Passivhaus. La casa passiva

Consumare solo un decimo dell’energia rispetto ad un edificio esistente tradizionale e al tempo stesso migliorare anche il comfort? Come può funzionare tutto ciò? Le Case Passive, o Passivhaus secondo il termine originale di lingua tedesca, sono edifici che hanno un fabbisogno annuale di riscaldamento talmente ridotto da permettere di rinunciare ad un sistema di riscaldamento tradizionale. La casa è detta passiva perché la somma degli apporti passivi di calore dell’irraggiamento solare trasmessi dalle finestre e il calore generato internamente all’edificio da elettrodomestici e dagli occupanti stessi sono quasi sufficienti a compensare le perdite dell’involucro durante la stagione fredda.

Nate in Svezia, le case passive sono diffuse principalmente in Germania, Austria  e Olanda  e altri paesi nord-europei. Il concetto di casa passiva è nato nel maggio del 1988 dalla collaborazione tra Bo Adamson della svedese Lund University ed il tedesco Wolfgang Feist. La prima casa conforme a quello che in seguito è diventato lo standard “Passivhaus” fu costruita dal Wolfgang Feist nel 1991 a Darmstradt in Germania. Nel 2009 nel mondo sono state realizzate ben 16.500 case passive, di cui 12.500 solo in Germania. Anche in Italia sono ormai tante le esperienze su tutta l’area nazionale: il primo edificio costruito con i criteri della casa passiva si trova a Malles in Val Venosta e risale al 2000. 

Ancora oggi però il termine Casa Passiva può significare cose diverse per persone diverse e quindi risulta utile spendere qualche parola per chiarire tale concetto.
Per Sistema Passivo si intende un sistema che fornisce un determinato servizio utilizzando solo i flussi di energia rinnovabile che circondano un edificio, senza impiegare macchinari ausiliari. Negli edifici i servizi richiesti sono di solito il riscaldamento, il raffrescamento, l’illuminazione e la ventilazione degli spazi chiusi. L’espressione Progettazione Passiva viene recentemente utilizzata per indicare una progettazione che abbina l’utilizzo dei Sistemi Passivi con alcuni componenti attivi, quali ad esempio i ventilatori e le pompe. L’utilizzo dei componenti attivi permette di sfruttare meglio e ottimizzare i flussi energetici naturali. L’input di energia impiegata (tipicamente energia elettrica) dai componenti attivi risulta comunque molto minore dell’output di energia termica fornito dal Sistema Passivo. Il principio alla base della Progettazione Passiva è quello di controllare e modulare l’ingresso della luce diurna, il passaggio di calore ed il flusso di aria all’interno dell’edificio. Le tecniche di Progettazione Passiva prevedono per esempio un corretto orientamento dell’edificio, un utilizzo appropriato di finestre e di ombreggiamento, l’utilizzo appropriato di isolamento e massa termica.

Nelle prime realizzazioni degli anni ’90, per essere definito tale un edificio doveva consumare non più dell’energia equivalente di 1,5 litri di gasolio per metro quadro per il solo riscaldamento. Con gli anni, tale definizione è stata ampliata, comprendendo requisiti anche relativi al comfort estivo ed al consumo di energia primaria complessiva per il funzionamento dell’edificio, elettrodomestici e illuminazione inclusi.

Oggi, il PHI – Passiv Haus Istitute di Darmstadt diretto da Wolfgang Feist (www.passivehouse.com/) accredita, per ciascuno degli stati europei, un ente certificatore con il compito di verificare tali requisiti e di rilasciare la certificazione “Casa Passiva”. Per l’Italia tale ente è il Technisches Bauphisk Zentrum di Bolzano (www.tbz.bz/).
Una casa passiva è definita dai parametri di comfort energetico per unità di superficie netta riscaldata:
– l’indice energetico di riscaldamento < 15 kWh/m²
– l’indice energetico di raffrescamento < 15 kWh/m²
– l’indice energetico primario < 120 kWh/m²

La metodologia di certificazione è molto rigorosa e prevede controlli sia in fase di progettazione attraverso specifici software di calcolo, che in fase di costruzione: requisito fondamentale è la verifica dell’ermeticità dell’involucro e soltanto se tutte le verifiche hanno esito positivo, al termine viene rilasciato un certificato ed una targa da applicare sull’edificio.

La diffusione di questa nuova progettualità è stata accompagnata e supportata dall’utilizzo di strumenti progettuali per la verifica dei risultati attesi e una semplificazione dei passaggi obbligati verso una nuova qualità costruttiva. Il PHPP (Passivhaus Projektierung Paket), ideato e sviluppato dal gruppo di tecnici del Passivhaus Istitute, è uno strumento fondamentale per i tecnici e i professionisti per affrontare la complessità di un edificio passivo di cui è necessario verificare le prestazioni energetiche dell’involucro termodinamico e degli impianti già in fase progettuale.

Le tecnologie utilizzate nella realizzazione di una casa passiva seguono una serie di principi, piuttosto che regole di progettazione ferree, tra cui:
– Uso della natura.
Con il sistema solare passivo si riducono le superfici dell’edificio, posizionando le finestre in direzione dell’equatore (verso Sud in Europa) per ottimizzare il guadagno solare.
– Coibentazione.
Strati di coibentazione spessi permettono di ridurre al minimo le perdite di calore attraverso i muri, i soffitti e i pavimenti. Particolare attenzione viene data all’eliminazione dei cosiddetti “ponti termici”, cioè piccole zone che consentono la dispersione del calore.
– Finestre ad alta tecnologia.
Nelle case passive si usano i tripli vetri, dotati di speciali rivestimenti e riempiti di gas come l’argo o il cripto. In media, le finestre rivolte verso Sud in una casa passiva realizzata in Europa centrale raccolgono più calore di quanto ne perdono, anche in pieno inverno.
– Aria fresca.
Si usano sistemi di ventilazione meccanica e di recupero del calore per mantenere costante la qualità dell’aria e recuperare una quantità di calore tale da poter fare a meno di un sistema di riscaldamento tradizionale. Si possono anche usare condutture sotterranee in grado di scambiare il calore dalla terra all’aria o viceversa, al fine di riscaldare o raffreddare l’aria in entrata nel sistema di ventilazione. In tal modo è inoltre garantito un ricambio continuo dell’aria.
– Ermeticità.
Si garantisce che ogni raccordo utilizzato in fase di costruzione sia totalmente ermetico riduce al minimo il quantitativo di aria calda o fredda che può passare attraverso la struttura, consentendo al sistema di ventilazione meccanica di recuperare il calore prima di espellere l’aria dalla casa.

Lo standard Passivhaus è nato per rispondere alle esigenze connesse al clima relativamente freddo dell’Europa Centrale, ma attualmente alcuni requisiti espliciti o impliciti possono essere resi meno stringenti nei climi dei Paesi Mediterranei, per renderlo più pertinente ai climi caldi. In questa ottica si inserisce il percorso di ricerca svolto negli ultimi anni dal Politecnico di Milano che ha sviluppato modelli di Passivhaus ottimizzati per diversi climi italiani.

Esistono già diversi esempi di case passive realizzate a costi di costruzione paragonabili a nuove costruzioni più tradizionali. In media, i costi di realizzazione totali non dovrebbero aumentare più del 5-8% , aumento dovuto soprattutto ai componenti specifici per le case passive i cui prezzi sono ancora, naturalmente, superiori a componenti con prestazioni inferiori. I costi sono però recuperabili entro breve tempo (in media meno di 10 anni) per il minor consumo dell’edificio.

Articolo di Andrea Cantini e Massimiliano Bertoni

Per approfondimenti:
G.Colombo, Lo stato dell’arte nella progettazione degli edifici passivi, Alinea Editrice, 2006
W.Pokorny, T.Zelger, K.Torghele, Details For Passive Houses, Springer, 2009
http://www.cepheus.de/
http://www.passivhausprojekte.de/
http://www.passivhaustagung.de/

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