Casa passiva, la casa autosufficiente

Si parla tanto di casa passiva, ma non tutti hanno chiaro il concetto: in sintesi, si tratta di una costruzione insensibile ai cambiamenti climatici esterni che garantisce al suo interno temperature costanti, ottenute solo in minima parte con impianti di climatizzazione

In questo caso, con il termine di casa passiva ci si vuol riferire ad un edificio che “se ne frega” beatamente di quello che succede intorno: cambiamenti meteorologici, avvicendarsi delle stagioni, aumento del prezzo dei combustibili non sono un problema. Potremmo definirla “impassibile”, i due termini hanno origini comuni. Nella lingua italiana, l’aggettivo “passivo” non ha un significato entusiasmante: sta ad indicare chi subisce le azioni altrui, chi è privo di volontà e di iniziativa. Per non parlare del significato in termini contabili, sintomo di un andamento finanziario tutt’altro che rassicurante. In questo caso quindi la casa passiva, passivamente, succhia tutta l’energia che può dal sole e dall’ambiente circostante rendendola fruibile per i suoi bisogni, diventando addirittura autosufficiente in modo ecologico. Non sono pillole di fantascienza: esempi di casa passiva con queste caratteristiche già ce ne sono. Mettiamo da parte gli interventi di ristrutturazione ed analizziamo le modalità costruttive ex-novo: iniziando dal progetto, occorre stabilire l’orientamento della casa e la suddivisione interna. La zona orientata verso sud deve, ad esempio, avere una grande facciata con ampie superfici vetrate e costituire la zona giorno, mentre la zona notte ed altri locali secondari, che non necessitano di radiazioni solari intense, possono adottare anche serramenti di dimensioni più contenute. Le moderne tecniche costruttive vertono su involucri altamente coibentati ed omogenei. Se una parte di struttura ha caratteristiche termiche molto diverse da quelle adiacenti si formano i ponti termici, una via privilegiata per scambi di calore e dissipamento energetico: pertanto pareti, serramenti e copertura devono costituire un tutt’uno come valori di isolamento. Le pareti della casa passiva, siano esse in legno o in laterizio, si realizzano con sandwich di due strati di materiale inframmezzati da un coibentante di spessore calcolato. I serramenti devono avere un taglio termico adeguato alla muratura, tanto come struttura quanto come bassa emissività della vetrocamera. A proposito delle ampie vetrate: non formano comunque effetto serra anche nella stagione calda? Vero, ma l’adozione di doppie vetrocamere si rivela efficace in tutte le stagioni, perché i raggi solari sono più diretti nel periodo invernale, quando occorre il maggior apporto energetico, e più radenti nella stagione estiva. Si possono predisporre sistemi di ombreggiamento passivo per le ore di maggior insolazione. E ancora una volta la natura può essere d’aiuto: la piantumazione di alberi a foglie caduche può fornire un valido ombreggiamento estivo, ma col sopraggiungere dell’inverno le foglie cadono ed i raggi solari, filtrando attraverso i rami spogli, possono contribuire al benessere interno con luce e calore. Tutto questo contribuisce ad aumentare il comfort dell’abitazione, ma il calore tende a salire verso l’alto e l’ampia superficie del tetto, se questo non è correttamente isolato, vanifica gran parte degli sforzi. Il sistema più efficace consiste nel disporre una pannellatura continua sottocoppo, lasciando un’intercapedine tra pannelli e tegole per favorire la circolazione dell’aria: minor dispersione d’inverno ed eliminazione del calore prodotto dall’irraggiamento estivo. Lo sfruttamento dell’energia solare in una casa passiva avviene soprattutto tramite pannelli a circolazione naturale o forzata per la produzione di acqua calda sanitaria e fotovoltaici per la produzione di energia elettrica. Ma la casa passiva non si accontenta, anche il sistema di riscaldamento adottato deve rendere il massimo possibile con il minor consumo. Ecco quindi la preferenza per sistemi di riscaldamento a pavimento, che necessitano di un regime di temperatura inferiore rispetto a quelli tradizionali. Impianti di questo tipo possono funzionare tramite una pompa di calore che riceve un fluido preriscaldato mediante scambio termico con il sottosuolo, grazie al geotermico; la pompa di calore può usufruire di energia elettrica fornita dai pannelli fotovoltaici per assicurare riscaldamento o raffrescamento a seconda delle stagioni. Le salate bollette di luce e gas, con la casa passiva, sono acqua passata.

L’importanza dell’orientamento per la casa passiva

Il lato dell’abitazione rivolto a sud può essere provvisto di ampie superfici vetrate; ne consegue che anche la disposizione delle stanze segue un criterio ragionato, disponendo su questo lato i locali che possono trarre maggior beneficio dall’irraggiamento solare (soggiorno, salotto).

Il legno, un materiale ideale per la casa passiva

Le caratteristiche fisico-meccaniche del legno fanno sì che sia il materiale da costruzione più utilizzato nei Paesi più attenti al benessere abitativo. Dal punto di vista della stabilità, negli Eurocodici il coefficiente di sicurezza sui materiali è più cautelativo nei confronti del calcestruzzo che per i prodotti a base di legno. A differenza di quanto si pensa, la sicurezza in caso di incendio è sorprendente: il collasso delle strutture in legno avviene solo per progressiva riduzione del materiale, non per decadimento delle caratteristiche meccaniche come avviene per metalli e muratura. Inoltre, sono ben note le caratteristiche di isolamento termico ed acustico, la velocità di costruzione, l’antisismicità (più leggero, pertanto meno dissipativo rispetto alla muratura), la durata nel tempo. Stile21

Classe energetica di una casa passiva

La tabella evidenzia la classificazione energetica degli edifici in base al consumo: si parte dalla classe G, che ha un consumo di gasolio pari a 16 litri per mq/annuo, caratteristica purtroppo che identifica gran parte degli edifici italiani. Si sale verso valori ottimali fino alla classe A (una rarità, solo 3 litri di gasolio per mq/annuo) che esprime il concetto di “casa 3 litri” di cui tanto si parla. Riducendo ulteriormente i consumi si arriva alla casa passiva, 50% rispetto alla classe migliore.
Purtroppo in Italia gran parte degli immobili appartiene alla classe G, ma dal 1° luglio 2009 l’entrata in vigore della nuova certificazione energetica degli edifici è stato un passo importante per una necessaria inversione di tendenza: il documento si è reso obbligatorio al termine di ogni ristrutturazione ed in caso di vendita dell’immobile, che può avere un valore diverso in base al consumo energetico. Arriveremo a farci le stesse domande che riguardano le automobili: “la tua quanto fa con un litro?”

La casa passiva? Un guscio ben isolato!

Ampie superfici vetrate sul lato sud/ovest sfruttano al meglio l’illuminazione naturale; la casa può avere struttura decrescente verso il lato nord, con finestre più piccole
Casa Libella

Pareti esterne composte da uno strato di coibente speciale spesso 220 mm, rivestito con pannelli Fermacell da 18 mm, ecologici e stabili. Casa Libella

Vista in sezione di una parete esterna, realizzata con un sistema di costruzione completamente ecologico: nel modello Tirol Bio lo spessore delle pareti è 310 mm, il valore di isolamento termico 0,20 W/m3K;il modello Schweiz Bio ha spessore 350 mm, isolamento 0,19 W/m3K.
Rubner-Casaclima

Isolare il tetto

Il calore tende a muoversi verso l’alto ed un terzo dell’energia si disperde attraverso una copertura mal isolata. Se questa, al contrario, è ben protetta, oltre a migliorare il comfort abitativo, si ha una minore richiesta di combustibile che si traduce in una riduzione delle emissioni di biossido di carbonio.
La soluzione è uno strato di lastre isolanti collocato sottocoppo per tutta la copertura, con o senza strato di ventilazione: nel primo caso (1) oltre ad isolare si regola anche l’andamento idroigrometrico, nel secondo (2) viene controllata solo la trasmissione del calore attraverso l’isolante. AIPE

La casa passiva in muratura

Bioclima Zero è una famiglia di blocchi multistrato di argilla espansa. Sono prodotti rendendo solidali un blocco interno in calcestruzzo di argilla espansa Leca, un pannello isolante in polistirene ad alta densità con grafite ed un blocco esterno in calcestruzzo Leca che protegge il pannello isolante. I blocchi sono studiati per realizzare murature portanti (ordinarie o armate, anche in zona sismica) e di tamponamento. Leca

Le finestre

La vetrata isolante Climaplus 45 è composta da due vetri, uno dei quali è rivestito con un deposito trasparente di ossidi metallici: mantiene il caldo all’interno in inverno ed impedisce la penetrazione del calore eccessivo in estate. Saint-Gobain

Molti progressi sono stati fatti anche per rendere sempre più performanti i serramenti, ora disponibili anche con certificazione per case passive. Il taglio termico nei serramenti si ottiene separando la parte interna da quella esterna con materiali ad elevato potere isolante. L’isolamento fornito non è solo termico, ma anche acustico, con un occhio alla sicurezza ed alla praticità. Si possono avere anche finestre con avvolgibili provviste di microforatura del sistema di ventilazione, per tenere lontani gli insetti. Rehau

Lo sfruttamento delle energie alternative

Pannelli fotovoltaici. Quasi sempre sono composti da celle in silicio e non raccolgono soltanto i raggi solari: sono in grado di produrre energia anche quando il cielo è moderatamente coperto, essendo sensibili alla luce. La corrente continua prodotta viene trasformata in alternata da un inverter ed immessa in rete. Con il programma “conto energia” del 5 agosto 2005 è possibile vendere l’energia prodotta direttamente al gestore ad un prezzo incentivante, ricavandone un ulteriore beneficio economico.

Solare termico. L’impianto può essere a circolazione naturale o forzata, per la produzione di acqua calda sanitaria. Il fluido che circola nei pannelli si riscalda e, nel primo caso, sale per convezione al serbatoio dove cede calore all’acqua attraverso uno scambiatore di calore.
Nella circolazione forzata una centralina comanda l’intervento o l’arresto di una pompa in base al salto termico impostato; il serbatoio di accumulo può avere due scambiatori, uno per il solare ed uno per la caldaia ausiliaria.

Geotermico. Alcuni metri sottoterra la temperatura non risente più delle variazioni climatiche in superficie e si mantiene costante. Questo fenomeno può essere sfruttato per riscaldare o raffrescare la casa tramite uno scambiatore interrato: il fluido che scorre all’interno dei tubi aumenta la sua temperatura grazie al calore del sottosuolo e la pompa trasferisce il calore al circuito di riscaldamento. Nel processo inverso, la pompa sottrae calore dal circuito e lo smaltisce nel terreno.
Il sistema di riscaldamento più efficace abbinabile al geotermico è senz’altro quello a pavimento, anche perché la pompa di calore è in grado di essere efficiente solo con impianti che necessitano di una bassa temperatura d’esercizio. Una fitta rete di tubazioni disposte a spirale o ad andamento sinusoidale, con mandata e ritorno, si distende su opportuni teli riflettenti o su pannelli isolanti preformati per l’incastro dei tubi, poi si realizza il massetto. La temperatura è costante tanto al centro quanto ai lati della stanza grazie al fatto che si predilige alimentare l’ingresso dell’acqua calda lungo il perimetro per terminare al centro; l’aria calda che sale per convezione permette un rapido benessere.