Il ventilative cooling, ovvero come utilizzare la ventilazione per raffrescare gli ambienti

I recenti sviluppi nell’ambito dell'efficienza energetica degli edifici hanno portato ad una serie di nuove sfide per la progettazione e la costruzione. Una delle principali nuove sfide è la crescente necessità di raffrescamento nelle nuove costruzioni a causa dell’elevato isolamento termico e tenuta all’aria dell’involucro e di una gestione delle schermature solari non ottimale. Questo si verifica non solo nel periodo estivo ma anche durante le mezze stagioni e nel caso di edifici con un alto livello di carichi interni (uffici, centri commerciali), tali situazioni si possono verificare anche durante la stagione invernale. Il ventilative cooling, ovvero l'utilizzo della ventilazione guidata da forze naturali o meccaniche per ridurre i carichi di raffrescamento negli edifici, può essere una soluzione attraente ed efficiente dal punto di vista energetico per evitare il surriscaldamento di edifici sia nuovi che rinnovati. 

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Esempio di facciata ventilata. Foto credits: Eurac Research/Annamaria Belleri

La ventilazione è già presente nella maggior parte degli edifici attraverso sistemi meccanici e / o naturali e può sia rimuovere gli aumenti di calore in eccesso che aumentare le velocità dell'aria e quindi aumentare la sensazione di comfort termico a temperature dell’aria elevate. Poiché il raffrescamento diventa necessario anche al di fuori del periodo estivo, le possibilità di sfruttare il potenziale di free cooling dell'aria esterna aumentano considerevolmente, quando le temperature dell’aria esterna sono inferiori a quelle dell’aria interna.

Il Progetto IEA ANNEX62

Il programma di ricerca promosso dall’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA-EBC Annex 62) ha permesso di sviluppare metodi di progettazione e strumenti per la previsione, la valutazione e la riduzione o l’eliminazione del rischio di surriscaldamento negli edifici, nonché allo sviluppo di nuove interessanti soluzioni di raffrescamento ventilativo ad alta efficienza energetica. Il progetto si è svolto tra il 2014 e il 2017, e ha visto la partecipazione di circa 15 paesi provenienti da Europa, Giappone e Stati Uniti, con partner provenienti sia dal mondo della ricerca (università, centri di ricerca) che dal mondo dell’industria (produttori e fornitori di sistemi per la ventilazione). Eurac Research ha attivamente partecipato al programma dei lavori contribuendo allo sviluppo dei principali risultati del progetto.

Ventilative Cooling: strumenti per la progettazione di edifici e sistemi di ventilazione e raffrescamento

I principali risultati ottenuti sono rappresentati da diversi strumenti liberamente consultabili online e rivolti ad architetti e ingegneri coinvolti nella progettazione di edifici e sistemi di ventilazione e raffrescamento:

  • “Ventilative cooling Design Guide”
    Linee guida su come gli strumenti di calcolo e simulazione possono essere utilizzati per la progettazione, la valutazione e l'analisi dei rischi. Il documento è consultabile gratuitamente a questo link
  • “Ventilative cooling Sourcebook”
    Un manuale che descrive in dettaglio i componenti necessari per la corretta implementazione del ventilative cooling fornendo informazioni pratiche sulle strategie per la loro applicazione e controllo. Il documento è consultabile gratuitamente a questo link
  • “Ventilative cooling case studies”
    Raccolta che presenta le caratteristiche e le informazioni chiave sulla progettazione, la simulazione e le prestazioni operative di 15 edifici selezionati come casi studio. Confronta l'uso delle diverse soluzioni di ventilative cooling in edifici con destinazione d’uso e climi diversi. Consultabile a questo link

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Esempio di facciata ventilata in edificio ad uso terziario. Foto credits: Eurac Research/Annamaria Belleri

Tool per l'analisi del potenziale ventilative cooling

Nell’ambito del progetto, Eurac Research con il supporto di altri partner ha sviluppato un tool che permette di analizzare le forze che guidano la ventilazione naturale per il raffrescamento passivo tenendo conto anche delle caratteristiche dell'edificio (livello di isolamento), delle esigenze di ventilazione e dei modelli di utilizzo (tipologia di edificio). Tale strumento si rivela particolarmente utile nelle prime fasi di progettazione per supportare il processo decisionale verso soluzioni economicamente vantaggiose. 

Lo strumento è disponibile online a questi link.

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Tool per l´analisi del potenziale ventilative cooling. Visualizzazione dei dati di input e di output. 

Il lavoro ha evidenziato la necessità di colmare il divario tra teoria e pratica progettuale predisponendo anche delle raccomandazioni per standard internazionali e legislazione nazionale a supporto dell’implementazione di sistemi per il raffrescamento tramite ventilazione. A seguito del progetto e su ispirazione dei risultati ottenuti dallo stesso, sono nati due progetti normativi presso il Comitato Europeo per la Normazione con l’obiettivo di fornire specifiche tecniche per l’implementazione dei sistemi:

CEN/TC 156 WG 21 Ventilative cooling systems e CEN/TC 156 WG 20 Natural and hybrid ventilation systems in non-residential buildings.

Ringraziamenti: La partecipazione di Eurac Research al progetto è stata finanziata da Stiftung SudTiroler Sparkasse.