Rivista Environnement

RISPARMIO ENERGETICO?

In senso relativo, un edificio moderno consuma circa la metà di un edificio degli anni ’60; tuttavia, in senso assoluto, il consumo è ancora molto elevato, se comparato con il livello che potrebbe essere raggiunto.

EDIFICI INTELLIGENTI?

di Lorenzo Frassy

Figura 1: schema termico di un edificio.

Nel numero precedente avevamo visto che la parte più importante dei consumi di un edificio è da addebitare alla climatizzazione: quasi il 70% del fabbisogno energetico di una casa è impiegato per regolare il clima interno delle abitazioni. Attualmente poco importa se la casa è situata in Valle d’Aosta o in Sicilia, la quota di energia necessaria è sempre più o meno la stessa; in effetti nelle zone più fredde l’intero fabbisogno energetico è necessario per il solo riscaldamento, mentre nei climi più caldi l’esteso ricorso al condizionamento causa una notevole crescita dei consumi estivi, viceversa più ridotti per il riscaldamento invernale. Ad ulteriore riprova di questo negli ultimi anni il picco di consumo di energia elettrica, che in passato era sempre avvenuto in inverno, si presenta nei mesi estivi.

Figura 2: consumi massimi ammissibili nelle abitazioni.

Ma perché un edificio deve consumare energia? Per esaminare il funzionamento nel periodo invernale possiamo immaginare che la nostra casa sia un secchio e la temperatura che vogliamo mantenere negli ambienti sia rappresentata dal livello dell’acqua. Purtroppo il nostro secchio è pieno di buchi più o meno grossi: l’acqua sfugge dai buchi ed il livello scende inesorabilmente. Per mantenere il livello costante, diventa necessario prevedere un rifornimento continuo che compensi le perdite; nell’edificio reale, dove vogliamo mantenere una temperatura costante di circa 20°C, il rubinetto che alimenta il secchio è l’impianto di riscaldamento. Sino ad oggi ci siamo preoccupati assai poco della presenza di questi buchi nelle nostre case, nonostante nel corso degli anni si siano succedute norme che imponevano una cura sempre maggiore nel ridurre le dispersioni dell’involucro edilizio, la pelle della casa.
Mentre fino al secondo dopoguerra (anni ’50 del secolo scorso) gli edifici presentavano un fabbisogno energetico molto ridotto in quanto il riscaldamento era limitato soltanto ad alcuni locali, a partire dagli anni del boom economico, si assiste ad una progressiva crescita dei consumi, favorita anche dalla disponibilità di prodotti energetici a basso costo, conseguente alla richiesta di un sempre maggiore comfort abitativo. In questo contesto, non ci si preoccupava dei buchi, se l’edificio presentava maggiori dispersioni semplicemente si apriva un po’ di più il rubinetto: l’impianto termico veniva frequentemente sovradimensionato in modo da assicurare il confort interno, senza alcuna preoccupazione per i livelli di consumo.

Figura 3: bilancio termico di un edificio esistente.

Con il 1973 giunge, inaspettata, la prima di una serie di crisi che metteranno in luce il problema energetico: risalgono a quest’epoca le prime normative volte al risparmio di energia (come le domeniche a piedi e le norme sulla coibentazione degli edifici). Progressivamente ci si rese conto che la disponibilità di energia sarebbe stata sempre più limitata e con costi sempre più elevati; negli ultimi anni, infine, parallelamente ai problemi energetici, si sono manifestati gli effetti del riscaldamento globale, fenomeno prodotto anche a causa dall’impiego delle fonti fossili. Questa situazione ha causato la proliferazione di normative volte al contenimento dei consumi e delle emissioni di gas climalteranti, all’incentivazio-ne delle fonti energetiche rinnovabili, alla diversificazione energetica… Sembrerebbe quindi logico che gli attuali edifici presentino dei livelli di fabbisogno energetico molto ridotti. In senso relativo, questo è vero, in quanto un edificio moderno consuma circa la metà di un edificio degli anni ’60; tuttavia, in valore assoluto, il consumo è ancora molto elevato, se comparato con il livello che potrebbe essere raggiunto. Per quanto le norme siano divenute sempre più severe, non si è mai veramente innalzato il livello minimo previsto dalla normativa verso le possibilità che conoscenza e tecnologia consentono. Anche le recenti norme sul rendimento energetico nell’edilizia (D.Lgs. 192/05 e 311/06) hanno previsto dei livelli di prestazione degli edifici molto ridotti in confronto alle normative di altri paesi europei come Austria o Germania.
Il fabbisogno di energia per il riscaldamento di un edificio viene valutato in kWh/m²anno; questa grandezza risulta sicuramente più palpabile se viene espressa come quantità di combustibile necessario, tenendo conto che 1 litro di gasolio/m²anno equivale a 10kWh/m²anno.

Figura 4: dispersioni delle varie tipologie edilizie.

Se un vecchio edificio tipicamente presenta un fabbisogno per il riscaldamento anche superiore a 200 kWh/m²anno, equivalenti a 20 litri di gasolio per ogni m², è immediato il confronto con una casa recente che consuma solo 12 litri, mentre crea sorpresa ed un certo nervosismo sapere dell’esistenza di nuove costruzioni i cui fabbisogni sono di soli 3-4 litri. Dal punto di vista termico la sola differenza tra questi edifici è soltanto la cura con la quale sono state ridotte le dispersioni termiche. Per correre ai ripari e cercare di avere edifici realmente risparmiosi, risulta quindi estremamente importante individuare i buchi di maggiori dimensioni e identificare dove si verificano le perdite. Come si può osservare dalla figura 3, che rappresenta un edificio esistente, si possono individuare perdite dovute all’involucro e dispersioni causate da impianti termici inefficienti. Mentre nel nostro esempio il secchio risulta molto semplice la sigillatura di un foro, nel caso dell’edificio per ogni tipo di buco esiste una cura specifica. Così accanto agli interventi sull’involucro edilizio, tipicamente di miglioramento dell’isolamento, coesistono interventi di miglioramento impiantistico.

Figura 5: esempio di immagine termografica.

Gli stessi interventi sull’involucro differiscono notevolmente: dai serramenti, alle pareti, al tetto ogni elemento architettonico presenta delle particolarità di intervento e soprattutto caratteristiche operative per il raggiungimento di un elevato livello prestazionale. Esistono anche sostanziali differenze tra le differenti tipologie di abitazioni: mentre in un appartamento in condominio la maggior parte delle perdite sarà dovuta ai serramenti, in una casa isolata saranno le superfici opache (pareti, tetto, cantine) a contribuire maggiormente alle dispersioni.

Inoltre, il tipo di intervento realizzabile, soprattutto nel caso di edifici esistenti, è strettamente legato alle peculiarità architettoniche della costruzione: se, ad esempio, è possibile migliorare l’isolamento delle pareti di un edificio intonacato con la posa di un cappotto, tale intervento è quasi improponibile per una costruzione con finitura esterna in pietra.
Mentre per un edificio nuovo la cura nella progettazione e l’attenzione nella realizzazione possono condurre, senza incrementi di costo apprezzabili, ad edifici con consumi intorno ai 30–50 kWh/m²anno, nel caso di edifici esistenti prima di pianificare un intervento di riqualificazione energetica risulta importante capire dove si concentrano le perdite. A tal fine l’esame del progetto, se esistente, l’analisi delle caratteristiche costruttive del fabbricato, dei particolari costruttivi, permettono una prima determinazione delle problematiche; ma per una precisa valutazione delle perdite di calore attraverso l’involucro di un edificio esiste una particolare tecnica di indagine che ne permette la visualizzazione: la termografia.
La termografia è una tecnica di indagine non distruttiva e non intrusiva che, utilizzando il principio fisico secondo cui tutti i corpi emettono raggi infrarossi, ne consente di rilevare la temperatura superficiale. Anche oggetti con temperature molto basse, come il ghiaccio, emettono queste radiazioni, tenendo presente che maggiore è la temperatura dell'oggetto, maggiore è la radiazione emessa. Rilevare i raggi infrarossi permette di visualizzare ciò che il nostro occhio non è in grado di vedere ma che percepiamo come calore. Nel campo dell’edilizia la termografia viene utilizzata per individuare dettagli architettonici e impiantistici nascosti quali tamponamenti di aperture, strutture in calcestruzzo o lignee inglobate in pareti, elementi strutturali (archi, pilastri, solai), canalizzazioni di impianti (idrici, sanitari, termici, elettrici, canne fumarie), ma anche danni alle strutture come distacchi di intonaco, formazione di umidità, condense e muffe, irregolarità nell’isolamento termico…

Nel caso di immagini termografiche di edifici riscaldati, si riescono ad evidenziare i flussi di calore uscenti attraverso una scala di colori; le parti più scure (blu) sono quelle a temperatura superficiale minore (parti più fredde), mentre passando per le tonalità del giallo e del rosso fino al bianco sono evidenziate le zone più calde. Nel caso dell’edificio raffigurato in figura 4 si possono riconoscere facilmente le strutture in cemento armato in quanto questo materiale, sebbene sia resistente, presenta delle prestazioni termiche decisamente scadenti; si può anche notare la presenza di significative dispersioni nella giunzione tra facciata e tetto e la chiusura di un vano finestra con un tamponamento di prestazioni più scadenti rispetto alla muratura circostante.
È quindi evidente che mediante il ricorso anche a questa tecnica diventa possibile pianificare delle azioni mirate per il risanamento energetico, in quanto, come già ricordato, per ogni tipo di intervento e per ogni tipologia costruttiva esiste una scelta preferenziale di possibilità di intervento, materiali, tecniche operative.
Nei prossimi numeri della rivista verranno esaminate le caratteristiche dei materiali costruttivi e soprattutto degli isolanti.