Il patrimonio edilizio europeo richiede interventi mirati per ridurre consumi energetici ed emissioni. L’efficientamento degli impianti HVAC è centrale per raggiungere edifici ZEB, migliorare comfort indoor e contenere i costi operativi. Generazione efficiente, distribuzione isolata, terminali a bassa temperatura e sistemi di building automation costituiscono una strategia integrata coerente con EPBD e UNI/TS 11300.

Verso un patrimonio edilizio europeo più efficiente e sostenibile

Gli edifici sono responsabili di circa il 40% del consumo energetico finale e del 36% delle emissioni di gas serra nell’Unione Europea, rappresentando uno dei settori più energivori e impattanti dal punto di vista ambientale [1]. In particolare, l’efficientamento del patrimonio edilizio esistente rappresenta una delle sfide più urgenti e complesse per l’Europa, sfida che ha grandi impatti non solo energetici, ma anche ambientali, economici e sociali. Oltre 220 milioni di unità immobiliari - pari a circa l’85% del parco edilizio europeo - sono state costruite prima del 2001, e si stima che tra l’85% e il 95% degli edifici attualmente esistenti sarà ancora in uso nel 2050. Inoltre, più del 75% del patrimonio non soddisfa gli standard minimi richiesti in termini di prestazioni energetiche, comfort abitativo e impatto ambientale [1].

Nel contesto del Green Deal europeo e della strategia per un’Europa climate-neutral, l’Unione Europea ha fissato una serie di target ambiziosi per ridurre l’impatto ambientale del settore edilizio [4]. Questi obiettivi fanno parte di un processo di transizione ecologica che coinvolge tutti gli Stati Membri e punta a trasformare il patrimonio immobiliare europeo, rendendolo più efficiente, resiliente al cambiamento climatico e decarbonizzato. Le misure previste interessano sia gli edifici di nuova costruzione sia quelli esistenti, e riguardano:

• la riduzione del 55% delle emissioni di gas serra entro il 2030, rispetto ai livelli del 1990, come stabilito nel pacchetto legislativo “Fit for 55” [5];
• il raggiungimento della neutralità climatica entro il 2050;
• l’obbligo di edifici a zero emissioni (ZEB) per tutte le nuove costruzioni a partire dal 2030, con un’anticipazione al 2028 per gli edifici pubblici [3];
• il raddoppio del tasso di ristrutturazione energetica entro il 2030, con l’obiettivo di promuovere interventi di ristrutturazione profonda (“Renovation Wave”) in grado di ridurre in modo significativo i consumi energetici degli edifici esistenti [1].

Strategie per l’efficientamento degli impianti di climatizzazione negli edifici residenziali 

Con l’adozione della revisione della Direttiva sulla Prestazione Energetica degli Edifici (EPBD) dell’8 maggio 2024 [3], l’efficienza energetica degli impianti HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) assume un ruolo sempre più centrale nelle strategie di riduzione dei consumi energetici, delle emissioni di gas serra e dei costi operativi.

L’ultima versione dell’EPBD, infatti, rafforza l’obiettivo di raggiungere edifici a zero emissioni entro il 2050, promuovendo la decarbonizzazione degli impianti di climatizzazione attraverso tecnologie a basse emissioni e l’impiego di fonti rinnovabili, oltre all’integrazione di sistemi di automazione intelligenti per il controllo e l’ottimizzazione in tempo reale dei consumi. Per raggiungere questi obiettivi, l’efficientamento degli impianti HVAC richiede una strategia integrata che consideri quattro elementi fondamentali:

• la generazione dell’energia termica: utilizzo di tecnologie efficienti e a basse emissioni per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti (paragrafo 2.1);
• la distribuzione dell’energia: ottimizzazione della rete di distribuzione interna per ridurne le dispersioni energetiche (paragrafo 2.2);
• l’emissione dell’energia: installazione in ambiente di terminali efficienti (paragrafo 2.3);
• la regolazione e il controllo: implementazione di Building Automation and Control Systems (BACs), che consentono una gestione dinamica e intelligente degli impianti (paragrafo 2.4).

Sistemi di generazione: tecnologie efficienti e integrazione con fonti rinnovabili (2.1)

I sistemi di generazione costituiscono il core degli impianti HVAC e devono essere selezionati in base a una valutazione integrata che consideri le condizioni climatiche locali, il profilo dei carichi termici dell’edificio, le caratteristiche dell’involucro edilizio e le opportunità di integrazione con fonti rinnovabili. Una scelta consapevole del sistema di generazione è, infatti, fondamentale in quanto consente di ottenere elevati livelli di efficienza energetica, ridurre le emissioni clima-alteranti e contenere i costi operativi.

Attualmente, le soluzioni tecnologicamente più rilevanti sono costituite dalle pompe di calore, che trovano applicazione sempre più ampia sia in ambito residenziale sia terziario, grazie alla loro capacità di operare con elevati coefficienti di prestazione stagionale, soprattutto quando abbinate a sistemi radianti. Fondamentale l’integrazione con impianti fotovoltaici e solare termico, la quale consente di aumentare l’autoproduzione di energia, contribuendo alla diminuzione dei consumi di energia primaria non rinnovabile e delle relative emissioni.

La valutazione delle prestazioni dei sistemi di generazione deve essere condotta secondo le metodologie definite dalla norma UNI/TS 11300-2 [6], che costituisce il riferimento tecnico per la determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale, per la produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e per l'illuminazione in edifici non residenziali, dalla norma UNI/TS 11300-3 [7], per ciò che concerne la determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione estiva, e dalla norma UNI/TS 11300-4 [8], per l’utilizzo di energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria.

Sistemi di distribuzione: efficienza lungo il percorso (2.2)

Un sistema di distribuzione altamente performante è fondamentale per garantire che l’energia termica generata raggiunga i terminali di emissione in ambiente con perdite minime e nella quantità corrispondente all’effettivo fabbisogno, contribuendo in maniera decisiva all’efficienza complessiva dell’impianto. A tal fine, rivestono un ruolo centrale:

1.  l’isolamento termico delle tubazioni, in particolare nei tratti che attraversano ambienti non climatizzati, come vani tecnici, sottotetti o intercapedini, isolamento che è fondamentale per ridurre i disperdimenti energetici e migliorare così l’efficienza dell’intero sistema;
2. il bilanciamento delle rete, che assicura la corretta distribuzione delle portate di fluido termovettore tra le unità di emissione pertinenti alle diverse zone all’interno dell’edificio, evitando condizioni di squilibrio che possono compromettere il livello di comfort per gli occupanti e dare luogo a inefficienze nei consumi energetici. La valutazione delle prestazioni dei sistemi di distribuzione deve essere condotta secondo le metodologie definite dalla norma UNI/TS 11300-2 [6], che costituisce il riferimento tecnico per la determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale, per la produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e per l'illuminazione in edifici non residenziali.

Sistemi di emissione: comfort e risparmio energetico (2.3)

Le unità terminali di emissione rappresentano l’interfaccia diretta tra il sistema impiantistico e gli ambienti occupati. Una scelta accuratamente ponderata della tipologia di unità terminali consente di ottimizzare le prestazioni e ridurre i consumi energetici. Tra le soluzioni più utilizzate vi sono:

• (1) i pannelli radianti a pavimento, parete o soffitto , che operano con fluido termovettore a temperatura molto vicina a quella degli ambienti occupati dalle persone e scambiano calore in modo uniforme in ambiente consentendo un eccellente risparmio energetico e l’ottenimento di un notevole comfort termico;
• (2) i ventilconvettori, che rappresentano una soluzione relativamente versatile e performante, efficace sia per il riscaldamento invernale sia per il raffrescamento estivo, seppur comportando un aumento dei costi operativi rispetto alla tecnologia dei  sistemi radianti ( Trattamento dell'aria per impianti radianti e VMC | Giacomini );
• (3) i radiatori a bassa temperatura ( Valvole e componenti per radiatori, contabilizzazione indiretta | Giacomini appositamente progettati per operare in abbinamento alle pompe di calore. La valutazione delle prestazioni dei sistemi di emissione deve essere condotta secondo le metodologie definite dalla norma UNI/TS 11300-2 [6], che costituisce il riferimento tecnico per la determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale, per la produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e per l'illuminazione in edifici non residenziali.

Sistemi di automazione e controllo: la chiave della regolazione dinamica (2.4)

I Building Automation and Control Systems rappresentano un elemento cruciale per garantire l’efficienza operativa degli impianti HVAC e per ottimizzare le prestazioni energetiche nel tempo. La norma UNI EN ISO 52120-1:2022 [9] definisce i requisiti prestazionali minimi per tali sistemi, fornendo una base tecnica per la progettazione e la valutazione delle soluzioni di automazione integrate. Un sistema di automazione e controllo efficace consente una regolazione automatica e dinamica intelligente della climatizzazione ambientale, adattando il funzionamento degli impianti alle condizioni climatiche esterne, all’effettivo utilizzo degli spazi e ai reali fabbisogni degli utenti.

Inoltre, permette il monitoraggio continuo dei consumi energetici in tempo reale, facilitando l’individuazione di inefficienze, anomalie e sprechi attraverso interfacce intuitive e strumenti di analisi. Infine, permette una gestione più efficace e predittiva degli impianti, facilitando la manutenzione e riducendo gli eventuali tempi di fermo.

Bibliografia

• European Commission (2020) – Renovation Wave for Europe – greening our buildings, creating jobs, improving lives. COM (2020) 662 final. Bruxelles.
• United Nations Environment Programme (2024) . Global Status Report for Buildings and Construction: Beyond foundations: Mainstreaming sustainable solutions to cut emissions from the buildings sector. Nairobi. 
• Council of the European Union. Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council on the energy performance of buildings (recast). Brussels, 14 December 2023. 16655/23.
• European Commission (2019). The European Green Deal (COM(2019) 640 final). Bruxelles.
• European Commission (2021). 'Fit for 55': delivering the EU's 2030 Climate Target on the way to climate neutrality. (COM(2021) 550 final). Bruxelles.
• Ente Italiano di Normazione. UNI/TS 11300-2:2019. Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale, per la produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e per l'illuminazione in edifici non residenziali. Roma.
• Ente Italiano di Normazione. UNI/TS 11300-3:2010. Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 3: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione estiva. Roma.
• Ente Italiano di Normazione. UNI/TS 11300-4:2016. Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 4: Utilizzo di energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria. Roma.

• [9] Ente Italiano di Normazione. UNI EN ISO 52120-1:2022. Prestazione energetica degli edifici – Contributo dei sistemi di automazione, controllo e gestione tecnica degli edifici – Parte 1: Struttura, ruoli e requisiti. Roma.

FAQ tecniche + Efficienza impianti HVAC per edifici ZEB secondo EPBD

• Che cosa si intende per efficientamento degli impianti HVAC?
  È l’insieme di interventi su generazione, distribuzione, emissione e regolazione finalizzati a ridurre il fabbisogno di energia primaria, le emissioni di gas serra e i costi operativi. L’approccio è sistemico e deve essere coerente con EPBD e con le metodologie di calcolo UNI/TS 11300.
• In quali edifici è prioritario intervenire sugli impianti di climatizzazione?
  Principalmente nel patrimonio edilizio esistente, spesso antecedente al 2001 e caratterizzato da basse prestazioni energetiche. Tuttavia, anche le nuove costruzioni devono integrare soluzioni impiantistiche coerenti con gli standard ZEB e con gli obblighi previsti a partire dal 2030.
• Quali sono i riferimenti normativi per valutare le prestazioni energetiche?
  Le prestazioni dei sistemi HVAC sono valutate secondo UNI/TS 11300-2, -3 e -4 per climatizzazione invernale, estiva e integrazione di rinnovabili. Per l’automazione si applica la UNI EN ISO 52120-1:2022, che definisce requisiti e contributo dei sistemi BACS alla prestazione energetica.
• Quali vantaggi offrono le pompe di calore rispetto ai generatori tradizionali?
  Consentono elevati coefficienti di prestazione stagionale, soprattutto se abbinate a terminali a bassa temperatura. Integrate con fotovoltaico o solare termico, riducono il consumo di energia primaria non rinnovabile e le emissioni climalteranti, favorendo la decarbonizzazione.
• Quali aspetti progettuali sono cruciali nella distribuzione dell’energia termica?
  L’isolamento delle tubazioni nei locali non climatizzati e il corretto bilanciamento idraulico della rete. Perdite di distribuzione e squilibri di portata compromettono rendimento e comfort. La verifica deve essere coerente con le procedure di calcolo previste dalla normativa tecnica vigente.