La storia

Il concetto di Casa Passiva ha iniziato a diffondersi nel mondo dell’informazione solo negli ultimi anni, quale prodotto dell’ultima tecnologia; in realtà questo tipo di costruzione è nata oltre vent’anni fa’. Correva l’anno 1988 e due Università nordeuropee decisero di collaborare per concepire una nuova generazione di abitazioni, che sfruttando la qualità dei materiali costruttivi e l’esposizione solare, riducessero al minimo il fabbisogno energetico per il riscaldamento interno dell’edificio.

Protagonisti di questa collaborazione furono il fisico tedesco Wolfgang Feist, che lavorava presso l’Institut für Wohnen und Umwelt (Istituto per la casa e l’ambiente tedesco), e Bo Adamson, ricercatore presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Lund in Svezia. Grazie ai finanziamenti offerti dal governo tedesco, i due cercarono di mettere insieme un gruppo di specialisti capaci di costruire una casa a consumi quasi zero, sperimentando diverse tecnologie edili, soluzioni architettoniche e materiali.

I settori principali di ricerca furono soprattutto la disposizione e l’esposizione della casa, i sistemi di riscaldamento e di ventilazione forzata, con i relativi eventuali effetti che quest’ultima avrebbe potuto provocare agli abitanti della Casa Passiva. Una ricerca metodica, svolta essenzialmente a livello teorico prima di poter mettere in pratica le soluzioni migliori.

La prima Casa Passiva fu costruita nel 1990, nella cittadina tedesca di Darmstadt. Divisa in quattro appartamenti, ebbe alla fine un costo improponibile per il mercato, ed anche se i risultati ottenuti in termini di risparmio energetico furono eccellenti, il futuro del progetto appariva incerto. Ma la ricerca nel settore non si fermò: nel 1993 fu costruita un’altra Casa Passiva a Stoccarda, e due anni dopo uno dei maggiori ricercatori americani nel settore del risparmio energetico, Amory Lovins, cominciò a studiare come ridurre i costi di costruzione di questo tipo di abitazioni.

La svolta arrivò nel 1996, con la fondazione del Passivhaus-Institut a Darmstadt, che aveva l’obiettivo di stabilire e promuovere gli standard delle future Case Passive. Da allora le Case Passive si sono diffuse dapprima nei Paesi dell’Europa settentrionale e centrale, Germania, Svezia, Austria, Olanda, Svizzera, Francia, e, recentemente anche negli Stati Uniti.

Per quanto riguarda l’Italia, da qualche anno sul territorio nazionale sorgono varie Case Passive, ma si sta ancora lavorando per un corretto adeguamento del progetto originale dal clima continentale a quello temperato della regione mediterranea. Il resto è storia recente, ed oggi, una Casa Passiva, ha un costo non troppo diverso da quello di un’equivalente casa costruita in edilizia tradizionale, ed anche se i limiti di questo tipo di progetti ne impediscono un’ampia diffusione – soprattutto in Italia dove emergono seri problemi di surriscaldamento estivo – la ricerca sta procedendo verso l’obiettivo finale: una casa a consumo quasi zero, dal costo accessibile e facilmente adattabile a diverse tipologie e locazioni.

Informazioni generali

Partiamo con una definizione:

“I fabbisogni energetici vengono ridotti a tal punto che le tecniche di riscaldamento passivo conosciute, come lo sfruttamento del sole attraverso le aperture trasparenti e dei guadagni interni delle persone e degli elettrodomestici, diventano significative in rapporto al fabbisogno totale di energia dell’edificio. Il calore di cui eventualmente si dovesse avere bisogno, può essere fornito attraverso l’impianto di ventilazione interna, a patto che il carico termico dell’edificio non superi le 10 Watt per metro quadrato di superficie abitata. Quando un edificio si riscalda con il solo aiuto di un sistema di ventilazione forzata, si può definire tale sistema un edificio passivo.”

Dr. Wolfgang Feist Una Casa Passiva è dunque un edificio ad altissime prestazioni energetiche e ad elevatissimo livello di comfort.

Aspetto energetico

Il fabbisogno per la climatizzazione sia invernale che estiva (riscaldamento e raffrescamento) è bassissimo, a tal punto che è possibile riscaldare o raffrescare l’edificio con il solo impianto di ventilazione interno. A titolo di esempio, per una stanza di 20 m2 sono sufficienti due lampade ad incandescenza da 100 Watt, persino negli Inverni più freddi (naturalmente, per supplire a questo fabbisogno si farà affidamento su sistemi decisamente più efficienti, che semplici lampade). La potenza di riscaldamento necessaria per un appartamento nel giorno più freddo dell’anno è inferiore alla potenza di un phon. Una Casa Passiva, in un anno, ha bisogno in media di non più di 1,5 litri di carburante o di 1,5 m3 di gas metano (equivalenti a circa 15kWh/m2a.) per metro quadrato di superficie abitativa. Questo equivale ad un risparmio di più del 90% di energia rispetto ai consumi medi delle abitazioni attuali. Per chiarezza: oggi un edificio costruito per rispettare le norme in vigore riguardanti i consumi energetici, ha bisogno, per il solo riscaldamento, di almeno 10-12 litri di carburante per metro quadrato di superficie abitativa. Questi ridottissimi fabbisogni energetici vengono raggiunti soprattutto grazie all’attenta progettazione e risoluzione dei dettagli costruttivi, e all’altissima qualità costruttiva dei componenti utilizzati, denominati appunto “componenti passivi” (per esempio finestre a taglio termico, materiali isolanti, impianti per il recupero del calore). Le Case Passive sono una specializzazione estrema degli edifici a basso consumo energetico.

Aspetto del comfort

E’ calcolato in fase di progettazione (altissimo livello di comfort: ASHRAE classe A<6% di insoddisfatti). Ci sono molti parametri che influenzano il comfort abitativo all’interno di un edificio. Ad esempio,per citarne uno, la temperatura superficiale interna, che deve essere sopra i 17°C. Questo toglie quella sensazione sgradevole data dall’asimmetria delle temperature (ad es. vetro freddo e stufa calda: vicino al vetro proverò una sensazione di disconfort). In una Casa Passiva posso in ogni punto “fermarmi” per leggere un libro, perché la sensazione di comfort è garantita in ogni punto. Grazie al raggiungimento dei valori standard richiesti, si è generalmente in grado di garantire il benessere termico senza che sia necessaria l’installazione di alcun impianto di riscaldamento di tipo “convenzionale”, ovvero di una caldaia, termosifoni o similari. Durante la stagione invernale infatti le perdite di calore per trasmissione attraverso l’involucro vengono quasi interamente compensate dagli apporti passivi di calore dovuti all’irraggiamento solare attraverso le finestre, dal calore generato all’interno dell’edificio dai suoi stessi occupanti, dalla dissipazione termica degli elettrodomestici.

I punti fondamentali richiesti dallo standard PassivHaus sono:

  • Ottima isolazione termica di tutti gli elementi costruttivi, pavimento – pareti-tetto
  • Finestre e porte-finestre a doppio o triplo vetro con telai ad levato isolamento
  • Progettazione a regola d’arte dell’involucro termico con assenza di ponte termici
  • Ottima tenuta all’aria
  • Ventilazione meccanica controllata con recuperatore ad altissima efficienza e by-pass estivo
  • Progettazione a regola d’arte delle schermature solari e degli ombreggiamenti

Vantaggi derivanti:

  • Altissimo Comfort internoAltissima qualità dell’aria interna per tutto l’anno ed in tutti gli ambienti
  • Ridottissimi costi per il riscaldamento
  • Ottima durabilità della costruzione
  • Bassa dipendenza energetica
  • Ridottissimo impatto ambientale
  • Alto valore economico intrinseco

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Parametri di base per una casa passiva

Nello specifico, seguendo i criteri dettati dalla normativa americana ASHRAE 55-2004, per certificare una casa secondo i criteri PassivHaus devono essere rispettati obbligatoriamente i seguenti parametri:

  • Fabbisogno termico per riscaldamento: Qmax,risc ≤15 kWh/(m2a) o in alternativa
  • Carico termico specifico: Pmax,risc ≤10 W/m2
  • Fabbisogno di energia primaria: ≤120 kWh/(m2a) per tutti gli edifici in tutte le regioni (Riscaldamento, Ventilazione, ACS, corrente elettrica ausiliaria e domestica)
  • Tenuta all’aria n50: ≤0,6 h-1
  • Fabbisogno specifico per raffrescamento: ≤15 kWh/(m2a)
  • Ore surriscaldate: per meno del 10% nell’arco di un anno le temperature interne devono superare i 26°C

In grassetto: criteri rilevanti per la certificazione.

Altri parametri:

  • Assenza di ponti termici: Ψ < 0,01 W/mK
  • Temperatura massima di riscaldamento dell’aria di mandata: 52°C
  • Fonti interne di calore (edificio residenziale): 2,1 W/m2
  • Ricambio d’aria per persona: ricambio d’aria medio per persona = 20/30 m3/h
  • Ricambio d’aria minimo: min 0,3 h-1 (Volume netto, sup. riscaldata x 2,5 altezza stanza)
  • Fattore occupazione: valore tipico 35m2/persona

Convenzioni di calcolo:

  • Temperatura di progetto: 20°C senza riduzione notturna
  • Fabbisogno ACS: 25 l/persona a 60°C con 10°C temperatura acqua fredda
  • Riferimenti involucro termico: dimensioni esterne, nessuna eccezione
  • Determinazione dei valori U di finestre e porte:
    • Valori calcolati secondo EN 10077-2 Ug in accordo a EN 673 Valore g in accordo a EN 410
    • Ug in accordo a EN 673
    • Valore g in accordo a EN 410
  • Efficienza del recupero di calore nell’unità di ventilazione: almeno 75% Usare il metodo di verifica PHI, o le specifiche del produttore ridotte del 18% (si tiene conto dell’efficienza del recuperatore in mandata/ripresa, e non in ingresso/uscita)

Valori U di una casa passiva, raccomandati per il centro Europa

  • Parete esterne: 0.08 – 0.15 W/m2K
  • Pareti contro terrreno: ≤ 0.15 W/m2K
  • Tetti e terrazzamenti: 0.06 – 0.15 W/m2K
  • Pavimenti su terreno o su “ambiente non riscaldato”: ≤0.15 W/m2K
  • Pareti vs ambienti non riscaldati: ≤0,.15 W/m2K
  • Finestre Uw: <0.8 W/m2K (motivi di confort)
  • Valore g del vetro: >0.5
  • Vetro Ug: ≤0.8 W/m2K
  • Finestra con istallazione Uw,install: ≤0.85 W/m2K

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Indici energetici a confronto
(energia necessaria per riscaldare un edificio)

Vantaggi di una casa passiva

Comfort

Una Casa Passiva si può paragonare ad un vero e proprio schermo protettivo da cui il calore non fuoriesce, un sacco a pelo che ci riscalda con il calore del nostro stesso corpo.

Questo significa:

  • temperature e calore equamente distribuito in tutte le stanze;
  • livelli di comfort interno ineguagliabili e costanti;
  • nessuna variazione di temperatura significativa o fastidiosi spifferi.

Efficienza

Ha bisogno di pochissima energia per riscaldarsi; assicura autonomamente una perfetta qualità dell’aria interna, con semplicità e con dispositivi tecnici semplici ed affidabili.

Sostenibilità

Grazie all’alta efficienza energetica vengono drasticamente ridotte le emissioni di CO2. La diffusione dello standard Casa Passiva può portare risultati importanti e significativi per la difesa del clima attraverso l’utilizzo razionale delle risorse energetiche fossili (Gas, petrolio,etc.). Il fabbisogno energetico estremamente ridotto delle Case Passive, permette l’utilizzo delle fonti rinnovabili non solo come integrazione, ma come fonte principale di energia durante tutto l’anno.

Innovazione

Il concetto di Casa Passiva è uno dei più moderni, ed attuabili, standard costruttivi oggi disponibili. I requisiti di tale tecnologia costruttiva, portano una nuova prospettiva progettuale e realizzativa per i tecnici del settore, ingegneri ed architetti. Il valore economico delle costruzioni, che nel caso passivo è intrinseco della costruzione, si rafforza sul mercato immobiliare. Un innovativo sistema impiantistico, essenziale per il raggiungimento dello standard energetico, completa il quadro tecnico di presentazione. L’investimento nel comfort e nell’efficienza energetica, ha come risultato quello di aumentare il plusvalore del settore edile e di creare nuovi e qualificati posti di lavoro per il mercato nazionale.

Durabilità monitorata

Qualche migliaio di Case Passive sono state monitorate sia per gli aspetti principali sia nei minimi dettagli. I risultati sono stati molto positivi e più che incoraggianti. Le Case Passive non richiedono particolari conoscenze ai loro utilizzatori. Al contrario, la qualità dell’aria interna e la distribuzione di temperatura nei vani si autoregola e si distribuisce senza bisogno di interventi esterni significativi e senza l’ausilio di complicate tecnologie. La semplicità per gli utilizzatori è uno dei capisaldi che sta alla base di tutto il progetto: conservate il tempo per fare le cose che più vi piace fare!

Individualità

Lo standard di Casa Passiva, non ha specifiche richieste formali o materiche. Lo standard si raggiunge solo attraverso il soddisfacimento dei suoi requisiti prestazionali. Tutte le possibilità distributive, costruttive e progettuali sono ammesse. Ogni proprietario può trovare la sua particolare soluzione per la difesa del clima e per la sostenibilità, ma sempre ottenendo altissimo comfort e senza rinunce.