L’efficienza energetica nei grandi edifici attraverso l’involucro

Franco Casalboni - Ingegnere – Polistudio A.E.S 28/05/2018 4244

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Quando si parla di efficienza energetica relativamente agli edifici molteplici sono gli aspetti da prendere in considerazione, aspetti che grossolanamente possiamo dividere in due grandi filoni:

  • Aspetti legati all’involucro
  • Aspetti legati agli impianti ed al loro utilizzo

In questa breve memoria ci concentreremo sul primo dei due aspetti sopra richiamati e in questo caso le considerazioni svolte (a livello concettuale) sono valide sia per edifici di piccole dimensioni che per edifici di grandi dimensioni.

Premessa

Fino a qualche anno fa quando si parlava di efficienza energetica di un edificio si prendeva in considerazione solamente il comportamento invernale; l’introduzione di norme e leggi volte a ridurre i consumi energetici invernali hanno portato oggi ad avere edifici, soprattutto i grandi edifici destinati ad uso terziario, in cui i consumi energetici per la climatizzazione estiva superano quelli per la climatizzazione invernale. Il tema sarà dunque affrontato prendendo in considerazione il comportamento annuale di un edificio.

Gli aspetti che prenderemo in esame sono:

  • Forma dell’edificio
  • Orientamento dell’edificio
  • Comportamento delle superfici opache
  • Serramenti e sistemi di schermatura

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La forma dell’edificio

E’ il primo aspetto da esaminare se si vuole costruire edifici efficienti dal punto di vista energetico. Infatti, come è intuitivo, si ha che:

  • Al crescere delle superfici esposte verso l’esterno crescono le dispersioni di energia verso l’esterno in inverno e le rientrate di calore indesiderate in estate
  • Al crescere del volume crescono la massa e l’energia che può accumulare contribuendo a smorzare le oscillazioni termiche

Un indice che condensa i due concetti sopra esposti è il fattore S/V, cioè il rapporto tra superficie disperdente e volume racchiuso dalla superficie disperdente. A parità di volume, il fabbisogno di energia decresce con il decrescere della superficie disperdente. Tradotto in altri termini significa che gli edifici con forma regolare e compatta sono più risparmiosi di quelli con forma irregolare. Per edifici residenziali un valore ottimale del rapporto S/V è 0,6 mentre per gli altri edifici è 0,4.

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L’orientamento dell’edificio

Su questo tema si scontrano due esigenze contrastanti: la necessità di proteggersi dalla radiazione solare in estate e la possibilità di sfruttare in inverno i guadagni solari gratuiti per ridurre i consumi energetici per il riscaldamento. Rispetto al vento invece vale l’opposto e cioè in estate contribuisce a mitigare il clima all’interno degli edifici mentre in inverno occorre proteggersi dagli effetti del vento che possono portare a rientrate di aria fredda indesiderate.

E’ chiaro che le considerazioni da mettere in campo sono diverse a seconda che l’edificio sia in un clima freddo piuttosto che temperato o caldo. In clima freddo, dal momento che la durata del periodo di riscaldamento è molto più lungo di quello in cui necessita la climatizzazione saranno da prevedere orientamenti e soluzioni che favoriscano i guadagni solari gratuiti e viceversa negli altri casi.

Tanto per fornire qualche numero significativo, per una località situata a 45° latitudine Nord, una parete verticale esposta a SUD riceve una radiazione pari a 1.624 Wh/mq al giorno mentre una facciata esposta a EST o ad OVEST riceve una radiazione pari a 2.570 Wh/mq al giorno.

Fatti salvi questi criteri di carattere generale, ci sono in realtà diverse modalità di affrontare il tema che consentono di tenere conto di queste esigenze contrastanti.

In linea di massima, laddove è possibile, se si vuole privilegiare lo sfruttamento dei guadagni solari per il riscaldamento invernale sarebbe opportuno un andamento dell’edificio Nord-Sud così da avere il maggiore sviluppo delle pareti esterne lungo le esposizioni Est ed Ovest; se questo non fosse possibile a causa della configurazione del lotto o di altri vincoli, è sempre preferibile collocare con esposizione a Nord locali di servizio (vani scale, ascensori, servizi igienici, etc) e/o locali in cui non si ha permanenza continuativa delle persone (come ad esempio sale riunioni negli edifici ad uso uffici o camere da letto negli edifici residenziali) ed a  Sud gli ambienti in cui è prevista  permanenza più continuativa delle persone.

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