Contenimento del Fabbisogno Energetico

Contenimento del Fabbisogno Energetico

Il tema della sostenibilità ambientale, è entrato in maniera forte e integrante nell’ambito edilizio.  La sostenibilità ambientale nel settore edilizio comprende due aspetti, quello dei rapporti tra l’edificio e l’ambiente circostante e quello dei rapporti tra l’edificio e i suoi abitanti.  Gran parte dei problemi ambientali globali, e soprattutto la lotta contro il cambiamento climatico, implicano una corretta gestione dell’energia, soprattutto a livello locale, attraverso azioni concrete che promuovano l’efficienza energetica degli edifici, l’uso razionale dell’energia e lo sfruttamento delle fonti rinnovabili.

Secondo le ultime stime dell'Enea, il settore residenziale è responsabile da solo di almeno il 32% dei nostri consumi energetici nazionali di conseguenza incidere su questa componente potrebbe portare a forti risparmi già nel breve periodo.

Le soluzioni per abbassare i consumi domestici si sono moltiplicate negli ultimi anni, dai pannelli fotovoltaici, a sistemi di solare termico e a canalizzazioni interrate per sfruttare la temperatura del sottosuolo che rimane costante a 14 gradi, assicurando un' importante parte termica gratuita sia d'estate che d' inverno.

Per gli esperti di edilizia comunque, la principale fonte di energia pulita è l'isolamento.

Una progettazione eco-compatibile deve seguire i seguenti assiomi fondamentali:

- Edifici di piccole dimensioni.

- Uso di materiali riciclabili e rinnovabili.
- Uso di materiali a basso contenuto energetico.
- Uso di legname proveniente da colture locali.
- Impiego di sistemi di riciclo dell'acqua.
- Bassa manutenzione.

- Riciclaggio degli edifici.
- Riduzione dell'uso di sostanze che hanno effetto sul ciclo dell'ozono.
- Salvaguardia dell'ambiente naturale.
- Efficienza energetica.

Isolamento Termico delle Pareti e del Tetto

Temperature differenti in loco portano ad un’oscillazione del calore nella direzione del gradiente della temperatura; a seconda che le temperature siano costanti o incostanti nel tempo, si originano correnti di calore stazionarie o variabili.
Il passaggio di calore può avvenire in modi differenti: per conduzione nei solidi, per convezione nei liquidi e nei gas, e per irraggiamento in quelle permeabili alle radiazioni.

Correnti di calore stazionarie: Attraverso la parte di edificio che divide un locale a temperatura più alta rispetto all’ambiente circostante, passa una corrente di calore Φ in direzione del gradiente di temperatura che è vincolata alla grandezza, allo spessore e al materiale della parte in causa, allo stato della sua superficie, e al movimento e alla temperatura dell’aria da ambo i lati di questa parte dell’edificio.

Rappresentazione schematica della corrente termica

Per ottenere un buon isolamento termico è necessario inserire un materiale di protezione termica, delle cui caratteristiche si deve tener conto al momento della progettazione: le informazioni inerenti al materiale, le definizioni, le caratteristiche e i modi d’utilizzo dei differenti materiali di protezione termica sono contenuti nelle norme dei rispettivi materiali.

Capacità di conduzione termica: la capacità di conduzione termica dei materiali di protezione deve, dove possibile, essere bassa; ovviamente dipende da: - capacità di conduzione del materiale di base; - modello, grandezza e disposizione dei pori; - pressione e tipo del contenuto gassoso dei pori; - struttura delle parti componenti fisse (fibrosa, porosa); - densità grezza. 
La capacità di conduzione termica dei materiali di protezione varia tra 0,020 W/(m ∙ K) e 0,06 W/(m ∙ K). 
La maggior parte dei materiali edili aumenta la propria capacità di conduzione termica con l’aumentare della densità; ciò però non vale per materiali di protezione molto leggeri.

Da lungo tempo si utilizzano per la protezione termica anche materiali porosi sintetici, le cui cellule non contengono aria ma gas ad alta concentrazione molecolare; la capacità di conduzione termica di questi gas è nettamente inferiore a quella dell’aria. 
Di conseguenza, la capacità di conduzione termica di tali materiali sintetici è inferiore a quella degli stessi prodotti che hanno i pori riempiti d’aria.

Soluzioni tecniche per il risparmio energetico

In quest'ottica, occorre favorire l'utilizzo di sistemi solari passivi negli edifici, secondo un meccanismo di flussi di tipo naturale (irraggiamento, conduzione, convezione naturale, ventilazione e ricambi d'aria, illuminazione naturale ecc.).

Il sistema passivo è tutt'uno con l'edificio, e in molti casi, è l'edificio stesso che prende appunto il nome di “Passivhaus” che tende a garantire una condizione di comfort minimizzando l’utilizzo dell’impiantistica.

I vantaggi di una casa passiva sono:

a. Drastica riduzione dei consumi energetici. La poca elettricità necessaria può essere autoprodotta con pannelli fotovoltaici, che diventano parti integrate nell’edificio.

b. Confort abitativo. Una Passivhaus è iperisolata, sia per non utilizzare energia per il riscaldamento invernale o il raffrescamento estivo, che per offrire il massimo confort acustico e ideali condizioni ambientali interne.

Alla luce delle considerazioni fatte, si è cercato di analizzare le possibili soluzioni tecniche per il mantenimento del confort abitativo negli edifici, e valutare le alternative applicazioni per la produzione di energia, con lo scopo di ottenere anche attraverso le coperture un considerevole risparmio energetico nell’ edificio.

Le soluzioni di seguito elencate sono quelle che maggiormente contribuiscono alla risoluzione di questo problema:

1.Copertura ventilata:

La copertura ventilata consente lo smaltimento  dell’umidità proveniente dall’interno, l’espulsione di piccole quantità d’acqua che possono a volte formarsi e permette di smaltire calore in estate, quando nella zona di ventilazione si raggiungono temperature elevate a causa delle radiazioni solari e di trattenerlo in inverno favorendo il contenimento dei consumi energetici in quanto la lama d’aria stagnante che si viene a creare nella copertura possiede caratteristiche di coibentazione termica.

L’ efficacia del tetto ventilato dipende dalla velocità della corrente d’aria all’interno dello spazio cavo: la corrente d’aria infatti si muove in parte per le differenze di pressione originate dal vento nelle aperture di entrata e uscita, in parte per l’impulso termico dell’aria nell’incavo, quando questa viene riscaldata dall’interno all’esterno.

 Viene invece rallentata nello spazio cavo di ventilazione dalle resistenze d’attrito dell’aria sulle superfici limitate e dalle strettoie orizzontali delle aperture di uscita e ingresso presso la gronda e la linea di colmo.

Se l’aria all’interno dello spazio cavo di ventilazione del tetto è più calda di quella esterna, dalla differenza di densità tra aria calda interna ed aria fredda esterna si verifica una spinta ascensionale e quindi una corrente d’aria nel cavo di ventilazione.
Più il tetto ventilato è inclinato, più la spinta termica ascensionale sarà pronunciata.

2. Produzione di energia con pannelli fotovoltaici:

Lo sfruttamento diretto dell'energia solare è la più naturale tra le scelte connesse alla ricerca di forme di energia rinnovabili e sostenibili.
Essa può essere utilizzata direttamente per fornire calore e luce agli edifici, può essere trasformata in calore, utilizzando dei collettori, può essere convertita in elettricità grazie alla tecnologia fotovoltaica.
Naturalmente la resa energetica da parte dei dispositivi è anche in funzione di fattori quali : fattori geografici e metereologici, orientamento ed inclinazione della superficie dei moduli.  

La conversione energetica avviene in un dispositivo (cella fotovoltaica) costituito da un materiale semiconduttore, opportunamente trattato, all’interno del quale si crea un campo elettrico, che orienta le cariche elettriche generate dalla interazione della radiazione solare (fotoni) con la struttura elettronica del materiale semiconduttore, dando origine ad un flusso di corrente elettrica.

3. Tetto giardino
Come terza soluzione si è analizzata quella del tetto-giardino, meno diffusa delle prime due ma ugualmente efficace per il suo effetto termicamente equilibrante, in quanto trattiene nello strato di terra parte dell’acqua piovana che, evaporando lentamente impedisce l’eccessivo riscaldamento della copertura e contemporaneamente impedisce la fuoriuscita del calore del fabbricato nei mesi invernali. 

Gli elementi che costituiscono un giardino pensile o tetto giardino sono: manto verde (prato, arbusti, vegetazione intensiva o estensiva); strato di terriccio; strato di separazione e di ancoraggio delle radici costituito da un filtro geotessile realizzato con fibre di poliestere e polipropilene; strato di immagazzinamento dell'acqua, costituito da "casseri" in plastica con la funzione di stoccare l'acqua per renderla disponibile in caso di siccità al manto verde; filtro separatore o impermeabilizzazione.

Delle possibili soluzioni che sono state analizzate, la prima, la copertura ventilata, è quella maggiormente diffusa ed è possibile applicarla anche combinata alla seconda o alla terza soluzione amplificando i vantaggi per l’edificio stesso.

Regole del risparmio energetico

L’allarmismo sulla salute del pianete e sull’esaurimento delle fonti energetiche non rinnovabili rende indispensabile un comportamento finalizzato al risparmio energetico da parte di tutti noi cominciando dall’ambiente domestico.

Seguendo alcune semplici regole si può ottenere un notevole risparmio di energia e di denaro.

1. Il riscaldamento.

Per quanto possibile mantenere la temperatura all’interno della casa tra i 18 ed i 19°. È opportuno non coprire mai i termosifoni. Chiudere le porte e le finestre, evitare gli spifferi d’aria. Cambiare aria quando il riscaldamento è spento.
 In caso di riscaldamento autonomo, spegnere il riscaldamento quando non si è all’interno dell’abitazione. Controllare annualmente la caldaia, questi controlli garantiscono la sicurezza e l’efficienza della propria caldaia.

2. Gas in cucina.

Collocare sempre i tegami nella piastra dalle giuste dimensioni. Utilizzare i coperchi, spegnere il gas un’ po’ prima della fine della cottura. 
Si consiglia di utilizzare, se possibile, pentole a pressione.

3. Occhio all’acqua calda.

La doccia consente di risparmiare notevolmente rispetto al bagno in vasca. Meglio non starci più del tempo necessario. 
L’installazione di un impianto solare termico a pannelli solari è un’eccezionale soluzione che consente di risparmiare energia. Lo scaldabagno o il boiler andrebbero accesi solo poco prima di usare acqua, mantenendo così una temperatura intorno ai 60°.

4. Illuminazione.

Spegnere sempre la luce quando non necessario. Inserire lampadine e lampade a basso consumo energetico.

5. Frigorifero

Mantenere il frigorifero ad una temperatura mai inferiore ai 3 gradi. 
Per evitare sprechi e consumi più elevati, evitare di riempirlo eccessivamente, inserire cibi ancora caldi, di aprirlo inutilmente. Pulire spesso il frigorifero, le serpentine e sbrinarlo.

6. Lavatrice.

Utilizzarla solo a pieno carico. 
Non effettuare lavaggi a temperature maggiori ai 60°. Pulire il filtro.

7. Lavastoviglie.

Riempire sempre completamente la lavastoviglie prima di attivarla.
Spegnerla prima dell’asciugatura. Lavare a basse temperature e pulire frequentemente il filtro.

8. Forno.

Utilizzare temperature adeguate, evitare la funzione grill, aprire il meno possibile durante la cottura, spegnerlo prima della fine della cottura.

9. Microonde.

Il forno a microonde consuma più o meno la metà di un forno tradizionale si riscalda prima e non necessita di manutenzione.

10. Stand-by.

Le luci di stand-by di tutti gli elettrodomestici, consumano notevolmente. 
Considerando il numero elevato di apparecchiature che ne fanno uso in una qualsiasi abitazione, spegnerle, consente un risparmio energetico e di costi davvero rilevante.