Cos’è la progettazione energetica degli edifici?

Quadro normativo di riferimento: dalla Direttiva UE al contesto italiano

La progettazione energetica in Italia - come la conosciamo oggi - trae fondamento dal D.Lgs. 192/2005, recepimento della Direttiva 2002/91/CE e aggiornato successivamente dai D.Lgs. 311/2006, 63/2013 e 48/2020.

I decreti attuativi principali sono i DM 26 Giugno 2015 ("Requisiti minimi", "Linee guida APE", "Schemi di Relazione Tecnica"), che definiscono i livelli di prestazione richiesti, le modalità di calcolo e la classificazione energetica degli edifici.
Fondamentali, a livello tecnico, le norme UNI/TS 11300 e la UNI EN ISO 52016-1:2018, che affianca e, in certi ambiti, supera il metodo statico mensile introducendo un approccio dinamico orario.

 

Le pratiche energetiche: APE, Relazione L.10 e Diagnosi

A seconda della finalità dell’intervento edilizio - progettazione ex novo, ristrutturazione o semplice valutazione dello stato di fatto - è necessario predisporre una documentazione energetica differente:

 

APE - Attestato di Prestazione Energetica

L’APE è un documento obbligatorio per la compravendita o locazione di edifici e per edifici di nuova costruzione o sottoposti a ristrutturazioni rilevanti.
Esso attribuisce una classe energetica (da G ad A4) all’edificio, determinata sulla base dell’indice EPgl,nren (fabbisogno annuo di energia primaria non rinnovabile per m²).
L’APE ha natura certificativa, non progettuale, e fornisce un’informazione sintetica sul rendimento energetico globale dell’edificio.

  

Relazione tecnica ex Legge 10/91 e s.m.i.

Conosciuta semplicemente come “Legge 10”, questa pratica è obbligatoria in caso di nuova costruzione, ampliamento, ristrutturazione importante di primo o secondo livello, o installazione/riqualificazione di impianti termici.

La L.10 attesta la conformità del progetto ai requisiti minimi energetici previsti dalla normativa, comprendendo:

• caratteristiche termo-fisiche dell’involucro;
• rendimenti e coperture impiantistiche;
• verifiche su H’t, EPgl, copertura da FER, trasmittanze, fattori solari;
• indicazioni normative (UNI TS 11300, UNI EN ISO 52016, ecc.).

È un documento progettuale indispensabile per il rilascio del titolo abilitativo edilizio.

 

Diagnosi energetica

Prevista dal D.lgs. 102/2014 e dalla UNI CEI EN 16247, la diagnosi energetica è uno strumento di valutazione avanzato utilizzato per:

• analizzare i reali consumi energetici;
• individuare inefficienze e sprechi;
• proporre interventi migliorativi a livello tecnico e gestionale;
• valutare il comportamento degli utenti nell’interazione col sistema edificio-impianto.

È obbligatoria per imprese energivore e grandi pubbliche amministrazioni, ma estremamente utile in qualsiasi contesto dove si vogliano definire strategie integrate di risparmio energetico e per proporre interventi migliorativi studiati su misura per l'utenza che occupa un determinato edificio.

 

Ottimizzazione dell’involucro edilizio

L’involucro dell’edificio è il primo filtro tra l’ambiente esterno e il microclima interno. Ottimizzarlo significa ridurre le dispersioni invernali, i guadagni solari indesiderati estivi ed assicurare comfort termoigrometrico agli occupanti.

  

Superfici opache

Le superfici opache, verticali (muri), orizzontali (solai, lastrici solari), inclinate (coperture), devono rispettare valori massimi di trasmittanza (U) definiti dai DM 26/06/2015, modulati in base alla zona climatica, rapporto S/V e tipologia dell’intervento (nuovo, ristrutturazione, ampliamento).

Le stratigrafie devono essere calcolate con attenzione anche al fattore di trasmissione periodica (YIE) in regime estivo.
Tutte le superfici disperdenti verso l'esterno (muri, soffitti e coperture) richiedono parimenti che ci sia un isolamento termico adeguato ed il controllo igrometrico.

 

Superfici trasparenti

Le finestre e le vetrature richiedono attenzione alle trasmittanze termiche, guadagno solare ed alla capacità di controllo solare attraverso le schermature.

Serramenti e superfici vetrate richiedono pertanto:

• bassa trasmittanza termica (Uw);
• controllo dei fattori solari (g);
• valutazione dell’orientamento e della protezione solare (aggetti, frangisole, tende tecniche).

La sostituzione dei serramenti è tra gli interventi più ricorrenti nei bonus fiscali per l’efficientamento energetico.

   

Ombreggiamenti, aggetti, ostacoli

Questi elementi modificano l’esposizione solare e gli apporti endogeni. Il calcolo dinamico orario ne considera l’effetto ora per ora, evitando surriscaldamenti estivi.

In particolare in regime estivo, è fondamentale considerare l’ombreggiamento dinamico degli elementi architettonici (balconi, sporti, logge, tende) ed il contributo sia della vegetazione, sia degli edifici circostanti.
Solo un approccio orario consente di cogliere infatti l’impatto reale sull’apporto solare incidente.

 

Ponti termici

I ponti termici - elementi di discontinuità geometrica, materica o stratigrafica - sono causa di dispersioni energetiche localizzate (lineari o puntuali) e presentano il rischio di formazione di condensa e muffe.
Il loro contributo può essere:

• corretto progettualmente, mediante continuità dell’isolamento;
• oppure quantificato analiticamente secondo la UNI EN ISO 10211 o in modo semplificato secondo la UNI EN ISO 14683.

Si definisce “ponte termico corretto” se la trasmittanza lineica non supera del 15 % quella della parete corrente.

 

Ottimizzazione impiantistica

Una progettazione energetica di qualità, integra la performance dell’involucro con quella dei sistemi tecnici per la climatizzazione (caldo/freddo), la produzione di acqua calda sanitaria (ACS), l’illuminazione e la domitica (BACS).

I criteri di progettazione seguono le UNI/TS 11300, e comprendono:

• rendimento di generazione (ηg), legato a caldaie, pompe di calore, generatori ibridi;
• rendimento di distribuzione (ηd), in funzione della tipologia e lunghezza delle reti (tubazioni);
• rendimento di regolazione e controllo (ηr);
• rendimento di emissione (ηe), relativo a terminali come radiatori, pannelli radianti, ventilconvettori, etc.

Ogni sottosistema ha un’incidenza diversa in base al contesto progettuale.
L’efficienza impiantistica, inoltre, si confronta oggi con l’integrazione delle fonti rinnovabili (REN), in primis solare termico (ST) e fotovoltaico (FV).

Un impianto progettato correttamente è semplice, modulare ed ispezionabile.

 

Progettazione in regime estivo e invernale

 

Regime invernale

L’obiettivo principale è contenere le dispersioni e mantenere temperature interne tra i 20–22 °C con il minimo apporto energetico esterno.

La normativa richiede il rispetto di H’t (trasmittanza termica media globale), EPgl,nren, e quote minime di copertura da fonti rinnovabili.

 

Regime estivo

Il comfort estivo dipende da fattori multipli:

• involucro passivo (massa, inerzia, ombreggiamento);
• ventilazione naturale e notturna;
• protezione solare dinamica;
• raffrescamento efficiente con pompa di calore o free cooling.

I metodi di calcolo statico risultano inadeguati in regime estivo: si impone pertanto il ricorso alla modellazione dinamica oraria.

 

Modellazione dinamica oraria: precisione e realismo

La UNI EN ISO 52016-1 introduce un metodo di calcolo transitorio orario, in grado di simulare:

• variazione di temperatura in ogni ora dell’anno;
• interazione fra involucro, impianti, utenti e condizioni meteo;
• carichi termici reali in estate (raffrescamento);
• temperature operative, più rappresentative del comfort reale.

I software che adottano questo approccio (come Termolog) sono indispensabili per progettazioni avanzate, diagnosi e simulazioni energetiche predittive.

 

L’importanza del BIM nella progettazione energetica

L’utilizzo del BIM (Building Information Modeling) consente di integrare geometria, dati fisici ed impiantistici e simulazioni energetiche in un unico modello interoperabile.

Tramite formati open come IFC, è possibile importare direttamente nel software energetico:

• stratigrafie e materiali dell’involucro;
• volumetrie reali e orientamenti;
• impianti HVAC e terminali di emissione.

L’adozione del BIM consente una drastica riduzione degli errori, tempi di elaborazione inferiori, maggiore coerenza progettuale e una più agevole verifica dei requisiti normativi.

È il paradigma di riferimento per la progettazione integrata e sostenibile del futuro.