NZEB e Passivhaus, il nuovo costruire efficiente Relatore: Arch. Stefania Annovazzi 19 novembre 2016

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1 NZEB e Passivhaus, il nuovo costruire efficiente Relatore: Arch. Stefania Annovazzi 19 novembre

2 (Interessen Gemeinschaft Passivhaus Lombardia) Un associazione di professionisti per la promozione e la divulgazione della cultura architettonica finalizzata al benessere abitativo degli edifici a energia quasi zero. SUPPORTO PROGETTISTI CORSI FIERE CONVEGNI SUPPORTO COMMITTENTI DIVULGAZIONE SCIENTIFICA CONVENZIONI PER GLI ISCRITTI CREAZIONE RETI 2

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4 La Passivhaus cos è? E un edificio che garantisce un alto livello di comfort con un consumo di energia veramente ridotto quindi ogni Passivhaus costituisce un contributo attivo alla salvaguardia del clima. La coibentazione termica dell involucro e il recupero del calore sono gli elementi chiave della reale efficacia degli edifici. Dall esterno, le Passivhaus non sono diverse dalle case tradizionali, perché il termine «Passivhaus» descrive uno standard e non una specifica modalità costruttiva. NON E un sistema costruttivo predeterminato NON E una omologazione estetica E un sistema in grado di garantire comfort e bassi consumi E un metodo di certificazione di edifici ad alta qualità energetica e di benessere E un edificio così ben coibentato che, in linea di principio, può essere riscaldata soltanto con l aria fresca di mandata del sistema di ventilazione. 4

5 La fonte principale di approvvigionamento in una Passivhaus deriva dallo sfruttamento delle energie gratuite presenti in sito: SOLE, ARIA, TERRA, ACQUA. Tale sfruttamento avviene in modo prevalentemente passivo, cioè senza l ausilio attivo di sistemi impiantistici. Gli apporti di calore gratuiti dovuti all irraggiamento solare proveniente attraverso le vetrate delle finestre e il calore interno generato dagli elettrodomestici e dagli occupanti sono (quasi) sufficienti a compensare le minime perdite dell involucro edilizo, tanto che basta una minima integrazione impiantistica per garantire il massimo comfort. 5

6 Fonte: Passivhausinstitute Dr. Wolfgang Feist a Passivhaus costruita 1996 Passivhaus Institut Oggi nel mondo 6

7 Passivhaus Institut (PHI) Darmstadt è un istituto di ricerca indipendente dove tutte le competenze si orientano verso l obiettivo di progettare costruzioni ad alta efficienza energetica. Il Passivhaus Institut di Darmstadt (PHI) ha sviluppato un proprio protocollo progettuale e costruttivo, Passive House Planning Package (PHPP) utilizzato per la certificazione volontaria di edifici che rispettano i parametri fissati dal Passivhaus Institut. E opportuno quindi chiarire che, mentre la definizione di Edificio Passivo o Passive House è utilizzabile per individuare qualsiasi edificio con bassissimi consumi energetici, l utilizzo del termine Passivhaus dovrebbe essere riservato agli edifici che, volontariamente, sono stati certificati dal Passivhaus Institut. 7

8 La diffusione su scala europea Passivhaus in tutto il mondo Il protocollo si adatta ai diversi climi Fonte: Passivhaus database 8

9 QUALI EDIFICI NON SONO PASSIVHAUS?

10 Costruita per il futuro, l importanza del progetto Il concetto di Passivhaus, corrisponde a uno standard edilizio a basso consumo energetico che si è andato sempre più ottimizzando, in perfetta linea con le normative vigenti in materia di NZEB (Near Zero Energy Building). Sono essenziali una buona progettazione ed esecuzione attenta ai dettagli. Tutto è così ben elaborato, progettato e realizzato che, quel poco di calore aggiuntivo necessario può, per esempio, essere ottenuto attraverso il solo sistema di ventilazione comfort. La potenza termica richiesta è così bassa che ad esempio una stanza di 20 m² può essere riscaldata mediante il calore corporeo emesso da 4 persone o usando solo 10 candele, anche in pieno inverno!! 10

11 Adattata alle condizioni climatiche locali Il concetto Passivhaus può essere applicato in tutto il mondo, l approccio generale è sempre lo stesso. I requisiti di qualità di ogni singolo componente varieranno chiaramente in base alle condizioni climatiche locali. In climi molto caldi l attenzione dovrà infatti essere posta sui sistemi di raffrescamento passivo, come ombreggiamento e ventilazione naturale per garantire il comfort durante l estate. Le caratteristiche di una Passivhaus devono quindi essere ottimizzate in funzione delle condizioni climatiche locali. 11

12 Cosa significa in termini di consumo di energia? Una Passivhaus necessita per il riscaldamento, di un quantitativo di combustibile inferiore a circa 1,5 litri di gasolio o equivalente a 1,5 m³ di gas naturale ( pari a 15 kwh ) per anno per metro quadro di superficie utile, che si traduce in un risparmio superiore al 90% rispetto al consumo medio di un edificio esistente. Passivhaus consuma in un anno una quantità 15 kwh per m² di superficie Per fare un confronto, un nuovo edificio costruito in Italia secondo i parametri minimi richiesti dalla vigente normativa richiede ancora da 6 a 10 litri di gasolio annui per metro quadro di superficie utile, contro 1,5 litri della Passivhaus. 12

13 Cos è passivo in una Passivhaus? Il sistema di riscaldamento. Infatti una Passivhaus non ha bisogno di un sistema di riscaldamento attivo, perché sostanzialmente sfrutta gli apporti termici passivi per riscaldarsi. In questo modo è necessario fornire solo una minima quantità di calore aggiuntivo. Questo concetto si basa su un eccellente coibentazione termica ed un sistema di recupero del calore molto efficiente. In pratica, il calore rimane all interno e non c è bisogno di fornirlo attraverso sistemi attivi. 13

14 VANTAGGI IN UNA PASSIVHAUS 1. Elevato livello di comfort abitativo 2. Aria salubre in tutte le stanze per tutto l anno 3. Soluzioni costruttive adeguate dal punto di vista fisico-edile: nessun incremento di umidità, assenza di muffe 4. Costi per il riscaldamento estremamente ridotti nonostante prezzi dell energia in aumento 5. Radicale riduzione dell impatto ambientale 14

15 Edifici esistenti Passivhaus I criteri Passivhaus Fabb. termico per riscaldamento 15 kwh/(m²a) o Carico termico 10 W/m² Riduzione di più del 90% dei consumi rispetto ad un edificio tradizionale 90% Corrispondenti a circa 1,5 euro/m 2 anno per riscaldamento Fonte: Passive House Institute 15

16 I criteri Passivhaus Fabb. frigorifero per raffrescamento e deum. 15 kwh/(m²a) + X o % ore surriscaldate 10% Riduzione significativi dei consumi di raffrescamento Involucro efficiente e protezione solare attiva Fonte: Passive House Institute 16

17 I criteri Passivhaus Tenuta all'aria n ric./h Ricambio di aria interna per perdite attraverso gli spifferi in corrispondenza di una depressione/sovrappressione di 50 Pascal Riduzione significativi dei consumi da spifferi Ricambio energeticamente efficiente dell aria interna Fonte: Passive House Institute 17

18 I criteri Passivhaus Fabbisogno energia primaria 120 kwh/(m²a)** **incl. ACS, riscaldamento, raffrescamento, deumidificazione, corrente elettrica ausiliaria & usi domestici Moltiplicati per il fattore di conversione del vettore energetico utilizzato Fonte: Passive House Institute 18

19 I criteri Passivhaus Fabb. termico per risc. 15 kwh/(m²a) o Carico termico 10 W/m² Fabb. frigorifero per raffr. e deum. 15 kwh/(m²a) o % ore surrisc. 10% Fabbisogno energia primaria 120 kwh/(m²a) Tenuta all'aria n ric./h Fonte: Passive House Institute 19

20 Coibentazione termica di grande qualità Doppi/tripli vetri basso emissivi Impianto di ventilazione con recupero di calore Involucro a tenuta all aria I 5 pilastri Passivhaus Illustrazione PHI Considerare e minimizzare i ponti termici 20

21 Coibentazione termica Tipici valori U e spessori di coibentazione idonei ad una Passivhaus (Europa Centrale) cm Tetto 0.20 W/(m²K) cm Tetto 0.15 W/(m²K) cm Parete esterna 0.28 W/(m²K) Esempio: Standard minimo di legge Standard Passivhaus cm Parete esterna 0.15 W/(m²K) Solaio controterra 0.35 W/(m²K) 8-12 cm Illustrazione PHI cm Solaio controterra 0.25 W/(m²K) 21

22 Materiali per coibentazione Materiale Lambda Spessore equivalente W/mK U= 0,15 W/m 2 K Alluminio cm Conduttori Acciaio Cemento Armato 50 2, cm 1500 cm Vetro singolo 0,8 520 cm Legno 0,13 85 cm Coibenti Argilla Espansa Lana di roccia 0,09 0,04 58 cm 26 cm Eps 0, cm 22

23 Coibentazione termica Tipologie costruttive differenti per la Passivhaus Muratura Legno 23

24 MATERIALI per la coibentazione Fibra di legno Sughero

25 MATERIALI per la coibentazione Fibre vegetali Paglia, canniccio

26 MATERIALI per la coibentazione Calcecanapa Calcestruzzo cellulare

27 MATERIALI per la coibentazione Isolamento a basso spessore (riqualificazioni) Materiali sintetici (XPS, EPS, ecc) 27

28 Illustrazione PHI Illustrazione PHI Finestre e vetrature Tipico edificio esistente Passivhaus Calore disperso per via radiativa Temperatura aria 21 C Temperatura superficiale minore di 17 C Comfort termico ottimale Temperatura superficiale maggiore di 17 C Accumuli d aria fredda spifferi Temperatura esterna: -12 C Temperatu ra aria 21 C Temperatura esterna: -12 C Radiatori per compensare le basse temperature superficiali ed evitare correnti discendenti fredde Nessun radiatore aggiuntivo 28

29 Finestre e vetrature Temperatura minima delle superfici: θ si θ op K Triplo-vetro: Temperatura radiante: 20.5 C Metà sinistra della stanza Temperatura radiante: 18 C Metà destra della stanza Doppio - vetro: Temperatura radiante: 20.5 C Metà sinistra della stanza Questo si traduce in: max. U w, installato = 0.85 W/(m²K) max. U w = 0.80 W/(m²K) Condizioni europa centrale Temperatura radiante : 15 C Metà destra della stanza Fonte: Passive House Institute 29

30 Tenuta all aria Spifferi Fonte: Passive House Institute 30 Foto PHI

31 Tenuta all aria Protegge l edificio da eventuali danni (condensa nella struttura) Permette di risparmiare energia Accresce il benessere abitativo: assenza di spifferi È fondamentale per un funzionamento ottimale del sistema di ventilazione con recupero di calore Migliora la coibentazione acustica Test di pressione per verificare la tenuta all aria di un edificio Max n 50 = 0,6/h Illustrazione PHI 31

32 Ponti termici Nessuna interruzione della coibentazione! Evitare punti deboli Immagine PHI 32

33 Ponti termici Tipologie Componente standard Ponte termico geometrico Ponte termico costruttivo esterno -5 C interno 20 C Immagine PHI Immagine PHI Immagine PHI Flusso di calore uniforme Bassa temperatura superficiale Bassa temperatura superficiale Temperatura superficiale uniforme Immagine PHI Immagine PHI 33

34 Ponti termici esterno -5 C Illustrazione PHI interno 20 C esterno -5 C Illustrazione PHI interno 20 C Pericolo! Struttura non coibentata Illustrazione PHI ENTRAMBE Alte perdite di calore! Se T < 12.6 C => muffa Struttura passiva coibentata Illustrazione PHI T > 12.6 C OK! Se T < 9.6 C => condensa Fonte: Passive House Institute 34

35 Ponti termici RISTRUTTURAZIONI Fonte: Passive House Institute 35

36 Impianto di ventilazione con recupero di calore Aria di mandata: camera da letto Aria estratta: bagno aria estratta aria esterna L aria fresca viene immessa nelle - Aria zone interna nobili pulita delle casa. e con un elevato livello igienico L aria esausta viene estratta da - Ricambio cucine, bagni d aria e anche WC. quando la casa non viene utilizzata Allo stesso tempo i corridoi vengono - No ventilati cattivi automaticamente odori da cucina o WC Aria di mandata: soggiorno Batteria di postriscaldamento sull aria di mandata Aria estratta: cucina scambiatore di calore passivo aria-aria filtro aria esterna - Aria Il calore filtrata contenuto a beneficio nell aria di chi estratta soffre di è allergie trasferito all'aria di rinnovo per mezzo di uno scambiatore di calore passivo. - No umidità / muffa Una batteria di post riscalda -No ulteriormente inquinanti / Bassi l aria livelli fresca di di CO mandata 2 prima dell immissione nelle stanze. Illustrazione Passive House Institute opzionale: scambiatore di calore aria-terreno 36

37 Certificato per un edificio di nuova costruzione Certificazione come Passivhaus certificata se lo Standard Passivhaus (per edifici di nuova costruzione) è stato raggiunto I criteri di certificazione attualmente in vigore e la lista dei certificatori autorizzati dal Passivhaus Institut si possono trovare al seguente indirizzo: Fonte: Zephir 37

38 Certificato per un edificio ristrutturato 38

39 Certificazione di edifici di nuova costruzione e di edifici ristrutturati Componenti certificati Professionisti certificati Certificazione di telai, vetrature, finestre, nodi di installazione, facciate continue, porte esterne, pareti e sistemi costruttivi, macchine di ventilazione, aggregati compatti, costruzioni prive di ponti termici... Certificazione di consulenti/progettisti, artigiani

40 Illustrazione PHI Risparmio Energetico Comfort Abitativo Consumi per riscaldamento -90% Foto PHI Convenienza Economica Garanzia di Qualità

41 I preconcetti Passivhaus Una Passivhaus deve essere brutta / moderna Foto: Andreas Madreiter Architekturbüro Il protocollo Passivhaus riguarda solo la parte energetica e non è strettamente legato all'aspetto estetico Foto: Schulze-Darup Una Passivhaus non respira / fa la muffa In una Passivhaus si evita la muffa grazie alla ventilazione meccanica controllata e all'assenza di ponti termici Non in una Passivhaus!

42 Illustrazione PHI In una Passivhaus non si possono aprire le finestre In una Passivhaus si possono aprire le finestre quando si vuole, al contrario non è necessario aprirle per avere una buona qualità dell'aria interna ed in estate per smaltire il surriscaldamento se efficace Foto PHI Una Passivhaus costa troppo Una Passivhaus è vantaggiosa da un punto di vista economico

43 Illustrazione PHI Per le Passivhaus, le priorità economiche sono differenti: I costi di investimento (involucro edilizio) sono più elevati, una Passivhaus è quindi (leggermente) più costosa di una casa standard 70-90% D'altra parte, il consumo energetico è estremamente basso, quindi i costi energetici sono quasi insignificanti. Standard nzeb / Passivhau s Illustrazione PHI Di conseguenza: i maggiori oneri per l involucro termico della Passivhaus funzionano come un investimento in titoli a basso rischio: inizialmente occorre acquistarli ma poi rendono economicamente nel corso degli anni, minori costi/spese di gestione comportano significativi profitti

44 Lo standard EnerPHit per le ristrutturazioni Problema Lo standard Passivhaus per le nuove costruzioni è spesso difficile da raggiungere per la ristrutturazione di edifici esistenti (forma sfavorevole dell'edificio, orientamento finestre sfavorevole, ponti termici non risolvibili... ) Passivhaus EnerPHit Fabb. termico per riscaldamento max. 15 kwh/(m²a) max. 25 kwh/(m²a) Tenuta all aria dell edificio n 50 max. 0.6 /h max. 1 /h Requisiti energetici meno restrittivi, ma identico comfort abitativo

45 Spese totali (mutuo, costi di gestione) [ ] Ristrutturare in: classe "C" o Passivhaus? RIENTRO 0-5 anni Anni [a] Dati: Inflazione 2.2%/a, tasso debitore 3.5%/a, periodo di analisi 35 a, mutuo 20 a, aumento prezzo energia 4%/a Elaborazione LCCA: ZEPHIR Passivhaus Italia (campione di edifici a Novara, Torino, Trento, Verona, Roma, Pescara, Bari)

46 "Lo SVILUPPO SOSTENIBILE è uno sviluppo che risponda ai bisogno del presente senza compromettere la capacità delle generazioni future di far fronte ai loro (commissione mondiale Ambiente e Sviluppo Rapporto Bruntland) GRAZIE PER L ATTENZIONE arch. Stefania ANNOVAZZI presidente@igplombardia.it 46