Aria, acqua, terra e fuoco: i quattro mattoni della casa ecologica

Abitare in una casa tradizionale ècostoso dal punto di vista energetico e  inquinante per il pianeta. Ma una casa confortevole, autosufficiente e a bassissimo impatto ambientale...

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Casa ecologica |

Abitare inquina: secondo l’ultimo Bilancio Energetico Nazionale pubblicato dal Ministero per lo Sviluppo Economico, l' Italia nel 2008 ha consumato una quantità di energia pari a quella ottenibile da 193,7 miliardi di barili di petrolio: una vero oceano di combustibile con il quale si potrebbero riempire più di 100 milioni di piscine olimpioniche.
Il 28% di questi è stato impiegato per usi domestici commerciali e artigianali. Secondo l'Istat nel 2007 la famiglia italiana media ha speso 116 euro al mese per l'energia (elettrica e riscaldamento) così ripartiti: 70% riscaldamento, 15% seguita da usi elettrici obbligati,10% acqua calda sanitaria, 5% cucina. Un totale di circa 3000 kW/h l'anno, che si traduce nell'emissione di oltre 2200 kg di Co2 nell'atmosfera. Un costo non indifferente, sia per il portafoglio che per l'ambiente.
Cosa si può fare per arginare questo fiume di denaro e inquinamento? Occorre intervenire sulle abitazioni, ristrutturando o costruendo con criteri attenti all'ambiente, e sui comportamenti, mettendo in pratica piccoli accorgimenti che consentono, con poca fatica, di risparmiare.

 

La casa passiva è uno standard di casa che ha la capacità di mantenere temperature confortevoli in ogni stagione senza il ricorso a caldaie, termosifoni, condizionatori o altri specifici impianti di climatizzazione.
Nate in Svezia, le case passive sono diffuse principalmente in Germania, Austria e Olanda e altri paesi nord-europei. In Austria, a partire dal 2015, la casa passiva sarà lo standard prescritto per tutti gli edifici e in alcune regioni, per esempio quella del Vorarlberg è già una realtà da alcuni anni.
Ma come si scalda una casa passiva? All’interno degli ambienti il calore è assicurato in gran parte dai raggi solari, dalle attività degli occupanti e dal funzionamento degli elettrodomestici. Nelle stagioni più fredde le perdite di calore sono bilanciate da sistemi di riscaldamento dell’aria alimentati da pannelli solari e pompe di calore.
La casa passiva è insomma un tipo di abitazione che "consuma poco": e in effetti gli standard costruttivi di questo tipo di abitazioni prevedono un fabbisogno energetico non superiore ai 42kWh/m2: per avere un’idea di cosa questo significa basta pensare che secondo il Ministero dello Sviluppo Economico, nel 2008 quasi il 90% del patrimonio edile italiano si attestava su un fabbisogno energetico di circa 220 kWh/m2 e in non pochi casi si raggiungono valori attorno ai 500 kWh/m2.
Rispetto agli edifici convenzionali di nuova costruzione, la "casa passiva" consente quindi un risparmio energetico medio dell'80%.

Isolati e contenti
L'elemento più importante della "casa passiva" è l’isolamento del suo involucro che deve evitare al caldo di uscire durante l’ inverno e entrare in estate. Sul mercato esiste una grande varietà di prodotti isolanti sia sintetici, sia naturali: questi ultimi hanno generalmente un costo superiore, ma garantiscono una maggiore salubrità agli ambienti e sono in genere riciclabili una volta dismessi. I principali isolanti attualmente sul mercato sono:
isolanti di sintesi: poliuretano espanso, polistirolo espanso, resine fenoliche espanse, PVC espanso
isolanti minerali: vetro cellulare, fibre di roccia, fibre di vetro, vermiculite, perlite
isolanti naturali biologici: sughero, fibre di legno, fibra di lino, lana di pecora canne palustri pressate, fibra di cocco
isolanti composti: legnomagnesite o il cementolegno.

Il sistema più utilizzato per isolare una casa è quello del cappotto: l’esterno della costruzione viene rivestita con uno strato di materiale isolante che consente alla parete di non essere direttamente esposta alle escursioni termiche. In questo modo il muro perimetrale resta più caldo in inverno e più fresco in estate, generando un migliore comfort abitativo.
Il cappotto è realizzato mediante l'applicazione con colla o tasselli di pannelli isolanti oppure mediante l'applicazione di strati di termointonaco, un prodotto di origine naturale che può essere steso sia all'interno che all'esterno anche su murature irregolari, sulle quali sarebbe molto difficile applicare un pannello rigido.

 

Occhio alla finestra
Ma sono le finestre le principali responsabili della dispersione del calore di un'abitazione. Ecco perchè nella casa passiva hanno vetri doppi oscurati da pellicole riflettenti, utili d’estate per schermare la casa dal caldo, e vetro-camere (cioè lo spazio che separa i due vetri) speciali che riempite con gas isolanti.
È importante anche la scelta dei materiali con cui sono costruiti i serramenti: il metallo è un ottimo conduttore quindi favorisce la dispersione di calore, al contrario del legno o del PVC. Per contenere la dispersione termica è inoltre utile isolare il cassonetto porta-avvolgibile. E i balconi? nella passive house non ci sono, perchè sono una potenziale fonte di dispersione termica.

 

L'unione Europea ha stabilito (con la direttiva 2010/31/UE approvata a maggio 2010) che dal 1° gennaio 2019 tutti gli immobili pubblici di nuova costruzione dovranno essere a consumo quasi zero. E dal 2021 anche quelli privati.
In pratica dovranno essere edificati non solo nel rispetto delle normative per l’efficienza energetica, ma anche in modo tale da potersi auto sostenere quasi completamente: ciò significa che dovranno produrre autonomamente una quantità di energia pari a quella consumata. Ma tutto questo è possibile già da oggi, applicando in modo intelligente le tecnologie più avanzate ad aria, acqua, terra e fuoco.

La certificazione energetica degli edifici
Ma è possibile sapere quanto consuma e inquina una casa? Sì, basta guardare il suo certificato energetico, un documento che accompagna l'immobile nel corso della sua vita e che dice qual è la sua classe energetica, cioè quanta energia viene consumata durante il suo utilizzo standard (riscaldamento, rinfrescamento, illuminazione,ecc), proprio come nel caso di un elettrodomestico. Le classi partono dalla lettera A+ (casa passiva a consumo zero) e arrivano alla lettera G: il valore indicato viene espresso in "kWh/mq anno".
La certificazione energetica degli edifici è prevista per legge (decreto legislativo 19 agosto 2005 n.192). Il certificato è indispensabile negli atti di compravendita e di affitto dell'edificio e incidesul suo valore. Vale 10 anni e riporta dettagliate informazioni sull'involucro edilizio e sugli impianti tecnologici installati.
La certificazione energetica dell'edificio permette all'utente di capire come è stato realizzato dal punto di vista dell'isolamento, della coibentazione e quindi in che modo il fabbricato possa contribuire ad un risparmio energetico.

ARIA – La ventilazione
Nella casa passiva, per minimizzare le dispersioni termiche, deve esserci il minor scambio possibile di aria con l'esterno. È fondamentale quindi un buon impianto di ventilazione che consenta il ricambio di aria senza perdere calore: questo risultato può essere raggiunto con un impianto di ventilazione a recupero di calore alimentato da un motore elettrico a basso consumo.
L'aria calda in uscita viene convogliata verso uno scambiatore, dove cede dall’80% al 90% del suo calore all’aria in ingresso. L´aria fresca, opportunamente riscaldata, viene quindi re-indirizzata verso l’interno dell’abitazione.

 

TERRA - La geotermia
Sotto i nostri piedi c’è una fonte di energetica quasi inesauribile: è il calore naturale della Terra alimentato dai processi di decadimento nucleare degli elementi radioattivi contenuti nel cuore del nostro pianeta. Si tratta di quantità energia immensa che secondo uno studio del MIT sarebbe sufficiente per soddisfare tutti i bisogni energetici del pianeta per oltre 4000 anni.
E mentre gli scienziati cercano un sistema per estrarla e conservarla in grandi quantità a costi ragionevoli, già oggi possiamo sfruttarla su piccola scala per riscaldare le nostre abitazioni.
La temperatura del sottosuolo cresce con un gradiente costante di circa 3 gradi ogni 100 metri. I sistemi di riscaldamento geotermico funzionano in modo del tutto analogo a un comune frigorifero: un insieme di tubi interrati a profondità variabile tra i 2 e i 100 metri a seconda delle tipologie di impianto (più è bassa la profondità dell'impianto più ampia deve essere la sua superficie), raccoglie il calore del sottosuolo. Questi tubi entrano in una pompa di calore dove vengono a contatto con una serpentina in cui scorre del liquido refrigerante. Questo si scalda, evapora e viene inviato a un compressore: qui viene compresso, si scalda ulteriormente e viene inviato ad uno scambiatore di calore (cioè un calorifero) che cede il calore all'ambiente esterno. Il vapore, raffreddandosi, torna allo stato liquido e il ciclo ricomincia. In estate il ciclo è invertito e il sistema cede al terreno il calore estratto dall'ambiente interno rinfrescandolo tramite ventole

 

I COSTI DEL GEOTERMICO

Un impianto di climatizzazione geotermico è senza dubbio più costoso di un impianto a combustibile fossile, ma vanno considerati diversi fattori. Facciamo due conti. Ipotizziamo una villetta da 150 mq, supponendo di voler sia riscaldare che rinfrescare. Un impianto tradizionale a metano ha i seguenti costi: - caldaia a condensazione €4.000 - canna fumaria €2.000 - gruppo/i frigo esterni €4.000 - regolazioni € 2.000 Ammortamento Costo impianto geotermico = €20.000 Costo impianto tradizionale = €12.000 Extra costo = €8.000 Risparmio annuo = €1.300 Ammortamento = 8.000/ 1.300 = 6,1 anni. La Finanziaria prevede la possibilità di una detrazione pari al 55% dall' aliquota IRPEF per l'intera spesa della realizzazione dell'impianto

 

Tanta spesa (ma molta resa)
Ma il geotermico è davvero così conveniente? Secondo l'EPA, l'Ente per la Protezione Ambientale statunitense, non esiste oggi sul mercato un sistema di riscaldamento e di condizionamento più efficiente dal punto di vista energetico e più pulito per l'ambiente. Può avere rendimenti fino al 400% (cioè restituisce 4 volte l’energia necessaria per alimentarlo) e l'unica energia che richiede è quella elettrica necessaria al funzionamento delle pompe: 1KW di corrente permette di veicolare fino a 4KW di potenza riscaldante/refrigerante in casa. Gli impianti geotermici, a conti fatti, permettono risparmi fino al 75% rispetto a sistemi di riscaldamento/condizionamento tradizionale. In estate poi si può utilizzare il calore estratto dall'ambiente per avere acqua calda quasi a costo zero, e comunque durante tutto l'arco dell'anno si può risparmiare anche il 30% sulla produzione di acqua calda rispetto ai sistemi elettrici.
E il risparmio è notevole anche in termini di CO2: uno studio condotto dalla Divisione per l’Energia Elettrica e le Energie Rinnovabili del Canada ha evidenziato come riscaldare con gasolio o con gas metano un appartamento di Vancouver causa emissioni di gas serra rispettivamente oltre 13 volte e oltre 8 volte superiori a quelle di una pompa di calore, le cui uniche emissioni sono legate alla produzione di energia elettrica.

Geotermico: tutto intorno a te. Anzi, sotto.
Gli impianti geotermici possono essere realizzati ovunque, anche dove il terreno presenta piccole variazioni di temperatura, ma le zone dove è più caldo offrono rendimenti migliori a profondità più contenute, con evidenti risparmi in termini di costo di realizzazione.
Ci sono poi gli impianti geotermici che estraggono direttamente l'acqua calda dal sottosuolo e la convogliano nell'impianto di riscaldamento: possono essere realizzati nelle zone vulcanicamente attive come la Toscana, (A Larderello si trova il primo impianto geotermico del mondo: fu costruito nel 1904 da Piero Ginori-Conti che sfruttava il vapore estratto da suolo per far funzionare i macchinari delle fabbriche), i Campi Flegrei, la Campania, la zona del Tirreno meridionale, il canale di Sicilia.

 

Esistono due tipi di pannelli solari: quelli termici, per la produzione di calore, e quelli fotovoltaici per la produzione di corrente elettrica. Vediamo come funzionano.

Il solare termico
Una premessa è doverosa: riscaldare una casa solo con i pannelli solari, sopratutto se si abita in zone fredde, è piuttosto difficile perchè il Sole è meno intenso proprio quando servirebbe di più cioè in inverno.
Secondo l'ENEA, l'energia resa disponibile dal Sole in Italia varia dai 3,6kWh/m2/giorno della pianura padana ai 4,7kWh/m2/giorno del centro Sud e ai 5,4kWh/m2/giorno della Sicilia: copre insomma il fabbisogno d'acqua calda domestica di una famiglia media.
Il principio di funzionamento è piuttosto semplice: all’interno dei pannelli solari circola un liquido termovettore che per mezzo di tubazioni viene condotto ad un serbatoio contenente l’acqua che si desidera scaldare. Il liquido termovettore cede il suo calore all’acqua che in questo modo può essere scaldata fino a temperature di 60-70°C (l’acqua utilizzata per la doccia solitamente non supera i 40-45°C.). Il serbatoio è dotato di un termostato che controlla che l’acqua non scenda ad una temperatura inferiore ai 40°: quando ciò avviene l’acqua viene immessa nel circuito sanitario attraverso la caldaia (a metano o elettrica).
Il pannello quindi non solo fa risparmiare corrente elettrica o gas metano, ma prolunga anche la vita della caldaia. Il solare termico può contribuire inoltre al riscaldamento con impianti a bassa temperatura per esempio in sistemi di riscaldamento a pavimento, che utilizzano acqua a 50-60°.

 

I COSTI DEL SOLARE TERMICO

Un sistema unifamiliare da 5 m2 per la produzione di acqua calda sanitaria costa tra i 4 e i 5.000€ . Se va a sostituire uno scaldabagno elettrico o a GPL e in presenza di incentivi pubblici l’investimento rientra in 3 - 6 anni. La Legge Finanziaria 2010 prevede la possibilità di detrarre il 55% del costo dell’impianto solare termico effettivamente sostenuto per un massimo di 60.000. E a livello locale (Regione, Provincia, Comune), vengono periodicamente emanati bandi per incentivi in conto capitale per l’installazione di impianti solari termici che coprono fino al 25% - 30% del costo totale.

 

In soldoni...
In pratica un impianto solare termico consente di risparmiare fino all’80% delle spese per l’acqua calda sanitaria e il 40% di quelle di riscaldamento.
Un set di pannelli che produce 850 kWh/m2 sostituisce il consumo di quasi 100 litri di olio combustibile, più di 100m3 di gas metano, 950kWh di corrente elettrica e riduce la emissioni di CO2 di ca. 300kg.
E quando non c'è il Sole? Mi faccio la doccia fredda? No, i moduli fotovoltaici funzionano sia con l'energia irradiata direttamente dai raggi solari, che con quella diffusa. I pannelli hanno la capacità di continuare a sfruttare la radiazione solare diffusa anche in caso di cielo nuvoloso, anche se in queste condizioni, rendono di meno.
Secondo ENEL un impianto solare termico dimensionato per una famiglia di 4 persone consente di risparmio in termini di emissioni di CO2 che oscilla tra i 900 e i 1600 kg l'anno, a seconda che vada a sostituire uno scalda acqua elettrico, una caldaia a metano o una a gasolio.

 

Il solare fotovoltaico
L'energia solare può essere utilizzata anche per prodursi da sè la corrente elettrica necessaria ai propri fabbisogni: non solo, si può addirittura vendere a ENEL l'energia in eccesso e non utilizzata e diventare a tutti gli effetti un produttore di corrente: a fine anno si farà un compenso tra energia acquistata e venduta alla rete elettrica. È il conto energia (per saperne di più sul conto energia è possibile consulare la guida pubblicata dal Gestore di Servizi Elettrici).

Per diventare produttori di corrente occorrono:
• disponibilità dello spazio necessario per installare i moduli (per ogni kWp di potenza installata occorrono dai 7 ai 12 mq di moduli in silicio a seconda del tipo e dell’efficienza)
• una corretta esposizione e inclinazione della superficie. Le condizioni ottimali per l'Italia sono: esposizione SUD (accettata anche SUD-EST, SUD-OVEST, con limitata perdita di produzione), inclinazione del tetto di 30-35° gradi.

 

I COSTI DEL FOTOVOLTAICO

Il costo di un impianto da 1kWp, sufficiente per le esigenze di una famiglia di 4 persone molto oculata nei consumi, costa sui 7-8000 euro. Per vendere energia serve un impianto da almeno 3kW di picco e 20.000- 22.000 euro di investimento. La corrente viene ceduta al gestore con un "premio", cioè un prezzo più alto. Molti operatori elettrici offrono finanziamenti e incentivi, che si sommano a quelli degli enti locali, per la realizzazione di questi impianti.

 

Ma quanta corrente ci si può auto produrre? La produzione elettrica annua di un impianto fotovoltaico può essere stimata attraverso un calcolo che tiene conto della radiazione solare annuale del luogo, di un fattore correttivo calcolato sulla base dell'orientamento, dell'angolo d'inclinazione dell'impianto e di eventuali ombre temporanee, delle prestazioni tecniche dei moduli. In media, un impianto con potenza nominale pari a 1 kWp (un chilowatt di picco) realizzato con moduli fotovoltaici in silicio monocristallino o policristallino occupa circa 8 metri quadrati, mentre se si impiegano moduli in silicio amorfo, lo spazio occupato diventa di circa 20 metri quadrati.
Un impianto di queste dimensioni produce in un anno circa 1.100-1300 kWh/anno nel Nord Italia, 1.100-1.500 kWh/anno al Centro e 1.300-1.800 kWh/anno al Sud. Per capire qianti kWh consumiamo, e quindi di che misura deve essere il nostro impianto, basta leggere sulla bolletta quanti kWh l’anno consumiamo. Una famiglia italiana media consuma tra i 3000 e i 4000 kWh l'anno.
E per conoscere il potenziale del proprio tetto c'è roofray.com: un sito che permette di cercare casa propria su Google Maps e che, dopo aver inserito i dati sull'esposizione e calcola il potenziale.

Solare termico e fotovoltaico: storia di un obbligo all'italiana
Per quanto riguarda i fotovoltaici la legge 244/2007 (Finanziaria 2007) precisa l’obbligo di installare almeno 1 kWp sugli edifici residenziali e 5 kWp sugli industriali; questo obbligo è stato però prorogato al 1 gennaio 2010 e poi al 2011 dal decreto "milleproroghe".
Per quanto riguarda i pannelli solari termici, invece, questo obbligo è già in vigore dal 2006, ma anche in questo caso la legge demanda a successivi decreti attuativi mai pubblicati. E così molti Comuni hanno deciso di attendere gli eventi.
La finanziaria 2009 stabilisce che a partire dal 1 Gennaio 2011il rilascio del permesso di costruire viene subordinato alla previsione di installazione di impianti per la produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile. Il limite minimo è pari a 1kWp per ogni unità abitativa e a 5 kWp per ogni fabbricato industriale di superficie almeno pari a 100 m2.

 

17 dicembre 2010