Come progettare gli impianti in un edificio Passivhaus?

Come progettare gli impianti in un edificio Passivhaus?

Edificio Passivhaus

Un edificio Passivhaus grazie all’estremizzazione dell’involucro, riesce a garantire un ottimo comfort interno e bassissimi consumi senza l’uso di impianti tradizionali, con bassissime concentrazioni di CO₂ all’interno (500 ppm) ed emissioni quasi nulle. Nel mondo della progettazione ad altissima efficienza energetica, la certificazione Passivhaus Institut of Darmstadt gioca un ruolo molto importante e di prim’ordine in termini di qualità e affidabilità.

L’equazione + involucro – impianti è alla base del progetto.

Lo standard di un edificio Passivhaus, permette di realizzare sia in nuova costruzione sia in ristrutturazione e a basso consumo energetico. A seconda della classe e tipologia d’intervento devono essere rispettati dei valori molto rigorosi e selettivi: i fabbisogni, i carichi e il valore di tenuta all’aria.

Per gli edifici di nuova costruzione, bisognerà considerare i seguenti valori:

  • fabbisogno termico per riscaldamento 15 kW/mqa o carico termico 10 W/mq;
  • test a tenuta aria pari a 0,6.

Per gli edifici in ristrutturazione, certificazione EnerPHit, i valori sono meno restrittivi:

  • fabbisogno termico per riscaldamento 25 kW/mqa;
  • test a tenuta aria pari ad 1 In alternativa si può utilizzare il metodo componenti, con test tenuta aria sempre pari ad 1.

Attraverso il software di progettazione, il PHPP (Passive House Planning Package), viene calcolato il bilancio energetico. Questo strumento garantisce risultati sicuri e affidabili di efficienza energetica dell’involucro, sulla base dei quali viene progettato il semplice impianto richiesto per garantire il comfort in ogni stagione. Proprio il comfort, nell’edificio Passivhaus, è la qualità migliore e apprezzata dagli utilizzatori e i consumi non vengono neanche presi in causa.

Quali sono gli impianti presenti in un edificio Passivhaus?

È opportuno coinvolgere da subito gli installatori al fine di far comprendere loro quali sono i problemi per un edificio passivo e quali sono le tecniche da adottare. L’impianto generale può essere schematizzato nel seguente modo: una macchina di ventilazione meccanica, una piccola pompa di calore aria-acqua che alimenta, sia la batteria di post-riscaldamento/raffrescamento/deumidificazione collegata ai collettori di mandata della ventilazione, sia l’accumulo inerziale per l’acqua calda sanitaria.

Gli impianti per la distribuzione delle portate di riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria, per un edificio di questo tipo, devono essere i più semplici possibile. Non servono, infatti, impianti per la distribuzione secondaria come impianti a pavimento o a termosifoni. Altro dettaglio è che l’edificio passivo a livello impiantistico di distribuzione dei carichi dev’essere considerato come una scatola senza partizioni interne, in quanto devono essere garantite, in maniera uniforme in ogni locale, le temperature di comfort; non serve avere più termostati, ne basta semplicemente uno posizionato in maniera opportuna.

L’operazione consiste nell’agire su ogni singola bocchetta apportando le giuste regolazioni in base al locale e ai volumi necessari per far tornare il giusto valore di ricambio: 0.3 vol/h. Anche questa procedura è indicata e imposta per un discorso di comfort interno.

L’impianto elettrico di tipo domotico, con le minime dotazioni necessarie come l’abbassamento totale e parziale delle veneziane esterne, a livello generale, sembra essere la parte meno considerata e forse più banale. Invece gioca un ruolo fondamentale nel superamento del Blower Door Test, il test che misura la tenuta d’aria dell’edificio. Vista la moltitudine di canalizzazioni e passaggi, è necessario, in fase di posa in opera, procedere con la massima scrupolosità e attenzione su ogni singolo elemento.

Il software in dotazione, il PHPP, è un programma di progettazione molto curato e preciso che permette di valutare in maniera inequivocabile le potenze richieste a garanzia, appunto, di un valore sicuro di dispersione dell’involucro. Come per tutte le lavorazioni presenti, anche la parte impiantistica dev’essere definita prima dell’inizio dei lavori.

Come garantire il ricambio d’aria?

In un edificio Passivhaus, l’impianto “principe” è sicuramente quello di Ventilazione Meccanica Controllata che consente il ricambio d’aria, equilibrando il comfort termico e l’umidità, all’interno degli ambienti. Tutta la distribuzione, ovvero i collettori per la mandata e la ripresa, è preferibile che venga posizionata in una zona centrale dell’edificio, per permettere un’equa distribuzione delle tubazioni.

Edificio Passivhaus

Fig.1_ Tubazione principale VMC

Elemento fondamentale della VMC sono le tubazioni (Fig.1), soprattutto quelle principali; è opportuno limitare il più possibile le perdite di carico e garantire le massime prestazioni nello scambiatore. Nel caso in cui la macchina, venga posizionata all’interno dell’involucro caldo, bisognerà dotare di coibentazione suppletiva le tubazioni principali di emissione ed estrazione, nello specifico mediante coppelle in doppio strato di lana di roccia dello spessore di 10 cm con barriera al vapore. Anche le tubazioni di mandata e ripresa vanno trattate con i giusti accorgimenti e posate in vani opportunamente coibentati e nastrati.

A lavori ultimati, è importante, oltre ad essere una progettazione e procedura richiesta dal Passivhaus Institut in fase di certificazione, eseguire il giusto bilanciamento dell’impianto. Anche se l’edificio passivo è paragonabile a un fabbricato senza tramezze interne ove non esistono zone a temperatura diversa, è necessario bilanciare le bocchette in ogni singolo ambiente.

Quali sono le potenze necessarie?

Si può facilmente notare che, la garanzia del calcolo delle reali dispersioni dell’involucro, permette di progettare e installare le esatte potenze necessarie. Relativamente al carico termico, le massime potenze richieste, nelle due condizioni più estreme (giornata fredda e cielo limpido / giornata più calda e

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Fig.2_Filtri VMC dopo alcuni mesi di utilizzo

cielo nuvoloso), senza gli apporti, sono di 3.132 W e 2.563 W. Servirebbe, in sostanza, una potenza di 3 kW per garantire la temperatura di 20 °C.

Considerando una semplice pompa di calore aria-aria, con potenza nominale 4.1 kW, si garantisce il comfort ideale in ogni stagione per un edificio di 235 mq di superficie utile calpestabile e 850 mc di volume interno con soggiorno di 70 mq a doppia altezza. Va ulteriormente notato, che la scelta può ricadere nella PDC che, lavora portando un carico invernale a potenza 0.3 vol/h, in condizioni molto ridotte di flusso, oltre a garantire l’acqua calda sanitaria.

In virtù di quanto indicato, anche se per logica e per calcolo la pompa di calore dovrebbe attivarsi durante la stagione invernale quando la temperatura è inferiore ai 20 °C, gli utenti per necessità personali, potrebbero richiedere temperature intorno ai 23 °C. Malgrado le piccole potenze erogate, la maggior richiesta, viene tranquillamente garantita.

Guardando puramente l’aspetto ecologico, con questa tipologia d’impianti, rinnovabili al 100%, edifici di tal genere garantiscono valori di CO₂ interni, di media, di 500 ppm e, allo stesso modo, immissioni quasi nulle nell’ambiente esterno. Nel contempo, grazie a filtri molto sofisticati (Fig.2) applicati alla macchina di ventilazione, si evita che gli inquinanti esterni vengano convogliati all’interno, garantendo un ambiente indoor molto salubre.

 

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