Riqualificazione energetica, il caso di una villa a Padova | Geometra.info

Riqualificazione energetica, il caso di una villa a Padova

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Di fronte alla contraddizione tra le sempre maggiori richieste di energia per la gestione dei sistemi di comfort delle abitazioni e la necessità della loro riqualificazione energetica per il risparmio della stessa, una delle soluzioni che vengono adottate con sempre maggiore diffusione è l’elevato contenuto tecnologico del sistema degli impianti. Il caso di questa villa bifamiliare, risalente ai primi anni del ‘900, ne è un esempio.

Ci troviamo a Padova, nella zona immediatamente esterna al centro storico. La richiesta della committenza alle progettiste (Lucia Corti ed Elena Rigano, titolari del Laboratorio di Architettura ecologica) riguardava appunto la riorganizzazione funzionale degli spazi interni, adattandola alle esigenze contemporanee, e la sua riqualificazione energetica. Le architette, esperte Casaclima, sempre utilizzando materiali ecosostenibili, come è nella loro filosofia di lavoro, hanno così messo in atto una serie di soluzioni puntando alla certificazione Casaclima in Classe A. L’iter si è però trasformato nel corso dei lavori nella Certificazione Casaclima R, il nuovo protocollo elaborato dall’Agenzia e studiato per gli edifici storici esistenti, adottato nel corso del 2013. Questo progetto è diventato quindi uno dei quindici progetti pilota presi in esame dall’Agenzia per l’elaborazione del protocollo, tre di questi sono stati seguiti dal laboratorio di Architettura ecologica.

Il volume della casa è assimilabile a un cubo: sviluppato su tre piani fuori terra (oltre al piano cantine seminterrato, due residenziali e soffitte), dal perimetro regolare ma con due aggetti sui fianchi, dalle dimensioni in pianta di 12 m per 13 m, con una superficie coperta di circa 170 mq, nella condizione originaria ospitava un alloggio per piano, serviti da un vano scale centrale, oltre ad alcuni vani di servizio nel piano sottotetto (accessibile, per quanto riguardava l’alloggio del secondo piano, direttamente da una scala interna).

Dal punto di vista distributivo, il progetto ha mantenuto la suddivisione originaria delle due unità residenziali, pur modificandone la distribuzione. Un alloggio occupa ora il piano rialzato e metà del primo; il secondo occupa l’altra metà di quest’ultimo, da cui vi si accede, e si completa nel piano secondo (ex soffitte).

Dal punto di vista energetico e tecnologico i lavori sono stati invece molto più elaborati. L’edificio è stato interamente isolato con un cappotto esterno in pannelli di fibra di legno, dallo spessore medio di 10 cm (da sottolineare come la scarsa qualità del dettaglio decorativo esterno abbia agevolato molto questa procedura), così come il manto di copertura è stato completamente rifatto, previo inserimento di un pacchetto isolante da 22 cm (sempre in pannelli in fibra di legno, in due strati da 10 cm ed un terzo da 2 cm, quest’ultimo ad alta densità). La sua struttura, previa verifica strutturale, è stata invece mantenuta grazie al suo ottimo stato di conservazione. Per ovviare ai problemi di risalita dell’umidità dal piano cantina (che in occasione di temporali venivano anche allagati con una certa frequenza) è stata posta in opera una vasca isolante in calcestruzzo armato, adeguatamente isolata; parallelamente a questa sono state consolidate le murature di fondazione, che sulla base della indicazioni del progetto strutturale ha comportato alcune demolizioni localizzate per permettere la posa delle armature dei nuovi plinti e pilastri. L’isolamento del piano seminterrato, mantenuto freddo, corre sul suo soffitto, eccetto in corrispondenza del vano scale (caldo) dove sono stati quindi rifatti gli strati di fondazione.

Infine, la sostituzione di tutti gli infissi (alcuni originali degli anni ’20, altri agli anni’70) ha permesso di migliorare l’efficienza energetica ed acustica del sistema aperture (la villa si trova lungo una direttrice moto trafficata della città).

L’apporto più rilevante alla ristrutturazione della villa sicuramente è stato ottenuto grazie all’approvvigionamento di energia rinnovabile mediante sonde geotermiche, e nella sua dotazione impiantistica, che vista la sua complessità viene gestita grazie alla domotica. La ristrutturazione dell’edifico e la sua conseguente riqualificazione energetica hanno spinto le progettiste a proporre al cliente un impianto di climatizzazione costituito da pannelli radianti sottointonaco alimentati da un generatore geotermico a bassa entalpia e da un sistema di ventilazione meccanica con ricambio totale dell’aria ambiente e controllo dell’umidità. Per motivazioni tecniche ed economiche il generatore di calore è unico per le due unità abitative, anche se comunque la gestione amministrativa degli impianti è separata: per ripartire i consumi in base al loro reale utilizzo, a valle della centrale termica è inserito un sistema di contabilizzazione dell’energia utilizzata per la climatizzazione e per la produzione dell’acqua calda.

Fig.: Il sistema radiante a parete

La pompa di calore a ciclo frigorifero ad alta efficienza è costruita specificatamente per l’uso geotermico e include, oltre alla produzione di acqua calda per il riscaldamento, un circuito separato per il sanitario, permettendo in alcune condizioni di lavoro, come in modalità estiva, di recuperare il calore e riscaldare l’acqua fino a 65°C. L’acqua tecnica per il sanitario viene stoccata in un serbatoio coibentato con una capacità determinata dal tipo di uso. In questo caso la produzione di acqua calda sanitaria è unica ed è ottenuta mediante uno scambiatore istantaneo che preleva al bisogno l’acqua tecnica stoccata nell’accumulo. Questa soluzione, dati i ridotti volumi in gioco, riduce il problema della legionella, eliminando la necessità di eseguire gli stress termici dannosi all’impianto ed economicamente incompatibili con la filosofia di esercizio scelta.

Nel circuito idraulico di riscaldamento è previsto l’inserimento di uno speciale scambiatore chiamato free-cooling il quale, in modalità estiva, permette di scambiare il calore sottratto ai locali direttamente in sonda mantenendo in standby la pompa di calore con un notevole risparmio di energia elettrica.

Fig.: L’impianto geotermico

L’impianto geotermico è realizzato con quattro sonde di tipo verticale, affiancate, che arrivano a cento metri di profondità. Ogni sonda è costituita da due tubi a U in polietilene del diametro di 32 mm. Il loro dimensionamento è stato eseguito tenendo conto di non operare mai con temperature al di sotto dello zero, e questo per tre motivi principali: innanzitutto si è deciso di non utilizzare alcun tipo di antigelo; il secondo è dato dal fatto che lavorando a temperature alte si ottengono coefficienti di prestazione migliori, ottenendo una diminuzione sensibile dei costi di gestione del sistema; il terzo motivo è correlato al sistema free-cooling, dato che maggiore è la superficie di scambio termico con il terreno (questo motiva la presenza di quattro sonde), maggiore sarà l’efficienza in recupero.

All’isolamento termico (ed acustico) contribuiscono anche i nuovi infissi ad alta prestazione (Uw=1,0), che incorporano anche il sistema di oscuramento alla veneziana, posati su telai ad alta prestazione energetica. Posati a filo esterno, si avvantaggiano anche dell’ampliamento delle forature sui fronti esposti all’irraggiamento solare, rendendo i davanzali interni completamente fruibili.

Fig.: Il sistema Vmc

Il controllo del comfort interno passa attraverso l’utilizzo di un sistema di ventilazione meccanica (integrato con un sistema di deumidificazione). Si tratta di una scelta che le progettiste ormai considerano obbligata nelle case di classe energetica elevata e che determina un vantaggio, oltre che dal punto di vista della salubrità dei locali, anche dal punto di vista del recupero energetico. Il sistema utilizza uno scambiatore a flusso incrociato ad alta efficienza che permette di operare solo con l’aria esterna e con poca dispersione di calore. In modalità invernale il calore prodotto dai carichi interni viene recuperato e redistribuito equamente nei locali, mentre in modalità estiva vi è la possibilità di escludere lo scambiatore, evitando di preriscaldare l’aria in ingresso a vantaggio del comfort interno. Un ulteriore vantaggio è dato dal fatto che il sistema tende per sua natura ad equalizzare la temperatura e l’umidità dei locali.

La regolazione di tutto è demandata a un unico controllo che si trova nella pompa di calore; questa scelta evita il problema del difficile interfacciamento di più controlli che porta ad oscillazioni anomale dei valori di temperatura e a ritardi di intervento, a scapito del comfort e dei consumi energetici. Il microprocessore permette di gestire tutte le grandezze in gioco e di impostare gli scenari in fase di messa a punto del sistema, allo scopo di ottenere forzature sul funzionamento di tutti i componenti per migliorarne le prestazioni.

Fig.: Impianti e pavimento

La complessità della gestioni delle variabili in gioco ha portato infine alla scelta del controllo dei parametri attraverso un impianto domotico, attraverso il quale si arriva a gestire in maniera automatica – se desiderato – anche il comando automatico delle aperture. Infatti, per ottimizzare la gestione dei consumi è necessario poter tenere sotto controllo le aperture degli infissi, degli oscuranti e degli schermi in modo da recuperare il calore del sole nel periodo invernale e schermare nel periodo estivo. A questo scopo la domotica integrata con l’impianto di climatizzazione può eseguire operazioni preimpostate agendo sui comandi dei motori delle finestre che in quel momento sono esposte al sole, oppure inibire la climatizzazione di una singola stanza in corrispondenza dell’apertura della finestra così da evitare sprechi e la possibile formazione di condensa sulle pareti quando siamo in fase di raffrescamento. Per ultimo e non meno importante è il controllo dei carichi elettrici: questa programmazione permette di non incorrere in distacchi improvvisi della fornitura elettrica oppure ad extra costi causati dal superamento della soglia massima eseguendo, all’occorrenza, degli intervalli programmati tra le varie richieste di energia elettrica.

Fig.: Un dettaglio del sistema Vmc


L’autore


Julian Adda

Julian Adda, architetto, editore, collabora dal 2003 con il Giornale dell’Architettura ed altre testate on-line. Ha svolto attività didattica presso lo Iuav di Venezia.

Riferimenti Editoriali


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Autore:   •   Editore: Utet Scienze Tecniche   •   Anno:

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