’ da notare
che, per gli adeguamenti degli edifici ai fini del risparmio energetico
esistono diverse forme di incentivi da parte dello Stato, di modo che
tali interventi siano anche economicamente vantaggiosi per l’utenza: per
esempio la sostituzione di vecchi impianti con nuovi dispositivi più
efficienti o dei vecchi infissi con quelli a taglio termico e vetro
camera, gode di una considerevole detrazione fiscale, da aggiungere ai
vantaggi successivi in termini di risparmio energetico e benessere
dell’ambiente in cui si vive o si opera.
Ancora,
l’installazione di impianti fotovoltaici o piccoli impianti per la
produzione di energia da fonti rinnovabili, viene totalmente ripagata
attraverso il sistema di incentivi statali, eliminando del tutto o in
gran parte i costi per la fornitura di energia.
Oltre al
fotovoltaico, esistono già e sono tutt’ora oggetto di ricerca, altri
dispositivi e macchine per la produzione di energia da fonti
rinnovabili, come per esempio le pale e le mini-pale eoliche, impianti
che sfruttano la geotermia (ossia la temperatura del terreno o dei
locali interrati), la biomassa (dalle centrali di cogenerazione alle
piccole stufe che funzionano grazie al principio della pirolisi).
Se a tutto
ciò si aggiungono comportamenti più consapevoli da parte degli utenti
(utilizzo di lampade a basso consumo, utilizzo delle macchine e dei
dispositivi solo quando necessari, ecc.), il consumo e la dispersione di
energia sarebbe decisamente inferiore a quello attuale, con evidente
diminuzione dell’immissione di gas nell’ambiente
(mar. 2012).
Stella De Paola |
