La casa passiva

La casa passiva: verso un futuro più sostenibile

Dal termine tedesco “passivhaus”, la casa passiva costituisce l’attuale modello abitativo più sostenibile nello scenario progettuale. Le sue origini risalgono agli anni ’80 - ’90 del 900, quando due studiosi e fisici nord europei avviarono alcuni studi con l’obiettivo di individuare gli standard costruttivi finalizzati alla creazione di edifici dal basso impatto ambientale. Il risultato permise di raggiungere ottime prestazioni per il risparmio energetico ma costi di fabbricazione piuttosto elevati che non resero la proposta applicabile da parte di un largo bacino di utenza. Tuttavia, poiché si trattava di una tipologia che garantiva molti vantaggi in termini energetici e di confort, vennero proseguiti gli studi e il modello si sviluppò fino ai giorni nostri come esempio eccellente di edilizia sostenibile. Nonostante costituisca una proposta innovativa nel campo edile, la casa passiva sfrutta tecnologie già conosciute e la sua vera novità consiste nel particolare accostamento di tali soluzioni. Infatti, vengono utilizzati materiali costruttivi ecologici, vengono sfruttati l’orientamento e l’esposizione solare e vengono predilette la conformazione fisica compatta e le aperture molto ampie. Infatti, grazie al corretto isolamento termico, al contenimento dei consumi energetici ed allo sfruttamento dei dispositivi passivi, questo tipo di edificio necessita di poca energia ausiliaria per il suo riscaldamento. Ne consegue che non sono necessari gli impianti tradizionali impiegati nelle abitazioni come le caldaie e i boiler che comportano l’utilizzo di molta energia.

Costruite con una vasta gamma di materiali (legno, cls, mattone), le case passive possono essere considerate quasi autosufficienti e garanti di elevati standard qualitativi. Inizialmente la loro diffusione ha riguardato i territori dell’Europa Settentrionale (Germania, Svezia, Svizzera, Francia) e solo in un secondo momento ha acceso anche l’interesse dei progettisti dei paesi dell’area mediterranea. Tuttavia, è importante specificare come non sia possibile applicare indistintamente il modello in aree geografiche aventi caratteristiche climatiche differenti, ma occorre plasmare le scelte progettuali sulle specificità del luogo. Per questo motivo, in Italia è crescente l’interesse verso questo tipo di costruzione ma sono in atto gli studi necessari all’applicazione del modello nei climi temperati. Con il trascorrere del tempo, tali schemi edilizi si dimostreranno indispensabili alla salvaguardia dell’ambiente e delle generazioni future. Per comprendere l’importanza della sostenibilità applicata in edilizia, occorre essere consapevoli di come sia distruttivo l’utilizzo delle fonti di energia non rinnovabile sul lungo periodo. Inoltre, per quanto riguarda lo scenario italiano, il boom economico degli anni ’50 e ’60 del XX Secolo, ha causato un’edificazione incontrollata ed improntata sull’alto guadagno a scapito della qualità in termini energetici e di comfort. Per questo motivo, oggi è bene porre rimedio a tale situazione ed adottare, in sede progettuale, alcune misure considerate indispensabili: l’ottimizzazione delle risorse, lo sfruttamento delle fonti rinnovabili, il contenimento dei consumi energetici e l’adozione dei sistemi passivi come unica soluzione per il riscaldamento. Tali scelte vengono impiegate nella passivhaus che oltre ad avere un minimo impatto ecologico sull’ecosistema, assicura un elevato comfort abitativo a costi gestionali ridotti.

Caratteristiche

Una volta chiarito il concetto di casa passiva occorre illustrare le scelte tecnologiche che la contraddistinguono e la rendono modello ottimale per l’architettura sostenibile. Come anticipato, lo schema tipologico combina insieme soluzioni progettuali ragionate, ponendo un particolare occhio di riguardo per il rispetto dell’ambiente e la sua salvaguardia.

CONFORMAZIONE FISICA ED ORIENTAMENTO

Il primo aspetto da considerare riguarda la forma dell’edificio: è preferibile un volume compatto ad elementi discontinui ed irregolari. Infatti, la presenza di corpi aggettanti e sovrapposti causa la formazione di dannosi ponti termici, origine di ingenti dispersioni termiche. È dimostrato come invece, strutture dalle linee regolari e lineari siano in grado di ottimizzare il fabbisogno energetico dell’intero sistema, trattenendo meglio e più a lungo il calore incidente in facciata. Anche la posizione dell’edificio risulta essere molto importante se si considerano le peculiarità del luogo in cui andrà ad inserirsi. Occorre infatti considerare alcuni fenomeni climatici e locali che andranno a condizionare necessariamente la buona riuscita progettuale. Al fine di scegliere l’orientamento ottimale per un fabbricato, occorre calcolarne la posizione in relazione agli assi cardinali, all’ombreggiamento derivante dagli edifici preesistenti, alla presenza di correnti ventose e fonti di rumore.



Per quanto riguarda il primo aspetto, oggi si predilige l’asse est-ovest con l’obiettivo di sfruttare al massimo le ore di soleggiamento sul fronte sud durante l’inverno. Infatti, com’è risaputo, la radiazione solare varia a seconda della stagione dell’anno e per questo è bene optare per soluzioni migliorative rispetto al periodo meno favorevole. Inoltre, le condizioni di soleggiamento variano molto a seconda del luogo in cui ci si trova: in paesi più freddi è preferibile sfruttare al massimo l’irraggiamento solare, mentre in luoghi secchi e aridi occorre massimizzare le correnti d’aria fresca. Tali misure vengono adoperate al fine di migliorare il comfort termico degli ambienti interni sfruttando le caratteristiche climatiche locali. Anche l’ombreggiamento rappresenta un elemento da tenere in considerazione poiché è bene considerare come la quantità e la qualità dei raggi solari che colpiscono la facciata varino in rapporto alla presenza di edifici o elementi schermanti, nelle immediate vicinanze dell’edificio in questione. In caso contrario, tale fenomeno può rivelarsi indispensabile nei territori particolarmente aridi e afosi. Al fine di mitigare il clima troppo caldo, intervengono anche le correnti di ventilazione, molto utili per gli edifici con orientamento est-ovest. In questo caso, i venti caldi provenienti da sud andranno a bilanciare quelli freddi presenti sul fronte nord.
FUNZIONALIZZAZIONE INTERNA

Con l’obiettivo di massimizzare l’orientamento solare, la scelta della destinazione d’uso di ogni singolo ambiente interno dev’essere intrapresa tenendo in considerazione l’andamento solare. Premesso che nel caso di edifici residenziali è preferibile l’orientamento est-ovest, è bene destinare alla zona giorno (soggiorno/cucina/studio) gli ambienti con affaccio a sud e collocare la zona notte e gli ambienti accessori (bagni/ripostigli) sul fronte nord. Infatti, il lato a sud è considerato ottimale poiché durante le stagioni fredde vi incide una maggiore quantità di raggi solari godendo così di più calore, mentre in estate il sole più alto colpisce in maniera più indiretta gli ambienti senza surriscaldarli. Qualora l’appartamento goda di un affaccio ad est sarà consigliato collocarvi le camere da letto che così godranno del primo caldo del mattino e non diventeranno eccessivamente caldi in estate poiché in ombra di pomeriggio. Gli ambienti sul lato ad ovest invece, ricevendo i raggi solari durante tutto il pomeriggio, in estate necessitano di elementi schermanti per alleviare l’eccessivo riscaldamento.ISOLAMENTO TERMICO

Negli edifici di nuova generazione, progettati secondo gli standard della passivhaus, i muri perimetrali e i solai vengono dotati di uno strato di materiale isolante molto spesso (30 cm), solitamente posizionato all’interno della sezione più esterna della parete. Tale particolare coibentazione riguarda anche la copertura della casa, poiché costituisce parte integrante dell’edificio a diretto contatto con gli agenti atmosferici esterni. Qualora si vogliano migliorare le prestazioni dell’involucro di un edificio preesistente, occorrerà intervenire con l’inserimento di un cappotto che può essere esterno o interno. La prima tipologia di solito viene impiegata nelle case indipendenti, mentre si sceglie la seconda, in caso di intervento sulle singole unità appartenenti ad edifici di dimensioni maggiori (condomini urbani). In questo modo, i muri perimetrali assicurano una bassa trasmittanza ed un elevato isolamento termico, cosicché in inverno viene trattenuto il calore necessario al riscaldamento dell’ambiente e in estate lo stesso viene bloccato all’esterno. Grazie a tale accorgimento è possibile godere di un ottimale comfort abitativo durante tutte le stagioni dell’anno.

SISTEMA DI RISCALDAMENTO PASSIVO

L’adeguato isolamento termico che caratterizza la casa passiva permette che la stessa non necessiti dei tradizionali sistemi di riscaldamento. A garantire temperature equilibrate, in parte contribuiscono fonti di calore troppo spesso sottovalutate: elettrodomestici, apparecchi luminosi, fornelli in cucina, occupanti della casa. Inoltre, vengono sfruttate soluzioni sostenibili come i pannelli solari e la pompa di calore; i primi producono energia termica sfruttando i raggi solari incidenti, la seconda invece, concorre alla medesima funzione utilizzando risorse come l’aria, l’acqua o il terreno. Si tratta di metodi alternativi ai sistemi utilizzati in passato che prevedevano un grosso dispendio di fonti non rinnovabili e una produzione consistente di inquinamento nocivo per le sorti del pianeta.

INFISSI PERFORMANTI

Costituiscono da sempre l’elemento di raccordo tra interno ed esterno dell’edificio e per questo motivo, spesso nelle abitazioni tradizionali possono rappresentare un pericolo per spifferi e dispersioni di calore. Al fine di evitare questo tipo di inconveniente, la casa passiva impiega solo i vetri tripli, che, poiché estremamente isolanti, garantiscono tenuta all’aria, all’acqua e al freddo. Inoltre, sono preferibili poche aperture di grandi dimensioni che permettono a più raggi solari di filtrare negli ambienti interni, dotandoli così di una maggiore quantità di calore e di illuminazione. Tale beneficio viene mantenuto all’interno dell’edificio, proprio grazie all’elevata capacità dei tripli vetri di isolare termicamente. È preferibile quindi scegliere serramenti con telai mediamente performanti ma coibentati al massimo, fino a bordo vetro, così da ottenere alte performance garantite attraverso un calcolo preventivo.

VENTILAZIONE CONTROLLATA

Al fine di assicurare opportune condizioni igienico – sanitarie all’interno degli spazi abitativi, è risaputo come sia necessario un adeguato ricambio dell’aria interna. Tuttavia, soprattutto durante la stagione invernale, l’apertura delle finestre può provocare un’eccessiva dispersione di calore. Per far fronte a tale problema, il modello della passivhaus propone l’inserimento di un sistema di controllo della ventilazione. Tale sistema consiste in un’apparecchiatura predisposta a monitorare lo scambio del calore e può funzionare sia per il raffrescamento che per il riscaldamento. Infatti, tale impianto permette all’aria fredda in entrata di trattenere il calore del flusso in uscita proveniente dagli ambienti di servizio (bagni e cucina). In questo modo si innesca un meccanismo di scambio dell’aria tra ambienti eccessivamente riscaldati ed ambienti più freddi (magari posizionati sul fronte nord dell’edificio), così da assicurare un comfort ottimale e più equilibrato tra le varie stanze.

È possibile quindi notare come tutti i fenomeni analizzati contribuiscano a rendere più o meno performante una casa passiva: l’isolamento termico dei muri perimetrali e la ventilazione controllata incidono ciascuno con un 30%, la tipologia di finestra e la presenza o meno di ponti termici contribuiscono sul totale con un 15% e infine l’orientamento e la presenza di apparecchi elettrici con un 15% ciascuno. Tali standard appartengono al modello della passivhaus che è stato introdotto e sperimentato in territori appartenenti all’Europa settentrionale, caratterizzati da climi rigidi e temperature basse. Al fine di poter applicare il medesimo schema nell’area del Mediterraneo, che si distingue per il suo clima mite in inverno e caldo in estate, occorre assumere la consapevolezza che gli standard devono plasmarsi sulle particolarità del luogo. Se nel primo caso la necessità primaria è quella di riscaldare gli ambienti interni degli edifici, in Europa meridionale l’esigenza è opposta, poiché c’è maggior bisogno di raffrescare gli spazi durante la stagione estiva.

Per ovviare a tale situazione, è stato condotto uno studio sulle specificità territoriali che permette di applicare il modello prestando attenzione all’aspetto del raffrescamento. Infatti, se i dettami del modello passivhaus, concepiti per i climi più rigidi possono trovare applicazione anche in aree più temperate, è anche vero che in tali territori occorre predisporre anche adeguati sistemi di oscuramento dai raggi solari (indispensabili nelle ore diurne) e impianti di raffrescamento a basso consumo. Si tratta di misure estremamente importanti soprattutto se applicate in contesti altamente urbanizzati, dove le isole di calore e la cementificazione contribuiscono notevolmente al surriscaldamento ambientale.