DEFINIZIONI

 

         Una casa passiva (Passivhaus secondo il termine originale di lingua tedesca) o edificio passivo è un edificio che copre la maggior parte del suo fabbisogno di energia per riscaldamento e raffrescamento ambientale interno ricorrendo a dispositivi passivi.  

         Una casa passiva è dunque un'abitazione che assicura il  benessere termico  senza o con una minima fonte energetica di riscaldamento interna all'edificio.

         La casa è detta "passiva" perché la somma degli apporti passivi di calore dell'irraggiamento solare trasmessi dalle finestre e il calore generato internamente all'edificio da elettrodomestici e dagli occupanti stessi sono quasi sufficienti a compensare le perdite dell'involucro durante la stagione fredda.

         L'architettura passiva è dunque una architettura che copre, con una serie di dispositivi passivi, la maggior quota dei fabbisogni energetici degli edifici attraverso flussi di caldo e freddo tratti dall'ambiente esterno.

 

          Dispositivo passivo.

          Un sistema di guadagno passivo è un dispositivo per il riscaldamento ambientale ed è classificabile come "passivo" quando riesce a riscaldare l'edificio che ne è dotato non richiedendo forniture energetiche esterne.

          Esempio di dispositivi di tipo passivo per il riscaldamento invernale sono le serre solari, i muri di Trombe, i sistemi Barra-Costantini, i muri di accumulo, i collettori solari termici ad acqua o ad aria purché a circolazione naturale, ma anche delle semplici vetrate esposte a sud e capaci di offrire un contributo energetico positivo all'edificio considerando i contributi lungo l'intero corso dell'anno.

 

           Bilancio energetico tendente al pareggio.

           L'energia necessaria a pareggiare il bilancio termico dell'edificio è tipicamente fornita con sistemi non convenzionali (es. pannelli solari o pompa di calore per riscaldare l'aria dell'impianto di ventilazione control-lata a recupero energetico).

           L'impianto di riscaldamento convenzionale si può eliminare se il fabbisogno energetico della casa è molto basso, convenzionalmente inferiore a 15 kWh al m² anno.

           Queste prestazioni si ottengono con una progettazione molto attenta, specie nei riguardi del sole, con l'adozione di isolamento termico ad altissime prestazioni su murature perimetrali, tetto e superfici vetrate e mediante l'adozione di sistemi di ventilazione controllataa recupero energetico.

 

            Requisiti.

           Nate in Svezia, le case passive si sono diffuse principalmente in Germania, Austria e Olanda e in altri paesi del nord Europa. 

          In Austria, a partire dal 2015, la casa passiva sarà lo standard prescritto per tutti gli edifici. Nella regione austriaca del Vorarlberg  questo standard è obbligatorio già dal 2007.

          L'istituto di case passive tedesco PHI (Darmstadt) considera passiva una costruzione  che soddisfa i seguenti requisiti (quantitativi):

  • fabbisogno energetico utile richiesto per il riscaldamento ≤ 15 kWh/(m²a)
  • carico termico invernale ≤ 10 W/m²
  • fabbisogno energetico utile richiesto per il raffrescamento ≤ 15 kWh/(m²a)
  • carico termico estivo ≤ 10 W/m²
  • tenuta all'aria n50 ≤ 0,6/h
  • fabbisogno energetico primario di energia ≤ 120 kWh/(m²a)

Cinque buoni motivi per cambiare il modo di costruire le nostre case

1 - garantire una drastica riduzione dell'inquinamento

2 - generare un notevole aumento del comfort di vita all'interno della abitazione

3 - determinare un taglio alle spese energetiche pressochè totale

4 - garantire il massimo rispetto dell'ambiente

5 - incentivare il cambiamento, per uno stile di vita più sobrio

Raffronto tra consumi unitari in kWh/m²anno e litri di gasolio/m²anno 

Descrizione immagine

 corrisponde            < 1,5 litri gasolio / m² / anno

 corrisponde            < 3,0   "       "       "         "

 corrisponde            < 5,0   "       "       "         "

 corrisponde            < 7,0   "       "       "         "

 corrisponde            < 9,0   "       "       "         "

 corrisponde            <12,0  "       "       "         "

 corrisponde            <16,0  "       "       "         "

 corrisponde            >16,0  "       "       "         "

PROGETTAZIONE DI UNA CASA PASSIVA

 

         La progettazione di una casa passiva deve tenere conto di una serie di parametri e di condizioni che  sono indispensabili per fare rientrare l'edificio in questa categoria (A+).

 

Forma geometrica del fabbricato.

         Il rapporto di  compattezza che si calcola  con la seguente formula,  S/V < 0,6 (dove S = sup. lorda in mq; V = volume lordo in mc) serve alla riduzione della superficie dell'involucro edilizio e quindi a limitare la superficie disperdente che separa l'interno dell'edificio dall'esterno. In assoluto, il solido prismatico che a parità di volume presenta la minore superficie complessiva è il cubo; è evidente che per problemi legati all'estetica e all'armonia delle forme, si cerca generalmente ad evitare l'adozione di questa forma elementare in senso stretto.

          Si tenderà però a progettare case con forma prismatica compatta, evitando parallelepipedi con lati molto diversi per lunghezza tra loro. 

          La forma dell'edificio deve però evitare riseghe, sbalzi e ogni "orpello architettonico" inutile da un punto di vista funzionale ma a volte ricercato per mode o stravaganze fini a se stesse.

          La casa passiva deve essere una macchina perfetta per viverci, che ci garantisce benessere fisico e una gestione energetica a costo quasi zero.

          Non necessita quindi di "abbellimenti" che imitano case antiche, falsi architettonici (copiature di modelli tradizionali, ma che tradizionali non sono) e stranezze che purtroppo ancora vediamo, me che nulla hanno in comune con edifici sobri, funzionali, efficienti.   

 

Isolamento termico dell’involucro.

          Il forte isolamento termico, oltre a generare una notevole inerzia termica, riduce la trasmittanza a valori bassissimi, rendendo quindi minime le quantità di calore disperso e riducendo la necessità di energia per il riscaldamento e per il raffrescamento.

          Per involucro edilizio si intende l'insieme delle pareti, del tetto di copertura e del solaio a contatto con il terreno; questi tre elementi devono avere coefficienti di dispersione molto simili, per un rendimento alto e omogeneo.

          Anche i serramenti esterni devono essere in linea con le prestazioni energetiche delle superfici opache; si usano infatti correntemente serramenti con triplo vetro, doppia camera d'aria e cristalli basso emissivi. 

          La prova di tenuta d'aria, ossia la "verifica degli spifferi", viene eseguita con il metodo Blower Door Test, che è descritto nel capitolo -Tecniche costruttive e materiali- di questo sito.

         

Ventilazione meccanica controllata.

          La ventilazione meccanica controllata, con recupero del calore dell’aria in uscita, è il solo e unico sistema di riscaldamento di una casa passiva (così come ideata degli scandinavi che sono stati i precursori di queste tecnologie).

          Il riscaldamento viene garantito da una circolazione controllata di aria tiepida, che oltre allo scopo principale di riscaldamento, consente di eliminare umidità e muffe grazie ad una ventilazione continua.

          Sotto il profilo sanitario (inteso in senso lato) per le case passive non è consentito il riciclaggio dell'aria.

          L'aria viziata deve quindi essere espulsa e non riutilizzata nemmeno parzialmente; per questo il calore contenuto viene recuperato da un apposito scambiatore (aria/aria), prima dell'espulsione. 

          L'aria prelevata dall'esterno, prima di essere immessa nella abitazione viene filtrata (eliminazione di polveri e pollini che spesso sono causa di allergie) e regolata igrotermicamente per il raggiungimento del massimo comfort abitativo.    

          Le apparecchiature utilizzate per il trattamento dell'aria e per l'impianto di ventilazione, sono illustrate nel capitolo "Tecniche costruttive e materiali" di questo sito.

           Nelle case passive, l'impianto di ventilazione, non è paragonabile a quello che comunemente vediamo nei locali dotati di aria condizionata, ma anzi differisce da questi in modo sostanziale.

          Le velocità di circolazione all'interno dei condotti non devono superare 1 m/s nelle dorsali e 0,6 m/s nelle diramazioni per la distribuzione puntuale; in questo modo non si creano rumori dovuti a turbolenze e non si percepisce il movimento dell'aria nei vani.  

           La questione del comfort igrotermico si pone soprattutto nel periodo invernale e in quello estivo, quando la temperatura esterna e quella desiderata all'interno sono molto differenti. In estate, le temperature interne si possono mantenere facilmente nel campo del benessere termico, senza ricorrere al climatizzatore, con l'ombreggiatura delle finestre durante il giorno e la ventilazione notturna.

           Già una temperatura interna inferiore di pochi gradi (3-5°C) a quell’esterna viene percepita come gra-devole.
           In inverno il problema si pone inversamente: il mantenimento del comfort termico, cioè il mantenimento di una temperatura ideale, indipendentemente dalla temperatura esterna, richiede la fornitura di calore che in una casa con alte prestazioni termiche e una temperatura interna compresa tra 16 e 23°C, non incide molto sul consumo energetico, perché le perdite d'energia sono assai modeste.

DIAGRAMMA IDROTERMICO 

Descrizione immagine

         La tecnologia attuale, consente di relizzare un edificio classificabile come A+, anche con altri sistemi di riscal-damento, ma ciò nulla toglie alla alta efficienza delle case passive propriamente dette.

Produzione di energia rinnovabile (solare termico, fotovoltaico, geotermia, ecc.).

          Le potenze termiche in gioco per soddisfare le necessità energetiche di una casa passiva sono molto ridotte; ciò consente l'autoproduzione energetica mediante l'impiego di:

  • solare termico;
  • solare fotovoltaico;
  • geotermia orrizzontale (di superficie);
  • combustibili rinnovabili. 

SOLARE TERMICO

 

        Un impianto solare termico a circolazione forzata può essere opportunamente progettato e dimensionato per produrre insieme acqua calda per usi sanitari e acqua calda per il riscaldamento degli ambienti (impianto combinato).

 

         L'aspetto più problematico degli impianti solari combinati è che necessitano di molta radiazione solare proprio nella stagione di minore disponibilità (l'inverno), mentre d'estate quando la radiazione è abbondante, non vi è più alcuna necessità di riscaldamento dell'edificio.

          La richiesta di acqua calda sanitaria, invece, risulta costante nel corso di tutte le stagioni.

 

          Gli impianti solari combinati riescono a dare un buon apporto al fabbisogno di riscaldamento soprattutto nelle stagioni intermedie, nei mesi di settembre-ottobre e di marzo-aprile, ma anche nelle giornate invernali soleggiate.

 

           In media, gli impianti combinati riescono a coprire il 15-40% del fabbisogno annuo di energia per il riscal-damento, mentre la quota restante deve essere fornita da un impianto termico ausiliario (caldaia, pompa di calore, ecc.).

            La percentuale coperta dal sistema solare potrebbe anche essere maggiore rispetto al 40%, ma di norma questo non viene realizzato per problemi di sovradimensionamento: infatti nella stagione estiva, con a disposizione una grande superficie di collettori ma senza necessità di riscaldamento degli ambienti, gran parte dell'acqua calda prodotta rimarrebbe inutilizzata.

 

            Le condizioni indispensabili affinchè l'installazione di un impianto combinato sia vantaggiosa sono:

a)  un elevato fabbisogno di riscaldamento, che preveda l'utilizzo almeno da ottobre ad aprile.

In caso contrario, un sottoutilizzo dell’impianto nella stagione  invernale renderebbe  questa soluzione   poco   conve-niente.  Per questo  motivo, gli  impianti combinati sono  consigliati  soprattutto  nel nord  Italia e  nelle zone  montane, anche del centro e del sud. In linea generale, si possono indicare come località ottimali per l'installazione di questo tipo di impianti quelle appartenenti alle zone climatiche E o F.

b) l’edificio deve essere termicamente ben isolato e dotato di un impianto termico efficiente e ben regolato.

Non avrebbe alcun senso, nè economico nè energetico, sovradimensionare l’impianto solare per compensare un isolamento o un impianto termico poco efficienti.

 

             Requisiti tecnici e impiantistici necessari:

 

a) I pannelli per questo tipo di applicazione sono vetrati selettivi oppure sottovuoto; entrambi i tipi sono parti-colarmente efficienti nei periodi più freddi. L'inclinazione dei pannelli deve rispondere alla necessità di catturare il massimo della radiazione durante l'inverno, quando il sole è più basso sull'orizzonte.

 

b) L'inclinazione minima necessaria è di 40°, anche se spesso viene consigliato un angolo di almeno 10° superiore a quello della latitudine locale. Secondo questa regola, i pannelli installati in una città situata alla latitudine di 45° (ad esempio Aosta), dovrebbero avere un'inclinazione di circa 55°. L'inclinazione massima dei pannelli, alle latitudini italiane, difficilmente supera i 60-70°. Per questa ragione gli impianti integrati in facciata, con collettori inclinati di 90°rispetto al terreno, hanno una certa diffusione solo nel nord Europa.

 

c) Il sistema di riscaldamento ottimale è quello a bassa temperatura; questi sistemi lavorano a temperature di 30-40 °C, che sono all’incirca le stesse temperature prodotte da collettori efficienti durante i giorni invernali.

 
d) La superficie di pannelli solari negli impianti combinati è circa il doppio (per avere un'integrazione del 30% sul fabbisogno di riscaldamento) rispetto a quella necessaria per la sola produzione di acqua calda sanitaria.

 

e) Non si deve  sovradimensionare  l'impianto, per  evitare  problemi di sovrapproduzione di acqua  calda  d'estate, con conseguenti pericoli di surriscaldamento e di stagnazione del fluido termovettore. I sistemi "a svuotamento" o drain-back (trattati brevemente in "Sistemi a circolazione forzata") sono studiati proprio per scongiurare l'eventualità di dannosi fenomeni di surriscaldamento nell'impianto solare. All'impianto solare si può abbinare una macchina frigorifera, per soddisfare le esigenze estive di raffrescamento.

 

f) Per un impianto combinatoil volume del serbatoio d’accumulo è di circa 700-1000 litri per un'abitazione unifamiliare, e quindi di dimensioni notevolmente maggiori rispetto ai normali serbatoi da 200-400 litri utilizzati per la produzione unicamente di acqua calda sanitaria.

 

g) Per un impianto combinato, deve essere sempre presente una caldaia integrativa, meglio se a condensazione o a biomasse, collegata al serbatoio d’accumulo.  La caldaia provvede a  integrare il  fabbisogno di  calore soprattutto nella stagione invernale, quando minore è l'efficienza dei collettori.

Poichè le caldaie a  biomassa  necessitano in  ogni caso di  un  accumulo dell'acqua calda,  il principale vantaggio im-piantistico di questa  configurazione risiede nella  possibilità di utilizzare un  unico serbatoio per la caldaia e per l'im-pianto solare.  Nelle stagioni intermedie, con una minore richiesta di calore per il riscaldamento, la  presenza  dell'im-pianto solare migliora  l'efficienza  complessiva del sistema.  Infatti  la  caldaia a  biomassa evita di  lavorare a  basso regime con conseguenti cali di rendimento, e l'acqua calda per il riscaldamento può essere in buona  parte fornita dal-l'impianto solare. Inoltre, nella stagione estiva, l'acqua calda sanitaria viene interamente prodotta dall'impianto solare, eliminando la necessità di ricorrere alla caldaia. Una variante impiantistica particolarmente  interessante prevede l'ab- binamento tra il sistema solare e una pompa di calore.

 

            Funzionamento:

 

        Dal punto di vista impiantistico, gli impianti solari combinati funzionano con la circolazione forzata del fluido.
        Sono cioè dotati, oltre  che dei pannelli, anche di una pompa di circolazione, di una centralina di controllo, di  un
serbatoio d'accumulo e di una caldaia ausiliaria.

        Poichè l'impianto deve fornire acqua a diverse temperature per l'acqua calda sanitaria e per il riscaldamento, il serbatoio presenta caratteristiche diverse rispetto ai normali serbatoi solari. Si tratta di serbatoi d'accumulo formati in da due serbatoi, uno dentro l'altro (serbatoio "Tank-in-Tank"). Uno, più piccolo, a forma di imbuto e posto nella parte superiore, contiene l'acqua calda sanitaria (a temperatura maggiore), mentre l'acqua per il riscaldamento si raccoglie nel serbatoio più grande in posizione inferiore (a temperatura minore).

         All'interno del serbatoio il calore si stratifica in maniera spontanea (a causa della densità): l'acqua calda tende a salire nella parte alta, mentre quella meno  calda  rimane nella parte inferiore.  L'impianto  solare  è collegato  alla parte bassa del serbatoio, mentre il tubo di mandata della caldaia ausiliaria riscalda la parte alta del serbatoio: questo fa sì che il serbatoio funga da "tampone" per la caldaia.

          In questo modo il bruciatore della caldaia, invece di spegnersi e accendersi ad ogni minima richiesta di calore, può scaldare la parte alta del serbatoio, che è la prima ad essere erogata, per poi spegnersi per un certo tempo.  

SOLARE  FOTOVOLTAICO 

          Gli impianti fotovoltaici trasformano direttamente la luce (fotoni) in energia elettrica sfruttando il fenomeno fisico fotovoltaico, tipico di alcuni materiali semiconduttori.

          Sono fonti di energia ormai abbastanza diffuse anche grazie ad una iniziale politica di incentivi UE.

          Si possono individuare due principali tipologie di impianto:

- a rete "grid connect", cioè collegato alla rete elettrica di distribuzione dell'energia, con interscambio tra fornitura e prelievo a seconda delle condizioni di illuminazione dei pannelli e dei consumi locali del produttore;

- a isola "stand alone", cioè non collegati in rete e destinati alla alimentazione elettrica di unità locali (generalmente  di modesta potenza impegnata), mediante accumulo per compensare il mancato funzionamento notturno o causato da scarsa illuminazione.

          Normalmente i pannelli fotovoltaici vengono posati con assetto fisso; in questo caso viene scelta l'inclinazione più favorevole alle condizioni di sfruttamento stagionale stabilite in fase progettuale. Esistono anche dispositivi che consentono di variare l'orientamento dei pannelli al variare della posizione del sole; sono detti "ad inseguimento" e sono meno diffusi, sia a causa della complessità e quindi del costo, sia per i vincoli urbanistici che spesso e giustamente ne limitano l'utilizzo; questa soluzione aumenta notevolmente il rendimento dell'impianto, se paragonata a ad un impianto a pannelli fissi. 

                      Tecnologie costruttive delle celle fotovoltaiche e rendimenti.

 

                      Le più diffuse tipologie di pannelli fotovoltaici sono:

            - film di silico amorfo;

            - celle di silicio monocristallino;

            - celle di silicio policristallino;

            - film sottile (tellurio di cadmio, ecc.);

            - moduli a concentrazione.

CELLE DI SILICIO AMORFO

 

                       I moduli in silicio amorfo sono caratterizzati da rendimenti elettrici inferiori rispetto ai pannelli cristallini e im-

             putabili al particolare processo produttivo con cui sono realizzati.

                        Nel caso del silicio amorfo è improprio parlare di celle  fotovoltaiche:  il silicio infatti viene deposto uniforme-             mente e in  piccolissime  quantità su  superfici  plastiche  o vetrate, formando un  unico film sottile o "thin film" dello 

             spessore di qualche millesimo di millimetro.

                        I moduli sono disponibili sia nella tradizionale struttura  rigida, con telaio di rinforzo,  sia in rotoli flessibili per

             impianti ad alta integrazione architettonica.

                        I pannelli in silicio amorfo hanno una colorazione omogenea, di solito nera o comunque scura, e hanno partico-

             lari doti di flessibilità e leggerezza.

                        Lo spessore complessivo del modulo, telaio compreso, è di pochi millimetri e l'aspetto è complessivamente più
             accattivante rispetto al paragone con quelli in silicio cristallino.

                        Tutte queste caratteristiche fanno del silicio amorfo la tecnologia ideale  per applicazioni  architettoniche avan-

             zate, in cui è fondamentale ricercare la massima resa estetica, anziché puntare unicamente sulla  producibilità dell'im-

             pianto.

                        Il costo dei moduli in silicio amorfo, per Watt installato, è inferiore anche del 30-40% rispetto alle tecnologie in
             silicio cristallino.

                        Le prestazioni dei moduli in silicio amorfo presentano bassi rendimenti elettrici, con valori compresi tra il 6 e il

             10%.

                        Il limite principale del silicio amorfo risiede proprio nella bassa densità  energetica del  materiale, che costringe
             all'utilizzo di ampie superfici.

                       Il silicio amorfo presenta  maggiore  rendimento in  condizioni di luce diffusa (nuvoloso), costa meno di quello   

             cristallino ma presenta un minore  rendimento  generale, per cui a parità di potenza  installata  richiede  una  maggiore

             superficie.

                       La potenza nominale di un modulo fotovoltaico (e quindi anche di un impianto) si misura in kWp, cioè "kilowatt
             di picco". Nel caso del fotovoltaico non è possibile fare semplicemente riferimento a un dato di potenza nominale "og-             gettivo", così come avviene ad esempio per le caldaie o i motori. Infatti, a causa dell'estrema variabilità della radia-             zione solare, la potenza effettiva di un modulo cambia continuamente.  I kWp individuano la  potenza istantanea eroga-

             ta da un modulo in condizioni standard di irraggiamento: 1.000 W/m² di radiazione solare e 25 °C di temperatura.

                       La superficie media, su un tetto inclinato, necessaria per avere 1 kWp installato è di circa 14 m² di moduli in si-             licio amorfo.

                        La diminuzione  delle prestazioni dopo  alcuni  mesi  dall'installazione, rivela  che i moduli  subiscono un brusco

             calo di efficienza, pari circa al 20%.

                        Per il restante periodo di vita utile del modulo, il rendimento si mantiene intorno all'80% o poco meno, della po-

             tenza nominale. 

                       Si stima che dopo 25 anni di vita, un modulo in silicio amorfo renda il 75% della potenza iniziale.

                        Nota bene. Il calo di rendimento del silicio amorfo è un fenomeno previsto e ben conosciuto.

                       Per questa ragione,i moduli con potenza di targa di 40 W, nei primi mesi assicurano una potenza del 20% supe-

             riore, corrispondente a 48 W.

                        Quando la radiazione solare incidente sui  pannelli  non  è  ottimale  (nuvolosità, ombreggiature, ecc.),  il silicio 

             amorfo assicura una migliore resa energetica rispetto al silicio cristallino.

                        E' chiaro quindi che il silicio amorfo può essere un'ottima soluzione  per quelle zone  in cui la forza  della radia-

             zione solare è attenuata da caratteristiche climatiche sfavorevoli, come ad esempio in pianura padana.

                        Al contrario, in zone particolarmente assolate come l'Italia centro-meridionale, la tecnologia fotovoltaica espri-

             me i massimi rendimenti con i pannelli mono e poli cristallini.

                        Il bilancio energetico.

                        Il silicio amorfo è la tecnologia fovoltaica con il minor impatto ambientale in fase di produzione.

                        Il particolare processo produttivo, in cui si utilizzano  limitate quantità  di silicio,  fa sì che in circa 2 anni ogni

             modulo abbia già prodotto energia elettrica in quantità pari a quella utilizzata per produrlo.

                        Questi 2 anni corrispondono al tempo di ritorno energetico (il cosiddetto EPBT, "Energy Pay-Back Time") che
             arrivano fino a 6 per i moduli in silicio cristallino.

                        Nel corso dell'intera vita  utile, ogni pannello è in grado di produrre fino a 10 volte  più energia  di quella che è
             stata necessaria per produrlo. Detto in altri termini, l'energia prodotta da un pannello  consentirebbe  di produrne altri 

             10 di tecnologia equivalente.

                        In definitiva questo conferma come la tecnologia fotovoltaica sia davvero sostenibile, dal momento che presen-

             ta un bilancio energetico-ambientale pienamente in attivo.

 

CELLE DI SILICIO MONOCRISTALLINO

 

                       Le celle fotovoltaiche  monocristalline  sono realizzate  utilizzando un  singolo cristallo di silicio;  ed è proprio
             nella purezza del silicio utilizzato che risiede il motivo della loro alta efficienza.

                       La potenza media di un modulo standard, di dimensioni 160 x 85 cm, si aggira intorno ai 150-180 Watt, con un
             peso complessivo inferiore ai 20 kg.

                       I moduli monocristallini sono composti da decine di celle,  tipicamente 72,  di forma circolare oppure ottagona-

             le di 10-12 cm di diametro e 0,2-0,3 mm di spessore e con una colorazione uniforme blu scuro o nera.

                       L’omogeneità della colorazione dona a questi  pannelli  un aspetto gradevole,  adatto per  le applicazioni più di-  

             verse. La presenza di una superficie vetrata e di una cornice in alluminio assicura protezione e solidità al pannello.

                       Le caratteristiche tecniche e i prezzi dei moduli monocristallini sono molto simili a quelle dei policristallini.

                       Attualmente, tra tutte le tecnologie  fotovoltaiche disponibili  a livello commerciale  il monocristallino  è quella
             caratterizzata mediamente dalla più alta densità energetica.

                       I moduli monocristallini presentano elevati rendimenti elettrici, variabili tra il 14 e il 17%.

                       Quindi, a parità di kWp installati, un impianto fotovoltaico con moduli monocristallini  ha il vantaggio di occu-

             pare di solito uno spazio inferiore rispetto a un impianto con moduli policristallini o in silicio amorfo.

                       Per questo motivo, il monocristallino è preferito in tutte  quelle situazioni in cui vi è  una limitata  disponibilità
             di spazio per l’installazione.

                       La potenza nominale di un  modulo fotovoltaico  (e quindi anche di un impianto)  si misura in  kWp, cioè "kW

             di picco". Nel caso del  fotovoltaico non  è possibile fare semplicemente  riferimento a  un dato  di potenza nominale  

             "oggettivo", così come avviene ad  esempio per le caldaie o i motori.  Infatti,  a causa  dell'estrema  variabilità  della    

             radiazione solare, la potenza effettiva di un modulo cambia continuamente. I kWp individuano la potenza istantanea

             erogata da un modulo in condizioni standard di irraggiamento: 1.000 W/m² di radiazione  solare e 25 °C di tempera-

             tura.

                      La superficie media,  su un tetto  inclinato,  necessaria per avere 1 kWp installato è di circa 8 m² di moduli cri-

             stallini.  Una  famiglia  di 3-4 persone, che  intende azzerare  le proprie  bollette  grazie al  fotovoltaico  connesso in

             rete con il "conto energia", avrà bisogno di una potenza installata di 2-3 kWp, pari a 16-24 m².

                      Le prestazioni dei pannelli monocristallini si riducono all’incirca dell’1% l'anno.  Mediamente, quindi, funzio-

             neranno al 90% della propria potenza nominale dopo 10 anni e all’80% dopo 20 anni e così via.

                      Per questo motivo, nonostante la vita minima  di un pannello fotovoltaico sia superiore  ai 25 anni,  la progres-

             siva perdita di efficienza ne rende necessaria prima o poi la dismissione o la sostituzione.

                      I pannelli cristallini risultano molto sensibili sia alla presenza di ombreggiature,  anche  parziali,  sia alla dimi-

             nuzione della radiazione solare per condizioni di nuvolosità o di scarsa insolazione.

                     In questi frangenti, il silicio amorfo risulta più efficiente.

                      Il bilancio energetico dell’intero processo produttivo, dalla lavorazione del silicio all’assemblaggio del modulo,

             è estremamente dispendioso in termini energetici.

                      Si calcola che ogni modulo cristallino (sia mono che policristallino) impieghi circa 3-6 anni per produrre ener-

             gia elettrica in  quantità  pari a  quella utilizzata  per produrlo;  il tempo di  ritorno  energetico  (il cosiddetto EPBT, 

             “Energy Pay-Back Time”) risulta inferiore per i pannelli in silicio amorfo.

                      Nel corso della sua vita utile di oltre 25 anni, un pannello  fotovoltaico  è  in grado di  produrre fino a 10 volte

             più energia di  quella che è stata  necessaria  per produrlo.  Detto in altri termini,  l'energia prodotta  da un  pannello

             consentirebbe di produrne fino ad altri 10 di tecnologia equivalente.

                      Questo conferma come la tecnologia fotovoltaica sia davvero sostenibile, dal momento che presenta un bilan-

             cio energetico-ambientale pienamente in attivo.

 

CELLE DI SILICIO POLICRISTALLINO

 

         I moduli policristallini (o “multicristallini”) sono caratterizzati da rendimenti elettrici intermedi tra quelli dei

moduli monocristallini e in silicio amorfo.

         Se è vero che i rendimenti sono leggermente inferiori a quelli del monocristallino,  tuttavia anche il costo dei
moduli, a parità di potenza installata, risulta normalmente inferiore.

         La potenza media di un modulo standard,  di dimensioni 160 cm x 85 cm,  si aggira intorno ai 150-180 Watt,

con un peso complessivo inferiore ai 20 kg.

         I moduli policristallini sono  composti da decine  celle, tipicamente 72, di forma ottagonale oppure quadrata.

         Le celle fotovoltaiche sono realizzate a partire da più  cristalli di silicio,  ricavati  dal riciclaggio degli  scarti dell’industria elettronica.  L’accostamento  di più cristalli dona a queste celle e quindi  all’intero modulo,  una ca- ratteristica colorazione blu cangiante.

         Le prestazioni dei moduli policristallini presentano valori di efficienza variabili tra l'11% e il 14%.

         La minore densità energetica del  policristallino  rispetto al  monocristallino, in realtà  deve essere verificata

"sul campo": pannelli policristallini di ottima qualità possono   avere rendimenti pari (se non superiori) a quelli di pannelli monocristallini di qualità medio-bassa.

         La potenza  nominale  di un  modulo  fotovoltaico  (e quindi anche di un impianto)  si misura in  kWp,  cioè

"kilowatt di picco". Nel caso del fotovoltaico non è possibile fare
semplicemente  riferimento a un dato di potenza  nominale "oggettivo", così come avviene ad esempio per le cal-

daie o i motori.

         Infatti, a  causa dell'estrema variabilità della  radiazione solare,  la  potenza  effettiva  di un  modulo cambia

continuamente. I kWp individuano la potenza  istantanea  erogata da un modulo in  condizioni  standard  di irrag- giamento: 1.000 W/m² di radiazione solare e 25 °C di temperatura.

         La superficie media, su un tetto inclinato, necessaria  per avere 1 kWp  installato  è di circa  8 m² di  moduli cristallini.
         Una famiglia di 3-4 persone, che intende azzerare le proprie bollette grazie al  fotovoltaico connesso in rete

con il "Conto energia", avrà bisogno di una potenza installata di 2-3 kWp, pari a 16-24 m².

         La diminuzione delle prestazioni dei pannelli  policristallini è pari all’1%  l'anno. Mediamente, quindi, fun- zioneranno al 90% della propria potenza nominale dopo 10 anni e all’80% dopo 20 anni e così via.

         Per questo motivo, nonostante la vita  minima di un  pannello  fotovoltaico  sia  superiore ai 30 anni, la pro-

gressiva perdita di efficienza ne rende necessaria prima o poi la dismissione o sostituzione.

         I pannelli cristallini  risultano molto sensibili sia  alla presenza di  ombreggiature, anche parziali, sia alla di- minuzione della radiazione solare per condizioni di nuvolosità o di scarsa insolazione.

         In questi frangenti, il silicio amorfo risulta più efficiente.

         Il  bilancio energetico  dell'intero  processo  produttivo,  dalla  lavorazione del  silicio  all’assemblaggio del

modulo, è estremamente dispendioso in termini energetici.

         Si calcola che ogni  modulo cristallino  (sia mono che policristallino) impieghi  circa  3-6 anni per produrre

energia   elettrica in quantità  pari  a quella utilizzata  per produrlo;  il tempo  di  ritorno  energetico (il cosiddetto

EPBT, “Energy Pay-Back Time”) risulta inferiore per i pannelli in silicio amorfo.

         Nel corso della  sua vita  utile di oltre  25 anni,  un pannello  fotovoltaico  è in  grado di produrre fino  a 10

volte più energia  di quella che è  stata  necessaria per  produrlo.  Detto in  altri termini,  l'energia  prodotta da un

pannello consentirebbe di produrne fino ad altri 10 di tecnologia equivalente.

         In  definitiva questo conferma come la  tecnologia  fotovoltaica  sia davvero  sostenibile,  dal momento che

presenta un bilancio energetico-ambientale pienamente in attivo.

 

PANNELLI INNOVATIVI

         Le nuove scoperte scientifiche nel campo delle tecnologie fotovoltaiche hanno aperto nuove frontiere che per il momento non trovano applicazione corrente, ma solo sperimentale.

         I moduli fotovoltaici a concentrazione consentono rendimenti molto elevati ma a fronte di ciò richiedono una costante manutenzione per quanto riguarda la pulizzia dei sistemi ottici (lenti); lavorano inoltre a temperature molto elevate che richiedono particolari sistemi di dissipazione del calore.

         Sono allo studio sempre nuovi tipi di tecnologia a "film sottile" (anche la tecnologia del silicio amorfo rientra tra quelle a film sottile).

         Una nuova categoria allo studio, viene chiamata "solare organico"; risulta una tecnologia ibrida che non si basa sull'impiego del silicio, ma di sostanze organiche presenti in natura, di origine vegetale.

          In avanzata fase sperimentale sono anche le nuove celle CdTE (cadmio-tellurio).  

TECNOLOGIE DI FABBRICAZIONE DEI PANNELLI E INQUINAMENTO AMBIENTALE

          I pannelli fotovoltaici sono costituiti essenzialmente da silicio. Questo elemento, dopo l'ossigeno, è quello più diffuso nella massa terrestre.

          Se i pannelli FV sono di per sè innoqui e non inquinanti, le produzione degli stessi può esserlo se avviene in modo scellerato, con tecnologie poco appropriate.

          La errata convinzione di alcuni che sostengono che l'energia prodotta da un modulo FV è minore di quella necessaria alla propria fabbricazione, poteva essere vera negli anni 50, quando le prime celle assemblate avevano una resa del 4%.

          Oggi i vari costruttori europei e americani sostengono che l'ammortamento energetico è compreso tra i 12 e i 50 mesi, in funzione della resa e del tipo di pannelli.

          Sono invece molto inquinanti le produzioni di moduli a basso costo come quelli realizzati in Cina; le tecnologie utilizzate sono infatti basate sulla raffinazione del silicio con il carbone, con totale disinteresse per l'inquinamento ambientale e per la salute. Questi produttori senza scrupoli non si preoccupano minimamente dello smaltimento dei moduli a fine vita.    

          Le garanzie offerte dalle manifatture europee assicurano un controllo di produzione e un corretto smaltimento dei sottoprodotti che intervengono nel ciclo produttivo.

SMALTIMENTO DEI MODULI FOTOVOLTAICI A FINE VITA

         La produzione  di energia elettrica  con impianti fotovoltaici,  tra le varie fonti rinnovabili, ha raggiunto in Italia, con più del 7% del fabbisogno elettrico, una buona diffusione.

         Si stima infatti che gli  impianti  fotovoltaici  già in  funzione  in Italia  (a inizio 2014) siano circa 550mila realizzati con un impiego  di oltre 100  milioni di moduli  fotovoltaici,  che raggiunto il  loro fine  vita dovranno

essere opportunamente smaltiti (dati GSE - Ministero Economia e Finanze).

         La vita  media,  in termini  di durata di  funzionamento,  per un modulo fotovoltaico  è di circa  20-25 anni
(la durata  attuale è  superiore ma occorre considerare che i primi moduli installati non avevano le attuali presta-zioni ed una buona parte sono di  fabbricazione  orientale con scadente qualità),  quindi il vero  mercato del rici-

clo dei materiali provenienti dallo smaltimento dei moduli FV andrà a pieno regime tra alcuni anni.

 

         Normativa di Riferimento: RAEE Direttiva 2012/19/UE

         I moduli  fotovoltaici, chiamati  anche comunemente  pannelli  solari  fotovoltaici,  una volta  giunti a fine

vita, andranno  opportunamente  smaltiti,  ma a quale normativa si deve far  riferimento e  quali sono  le parti in

gioco e quale  ruolo devono svolgere  nel ciclo di  trattamento  del fine vita dei  moduli di un  impianto fotovol-

taico?

         Per lo smaltimento  dei rifiuti da  apparecchiature  elettriche  ed elettroniche ci  siamo abituati a  sentire il termine  rifiuti RAEE,  disciplinati alla direttiva  europea che detta le regole del  corretto smaltimento  e riciclo,

per i pannelli  fotovoltaici  giunti a fine  ciclo di vita, in  Italia la  normativa  è in via di definizione e completa-

mento.

         La revisione della direttiva  europea sui  Rifiuti da  Apparecchiature  Elettriche  ed  Elettroniche  (RAEE) 2012/19/EU,  pubblicata sulla  Gazzetta Ufficiale del 24/07/2012 ed  entrata in  vigore il 13 agosto 2012 ha intro-

dotto i moduli fotovoltaici come dispositivi  rientranti nella  categoria dei  rifiuti RAEE e ha previsto che il ter-

mine di adeguamento delle legislazioni nazionali da parte degli stati membri fosse il 14 febbraio 2014.

         I pannelli solari usati negli  impianti fotovoltaici  residenziali/industriali, sono pertanto considerati, ai fini

del riciclo e smaltimento a fine vita, come gli e lettrodomestici,  Rifiuti da  Apparecchiature  Elettriche ed Elet-

troniche (RAEE).
         Sono i produttori di moduli  fotovoltaici i responsabili della  gestione del fine  vita dei pannelli che in Ita-

lia verranno raccolti e riciclati secondo quanto previsto dalla normativa di gestione dei RAEE.

         I Decreti Ministeriali del 5 Maggio 2011 (IV Conto Energia) e  del 5 luglio 2012 (V Conto Energia), han- no stabilito un incentivo economico per i privati, le imprese e gli enti pubblici che  installano un impianto sola-

re fotovoltaico connesso  alla  rete  elettrica e per gli impianti FV entrati in  esercizio  dopo  il 30 Giugno 2012,
l’obbligo di trasmettere al GSE anche il certificato rilasciato dal produttore  dei  moduli  fotovoltaici, attestante l’adesione ad un sistema o consorzio Europeo che garantisca, il riciclo dei moduli  fotovoltaici  utiliz
zati al ter- mine della loro vita utile.

          Il decreto del V Conto energia ha previsto che il soggetto responsabile di impianti che  entrano in eserci-

zio  successivamente  al 30 giugno 2012,  sia  tenuto a  trasmettere  al  GSE anche  il  certificato  rilasciato dal produttore dei moduli fotovoltaici, attestante l’adesione ad un  Sistema o Consorzio Europeo che garantisca, a

cura del medesimo produttore, il riciclo dei moduli fotovoltaici utilizzati al termine della loro vita utile.

          Il GSE (Gestore dei Servizi Energetici)  ha rilasciato  un apposito  Disciplinare Tecnico per la definizio-

ne e verifica dei requisiti tecnici dei Sistemi/Consorzi per il recupero e riciclo dei moduli fotovoltaici  a fine vi- ta al fine di assicurare il recupero e riciclo del singolo modulo fotovoltaico a fine vita, che deve essere traccia-

to dal momento della immissione sul mercato italiano sino al momento dello smaltimento.

          Come Smaltire e Riciclare i Pannelli Fotovoltaici.

          I moduli fotovoltaici sono realizzati con  le più diffuse  tecnologie che  permettono di realizzare pannelli

di tipo: policristallino, monocristallino e a film sottile e non è stato  evidenziato da studi e  ricerche  avanza- te che ci possano essere  danni causati  alla salute derivanti dai  moduli  fotovoltaici a  fine vita che molti

test classificano come rifiuti non nocivi.

          Riciclare i materiali di  recupero  provenienti dai  pannelli fotovoltaici a fine vita sarà sempre più una ri-

sorsa.

          Il riciclo del pannello FV permette di recuperare da un modulo quasi il 98% dei materiali componenti:

  • 15 kg di vetro (rivestimento, copertura del modulo, vetro di altissima qualità)

  • 2,8 kg di plastica (supporto del modulo, viene riciclata in vasi o altro)

  • 2 kg di alluminio (della cornice)

  • 1 kg di polvere di silicio (celle fotovoltaiche vere e proprie)

  • 0,14 kg di rame (connessioni elettriche tra celle)

          Il processo del riciclo di un modulo fotovoltaico a fine vita si articola su tre fasi essenziali:

  1. rimozione cornice e collegamenti

  2. triturazione

  3. flusso di trattamento

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GEOTERMIA

      "..L'energia geotermica è l'energia generata per mezzo di fonti geologiche di calore e può essere considerata una forma di energia alternativa e rinnovabile, se valutata in tempi brevi. Si basa sui principi della geotermia ovvero sullo sfruttamento del calore naturale della Terra (gradiente geotermico) dovuto all'energia termica rilasciata dai processi di decadimento nucleare naturale degli elementi radioattivi quali l'uranio, il torio e il potassio, contenuti naturalmente all'interno della Terra (nucleo, mantello e crosta terrestre).
         L'energia geotermica costituisce oggi meno dell'1% della produzione mondiale di energia. Tuttavia, uno studio condotto dal Massachusetts Institute of Technology afferma che la potenziale energia geotermica contenuta sul nostro pianeta si aggira attorno ai 12.600.000 ZJ (Z = zetta = 10 elevato alla 21) e che con le attuali tecnologie sarebbe possibile utilizzarne "solo" 2000 ZJ. Tuttavia, poiché il consumo mondiale di energia ammonta a un totale di 0,5 ZJ all'anno, con il solo geotermico, secondo lo studio del MIT, si potrebbe soddisfare il fabbisogno energico planetario con sola energia pulita per i prossimi 4000 anni rendendo quindi inutile qualsiasi altra fonte non rinnovabile attualmente utilizzata.

          Perché dobbiamo puntare all’utilizzo dell’energia geotermica:
• la geotermia rappresenta una fonte energetica rinnovabile a elevato potenziale applicativo;
• dà un fondamentale contributo alla riduzione della nostra dipendenza dai combustibili fossili;
• fa uso di una tecnologia rispettosa dell’ambiente e vantaggiosa dal punto di vista economico.

          Nell’ambito della geotermia “classica”, di solito, si parla di impianti di grandi dimensioni situati in aree ove è relativamente facile estrarre calore ad alte temperature (in genere superiori ai 100 °C) sia per il riscaldamento che per la generazione di elettricità tramite turbine a vapore.

         Con il termine geotermia a bassa temperatura o a bassa entalpia, si individuano invece gli impianti per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti che utilizzano il calore terrestre o delle falde acquifere. Si tratta di una tecnologia che può trovare applicazione praticamente ovunque nei più svariati contesti.
          Un impianto geotermico a bassa temperatura sfrutta la temperatura costante del terreno durante tutto l’anno negli strati più superficiali fino a una profondità di 100 metri circa, in Italia compresa tra i 12 e i 17 °C.

         Questa proprietà caratteristica del terreno superficiale consente di estrarre calore da esso in inverno in modo semplice ed efficiente e di utilizzarlo come sorgente fredda in estate.
         In alternativa al terreno, come si vedrà più avanti, è possibile utilizzare l’acqua di falda o di bacini lacustri con soluzioni tecniche similari. La geotermia a bassa temperatura è ideale sia per applicazioni di piccola scala (abitazioni singole) che di scala medio-grande (condomini, terziario, industriale).

         Essa permette un ottimale riscaldamento invernale e raffrescamento estivo degli ambienti, nonché la produzione di acqua calda sanitaria. Per poter usufruire della naturale energia contenuta nel sottosuolo è necessario avvalersi di pompe di calore in genere elettriche, accoppiate a scambiatori termici detti “sonde geotermiche”.
         Le pompe di calore geotermiche rappresentano l’elemento fondamentale dell’impianto, in quanto permettono il trasferimento dell’energia termica presente nel terreno agli ambienti da riscaldare (funzionamento invernale) e viceversa (funzionamento estivo).
         In natura il calore tende a spostarsi da una zona a temperatura più alta a una a temperatura più bassa. La pompa di calore, tramite la somministrazione di energia elettrica, contrariamente a quanto avverrebbe naturalmente, trasferisce il calore da una sorgente a temperatura più bassa (denominata sorgente fredda) a una sorgente a temperatura più alta (denominata pozzo caldo).
         Nel caso delle pompe di calore geotermiche la sorgente fredda è rappresentata dal calore della terra, mentre la sorgente calda dall’aria o dall’acqua che circola all’interno dei terminali di riscaldamento.

         Benché facciano uso di elettricità, gli impianti geotermici sono considerati una forma di energia rinnovabile in quanto la quantità di energia termica prodotta è ben superiore all’energia primaria (gas, petrolio, ecc.) resasi necessaria per generare l’elettricità che alimenta la pompa di calore stessa.

         Questo è anche il motivo della riduzione drastica dei consumi rispetto ai sistemi di riscaldamento tradizionali a gas/elettrici.
         Vantaggi:
- assenza, presso l’impianto, di emissioni di CO2 e altre emissioni inquinanti in atmosfera con conseguente beneficio globale in termini di salvaguardia dell’ambiente;
- costi di esercizio inferiori rispetto ai tradizionali sistemi di riscaldamento (fino al 60% in funzione della fonte so-stituita);
- costi di manutenzione ridotti al minimo;
- comfort ambientale.
          Un impianto geotermico è costituito da 3 elementi fondamentali:
• un sistema di captazione del calore;
• una pompa di calore elettrica;
• un sistema di accumulo e di distribuzione del calore..."

(Fonte dati: ENEL spa)

 

IMPIANTI CON SONDE GEOTERMICHE ORIZZONTALI

 
            Questa tecnologia oltre a sfruttare il calore del terreno risente dell’irraggiamento solare accumulato negli strati superficiali del terreno.

          I collettori orizzontali sono, come le sonde verticali, degli scambiatori in materiale plastico, interrati oriz-zontalmente a circa 1-2 metri di profondità.

          All’interno dei collettori circola, a circuito chiuso, una soluzione di acqua e antigelo che assorbe il calore del terreno e lo cede alla pompa di calore geotermica.

          La posa di collettori orizzontali richiede grandi superfici, che a seconda dei casi corrispondono dalle due alle tre volte la superficie interna da riscaldare/raffrescare. 

          Una varietà di tali soluzioni prevede l’utilizzo di sonde orizzontali in rame al cui interno viene fatto circolare direttamente il fluido frigorifero delle pompe di calore, con conseguente semplificazione impiantistica (impianti a espansione diretta).

 

IMPIANTI CHE SFRUTTANO L’ACQUA COME SORGENTE TERMICA

 

          L’acqua per essere sfruttata come sorgente termica, in alternativa al terreno, deve essere vicina all’edificio in cui è installata la pompa di calore. Negli impianti che utilizzano l’acqua di falda o di superficie, è l’acqua stessa che può fare sia da fluido termovettore che da sorgente termica.
          Questi sistemi, detti a circuito aperto, necessitano di attente valutazioni e analisi sulla qualità dell’acqua e sulla quantità disponibile, al fine di evitare impatti negativi sulla falda acquifera.
          Di norma va prevista la reimmisione in falda dell’acqua prelevata: vanno realizzati quindi due pozzetti, uno di estrazione e l’altro di reiniezione dell’acqua di falda.
          Gli impianti geotermici ad acqua di falda sono particolarmente validi per edifici di medie e grandi dimensioni, anche in considerazione del fatto che oltre al consumo imputabile alla pompa di calore, occorre prevedere una pompa elettrica per l’estrazione dell’acqua.

          Qualora si disponga in prossimità degli ambienti da climatizzare di uno specchio d’acqua è possibile anche realizzare sistemi a circuito chiuso con sonde orizzontali poste al di sotto del livello dell’acqua.
          Con le pompe di calore si ha il vantaggio di sfruttare una sola macchina che, grazie a una valvola diventa reversibile poiché presenta la possibilità di invertire le funzioni dell’evaporatore e del condensatore, fornendo così aria fredda in estate e aria calda in inverno.
          Funzionamento invernale
          In modalità riscaldamento il fluido termovettore scende attraverso la sonda di mandata a una temperatura inferiore a quella del terreno (per esempio a 3-4 °C se è costituito solo da acqua, o a 0 °C se è additivata con glicole) e risale a una temperatura di 4-5 °C superiore, dopo avere “estratto” calore dal terreno per conduzione. La pompa di calore è in grado di trasferire il calore estratto dal terreno all’impianto di distribuzione facendo uscire acqua a una temperatura di 30-35 °C (nel caso dei pannelli radianti); l’acqua di ritorno dall’impianto rientra nella pompa di calore a una temperatura di 4-5 °C inferiori, dopo avere ceduto calore all’ambiente.
          Funzionamento estivo
         Il raffrescamento attivo presuppone il funzionamento della pompa di calore anche in estate. Il fluido di circolazione deve scendere attraverso la sonda di mandata a una temperatura superiore a quella del terreno (per esempio a 25-30 °C) e risalire a una temperatura di 4-5 °C inferiore, dopo avere “ceduto” calore al terreno. Anche in questo caso la pompa di calore trasferisce il calore dal corpo più caldo (ambiente), a quello più freddo (terreno) operando l’inversione del ciclo rispetto alla modalità di funzionamento invernale. In uscita dalla pompa l’acqua può raggiungere la temperatura necessaria per il raffrescamento con pannelli radianti (16-20 °C) o con i fancoil (7-12 °C).
Il raffrescamento attivo va abbinato alla deumidificazione degli ambienti.
          È possibile, in alternativa a quanto sopra detto, raffrescare naturalmente gli ambienti attraverso
il cosiddetto free-cooloing: questa particolare applicazione permette la climatizzazione estiva semplicemente facendo circolare all’interno dei pannelli radianti l’acqua di ritorno dalle
sonde geotermiche. È necessaria a tal fine la predisposizione del bypass della pompa di calore.
          Il free-cooling è un sistema di condizionamento molto economico ed ecologico.
          La risorsa geotermica è disponibile su tutto il territorio nazionale.

          È comunque importante conoscere le caratteristiche del sottosuolo che si intende utilizzare come fonte di calore. L’assenza di situazioni geologiche sfavorevoli (es. grandi spessori di ghiaie secche, grandi sistemi carsici) oppure la presenza o meno di acque sotterranee o di vincoli idrogeologici, determinano la fattibilità o meno di un impianto geotermico. Il fattore essenziale da rispettare per la progettazione è la conducibilità termica del terreno, ovvero l’attitudine a trasmettere il calore.

          Il rendimento specifico è proporzionale alla conducibilità termica del terreno e può essere considerato accettabile per valori maggiori di 50 W/m.
           Operatori specializzati potranno fornire consigli e informazioni riguardo a un sito specifico scelto per l’installazione, ricorrendo eventualmente a indagini geologiche che valutino con esattezza la qualità della risorsa geotermica.
           La geotermia di superficie (detta anche a bassa temperatura o a bassa entalpia) viene impiegata per la climatizzazione ambientale in riscaldamento e raffrescamento, attraverso pompe di calore elettriche e ad assorbimento.

           La sorgente geotermica può essere captata in modi diversi:
- con sonde geotermiche orizzontali al cui interno scorre il fluido termovettore (a circuito chiuso);

- con sonde geotermiche verticali al cui interno scorre il fluido termovettore (a circuito chiuso);

- con impianti che sfruttano l’acqua di falda come fluido termovettore con o senza reimissione nella falda dopo l’uso (circuito aperto);

- impianti che sfruttano l’acqua dei laghi o dei bacini come sorgente termica attraverso un circuito che può essere aperto o chiuso.
          Gli impianti geotermici che utilizzano come sorgente l’acqua del sottosuolo rappresentano una situazione particolare, fattibile previa verifica della disponibilità idrica del sito e delle autorizzazioni da parte degli Enti competenti in materia di sfruttamento delle acque.
          Infatti sussistono vincoli legislativi sull’inquinamento termico delle acque e si devono osservare eventuali piani regionali.

          Va detto comunque che l’uso diretto dell’acqua di falda rappresenta il sistema più efficiente in termini di resa dell’impianto perché nello scambio di calore al lato “sorgente” non c’è un limite di salto termico come accade invece per i sistemi a circuito chiuso, salvo limiti imposti dagli Enti preposti per la salvaguardia delle risorse idriche.

          La sorgente più utilizzata per il funzionamento delle pompe di calore (o dei condizionatori per il raffrescamento estivo) è l’aria (perché disponibile ovunque, sempre e non richiede concessioni per essere utilizzata).
         Essa però presenta uno svantaggio rilevante: nella fase invernale, quando la temperatura dell’aria esterna è relativamente bassa, il fabbisogno di riscaldamento di un edificio aumenta; ma per contro, l’efficienza di una pompa di calore che usa l’aria come sorgente termica si abbassa al diminuire della sua temperatura.

          Analogamente accade in regime estivo per il raffrescamento di un edificio.
          Questo è il motivo per cui il terreno costituisce un valido sostituto dell’aria, anche grazie alla elevata inerzia termica del terreno. Questo significa che già a qualche decina di centimetri di profondità si riduce l’ampiezza dell’escursione termica giornaliera mentre l’escursione termica stagionale si riduce in modo consistente ad una decina di metri circa di profondità.
          Si può dire che l’energia termica che ci viene data da una sorgente qualunque essa sia (aria, acqua o terreno) deve essere integrata con una macchina detta “pompa di calore” in grado di innalzare la temperatura del fluido vettore in base alle richieste dell’utenza a spese di energia elettrica.

          Lo scopo è quello di massimizzare l’energia “gratuita” fornita dalla sorgente e di minimizzare la spesa elettrica necessaria per aumentare l’energia termica ai livelli desiderati.
          La soluzione geotermica con sonde orizzontali richiede minori investimenti iniziali rispetto alla soluzione con sviluppo verticale a causa delle mancate spese di perforazione.

          Risulta però una soluzione meno efficiente, poiché gli strati più superficiali di terreno risentono maggiormente delle variazioni climatiche esterne.
          Sono richieste superfici di terreno molto ampie (fino anche a due volte la superficie da climatizzare).
          In questo caso si parla di collettori orizzontali costituiti da tubi in polietilene o polietilene reticolato ad alta pressione: la soluzione in polietilene richiede un letto di sabbia per l'alloggiamento dei tubi mentre nel caso del polietilene reticolato i tubi possono resistere alle sollecitazioni di pietre o altri corpi presenti nel terreno.
          Indagini sperimentali e prassi di buona pratica hanno contribuito a definire una profondità standard alla quale posare i collettori: la profondità massima degli scavi oscilla tra i 2 ed i 3 m in modo che anche le variazioni stagionali di temperatura risultano essere attenuate


            Profondità  (m)         Temperatura media   annuale (°C)
                 0,0                                            15,1
                 0,5                                            15,3
                 1,5                                            15,3
                 3,0                                            15,4


           L'influenza termica del collettore orizzontale sul terreno è maggiore data l'estensione del collettore: è consigliabile che la superficie di terreno sia interessata solo da vegetazione con apparato radicale poco profondo in modo da non risentire di variazioni termiche dovute alla presenza dell'impianto.

          Nel capitolo "Tecniche costruttive e materiali" di questo sito, viene illustrato il progetto di un impianto di semplice realizzazione, con buone caratteristiche di resa termica.

 

          La geotermia di superficie a sviluppo orizzontale è sicuramente più eco-sostenibile nei confronti di quella che prevede trivellazioni a grande profondità. Molti pareri in merito risultano ancora controversi, circa le pos-sibiltà di innesco di problematiche geofisiche da parte di campi di trivellazioni a grande profondità. Gli studi geologici in corso non hanno ancora dato risposte certe in merito, tenuto conto che si tratta di tecnologie relativamente giovani e non abbastanza diffuse, da poter creare una casistica sufficientemente attendibile.   

COMBUSTIBILI DA FONTI RINNOVABILI

          Le biomasse vegetali prodotte dal legno e dalle ramaglie dei boschi, sono una fonte energetica rinnovabile che non danneggia l'ambiente e può essere usata per produrre calore.

         Per biomasse vegetali si considerano:

- la legna da ardere in ciocchi, ricavata soprattutto dal taglio dei boschi;

- il cippato, cioè il legno sminuzzato prodotto utilizzando gli scarti delle potature e della manutenzione dei boschi;

- pellet, pastiglie di legno macinato e pressato, generalmente realizzate con gli scarti della lavorazione del legno. 

 

          La biomassa vegetale è la materia che costituisce le piante. L'energia in essa contenuta è energia solare immagazzinata durante la crescita, per mezzo della fotosintesi clorofilliana. Le biomasse, prodotte e utilizzate in maniera ciclica, rappresentano quindi una risorsa energetica rinnovabile e rispettosa dell'ambiente.
          Bruciando gas o gasolio per riscaldarsi si trasferisce e si accumula nell'atmosfera carbonio prelevato dalle profondità del sottosuolo, contribuendo in tal modo all'effetto serra. Viceversa, la combustione di biomassa non incrementa l'effetto serra, perchè il carbonio che si sprigiona bruciando il legno proviene dall'atmosfera stessa e non dal sottosuolo.
         Attualmente in Italia le biomasse vegetali contribuiscono meno del 2% al fabbisogno energetico. Tale contributo è largamente al di sotto del potenziale disponibile, poichè la gran parte della legna è utilizzata in caminetti e stufe, spesso obsoleti e poco efficienti.
          Riscaldarsi con le biomasse vegetali non fa solo bene all'ambiente, ma anche alle nostre tasche, perchè a parità di calore prodotto i combustibili vegetali costano molto meno rispetto a quelli fossili.
          Il grafico seguente confronta i tre maggiori combustibili fossili da riscaldamento (gasolio, metano e GPL) e le tre principali biomasse (legna da ardere, cippato, pellet).

Descrizione immagine
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         Si nota immediatamente che il costo dell'energia da biomassa vegetale risulta, in tutti i casi, nettamente inferiore. Il risparmio di esercizio è quindi considerevole e consente in molti casi un rapido recupero del capitale investito nell'impianto.
         Le biomasse vegetali, se utilizzate con apparecchiature moderne ed efficienti, costituiscono una fonte di energia:
rinnovabile, perchè viene continuamente riprodotta dagli alberi che crescono utilizzando l'energia solare, al contrario degli altri combustibili (carbone, gasolio, gas) che sono destinati ad esaurirsi;
neutrale, rispetto all'emissione di anidride carbonica nell'atmosfera, perchè la quantità emessa con la combustione è la stessa di quella che è stata assorbita qualche anno prima con la fotosintesi clorofilliana;
economica, perchè il costo è più basso degli altri combustibili e la produzione di biomasse può essere incrementata, senza alcun danno per l'ambiente. 
         L'incremento della produzione di biomasse vegetali è per l'Italia particolarmente importante in quanto, stimolando il rimboschimento e la manutenzione dei boschi, contribuisce a salvaguardare l'equilibrio idrogeologico del territorio e sviluppa l'economia delle zone rurali e montane del Paese, creando nuove opportunità occupazionali e riducendo il rischio di incendi boschivi, che trovano idoneo ambiente di propagazione nel sottobosco non curato e ricco di sterpaglie e rami secchi..
          Il Comitato Termotecnico Italiano - CTI, ritiene che il problema delle polveri sottili (PM10 o PM2,5) è un aspetto di primaria importanza in tema di qualità dell’aria soprattutto in contesti particolarmente complessi, con poca circolazione d’aria e un ridotto ricambio della stessa.
          Con sempre più frequenza veniamo informati che l'aria delle nostre città è fortemente inquinata da elevati livelli di polveri sottili.

          Le polveri sottili hanno origine da diverse fonti, ma come e perché vengono prodotte dalla biomassa legnosa?

          Analizzando recenti dati diffusi dalle ARPA locali sulle fonti che originano tale problema, è emerso che tra queste, le biomasse, specie quelle utilizzate nei piccoli dispositivi di combustione, sembrano avere un ruolo più che significativo, al pari di altri "contribuenti" storici come il traffico veicolare.
          La biomassa produce polveri sottili fondamentalmente perché le caratteristiche fisiche di un ciocco di legna, di una scaglia di cippato o di un singolo pellet sono tali da renderne la combustione più difficoltosa rispetto a quella degli altri combustibili tradizionali (liquidi come il gasolio o addirittura gassosi come il gas naturale) con cui sono spesso confrontati.

           In linea molto generale e semplificando il complesso processo di formazione del particolato sottile, una combustione difficoltosa determina la presenza di un elevato numero di particelle carboniose incombuste a cui si aggiungono anche tutte le componenti volatili che si liberano durante le varie fasi di combustione e che, condensando attorno a micro particelle solide, accrescono ulteriormente la massa delle polveri sottili.
           In questo processo gioca quindi un ruolo fondamentale sia il combustibile, sia la tecnologia, sia le modalità di gestione dell'impianto, purché visti come parti di un unico insieme. Un buon combustibile utilizzato in un apparecchio scadente fornisce prestazioni scadenti soprattutto dal punto di vista ambientale, così come la miglior tecnologia disponibile gestita male o utilizzando un combustibile di bassa qualità spesso non consente di rispettare elevati standard qualitativi.

            E' quindi l'equilibrato accoppiamento di questi fattori che può garantire un sereno e sostenibile futuro alla combustione delle biomasse.
           Oggi però, a causa di una generale scarsa informazione a tutti i livelli si sta diffondendo una certa preoccupazione nei confronti dei biocombustibili legnosi per usi termici in generale, spesso senza considerare l'importante ruolo che essi hanno nell'economia locale e l'indubbio vantaggio derivante dalla loro rinnovabilità.       

            Non deve essere mai trascurato il fatto che legna, pellet e cippato sono combustibili di origine naturale e rinnovabili al 100%. Ciò non toglie ovviamente che questi possano, in determinate condizioni di utilizzo, essere causa importante di inquinamento atmosferico.

            I due grandi settori di utilizzo dei biocombustibili solidi sono quello domestico, che vede la prevalenza di piccoli apparecchi (stufe e termo camini) gestiti direttamente dal singolo cittadino, e quello sempre residenziale, ma costituito da impianti centralizzati o di teleriscaldamento e caratterizzato da impianti di medio - grandi dimensioni.
            Di fatto sono due mondi completamente diversi e per certi versi solo marginalmente sovrapponibili.
            Il primo probabilmente soffre per una eccessiva liberalizzazione del mercato che nel tempo ha portato a un elevato numero di apparecchi installati, molti dei quali di vecchia concezione (per esempio gli obsoleti camini aperti, senza vetro a chiusura del focolare) con basse efficienze di combustione e conseguenti prestazioni ambientali scarse.

            Negli ultimi anni, fortunatamente, questo mercato è stato oggetto di una interessante evoluzione guidata da molte aziende nazionali (all'avanguardia anche a livello europeo) che hanno saputo introdurre novità tecnologiche di tutto rispetto contribuendo ad abbassare sensibilmente i valori di emissioni di polveri sottili di loro apparecchi. La tecnologia, seppure ancora migliorabile, ha già fatto parte del suo dovere, ma rimane ancora da sviluppare il settore dei combustibili (di qualità) e migliorare la cultura degli utenti.

           Occorre intervenire sia sul fronte amministrativo, cercando di trovare i migliori compromessi normativi anche per la regolazione del mercato dei combustibili e della manutenzione degli impianti, sia sul fronte tecnologico, sviluppando nuove soluzioni ad alta efficienza energetica e basse emissioni di costo conte-nuto.           

          Sul piano culturale, occorre convincere l’utenza che non è sufficiente utilizzare la biomassa per conseguire un risultato ecologico (ed economico), ma che è necessario utilizzarla con le giuste modalità, pena un risultato controverso.

         Il secondo settore, quello dei sistemi centralizzati e di teleriscaldamento alimentati a biomassa, è invece caratterizzato da un numero di impianti inferiore ma con prestazioni medie molto più elevate, anche per impianti in funzione da qualche decina d'anni. Il vantaggio in termini di prestazioni energetiche ed ambientali rispetto ad altri sistemi è un dato di fatto quando si parla di impianti di questa tipologia e taglia se non altro per il fatto che i limiti di emissione imposti dal legislatore sono stringenti e il meccanismo dei controlli effettuati dagli enti competenti è efficace.

         Il tutto gioca attorno a tecnologie di combustione che oramai consentono di ottenere comunque basse emissioni e raggiungere alte efficienze energetiche (elementi fortemente connessi tra loro). A questi sono inoltre sempre associati sistemi di trattamento fumi molto performanti e di fatto obbligatori a partire da determinati livelli di potenza.
         Il Comitato Termotecnico Italiano - CTI, ente federato all'UNI per l'unificazione nel settore termotecnico, ha definito le specifiche chimico-fisiche per i biocombustibili solidi.

        Già nel 2007 sono state pubblicate due norme nazionali, la UNI TS 11263 "Biocombustibili solidi. Caratterizzazione del Pellet per fini energetici" e la UNI TS 11264 "Biocombustibili solidi. Caratterizzazione di legna da ardere, bricchette e cippato", con le quali sono stati definiti i requisiti di qualità che devono avere questi combustibili per consentire elevate prestazioni.
        Tali norme nazionali hanno anticipato altrettante norme europee, come il pacchetto delle EN 14961, i cui contenuti, anche in questo caso sono stati fortemente influenzati dal lavoro del CTI.

USO DI APPARECCHIATURE ELETTRICHE

AD ALTA EFFICIENZA ENERGETICA

         Sarebbe un controsenso pensare di utilizzare in una casa passiva, apparecchi elettrici e/o elettronici che non presentino caratteristiche di alta efficienza energetica. Una casa a consumo energetico quasi nullo per ciò che riguarda il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria, sarebbe in palese contrasto con l'utilizzo al suo interno di elettrodomestici "energivori", che vanificherebbero in parte gli scopi e gli obbiettivi che una tale tipologia di edificio raggiunge.

         La necessità di proteggere l’ambiente, pur mantenendo un adeguato livello di benessere, è alla base delle scelte riguardanti la produzione ed il consumo dell’energia.

         Il raggiungimento e il superamento degli obiettivi di riduzione delle emissioni dei “gas serra” è uno dei pilastri del “benessere sostenibile”. Dobbiamo tutti fare qualcosa per ridurre le emissioni inquinanti e per limitare i consumi energia e di altre risorse a casa nostra e più in generale del nostro paese.

 

• Scopo della ricerca e dell’innovazione tecnologica è quello di darci soluzioni nuove e sistemi più efficienti.

 

• Compito di chi governa è coordinare gli sforzi, indirizzare le scelte e promuovere l’utilizzo di tali sistemi.

 

• È impegno di tutti essere parte attiva, informandoci e valutando la possibilità di utilizzare nuove e più convenienti soluzioni per risparmiare energia ed altre risorse essenziali come l’acqua. L’uso razionale delle risorse, energetiche ma non solo, comporta un doppio beneficio: il singolo cittadino pagherà una bolletta meno cara e la collettività si avvantaggerà di un minore inquinamento e una minore necessità di importare energia e materie prime dall’estero.

          Ridurre i consumi di energia elettrica ed altre risorse è possibile. Anche in casa nostra possiamo fare molto adottando una serie di accorgimenti e comportamenti, senza per altro grandi sacrifici o rinunciare al comfort, ma solo con un po’ di attenzione, programmazione e buona volontà.

          Le possibilità di risparmio sono tante e spesso sotto gli occhi di tutti.

          Limitare i consumi irrazionali ed eliminare gli sprechi di energia e di acqua sin da oggi significa non solo ridurre le spese (le “bollette” saranno più leggere e le spese della gestione familiare più contenute) ma anche contribuire ad un ambiente più pulito; significa pensare al futuro.

          Lo scopo dell’etichettatura energetica comunitaria è di informare gli utenti finali sul consumo di energia e di altre risorse essenziali dei prodotti, per consentirne un impiego più razionale e favorire il risparmio di energia e di acqua oltre che ridurre l’inquinamento atmosferico.

          Inoltre, promuovendo la scelta dei modelli con consumi più contenuti ed elevate prestazioni al momento dell’acquisto, l’etichetta favorisce lo sviluppo tecnologico dei prodotti.

         L’Unione Europea ha affrontato concretamente la questione a partire dal 1992, quando la direttiva 92/75/CEE ha stabilito la necessità di applicare una etichetta energetica ai principali elettrodomestici: si è partiti nel 1998 con i frigoriferi e congelatori, cui sono seguiti lavatrici, lavastoviglie, asciugatrici, lavasciugatrice, lampade ad uso domestico, forni elettrici e infine condizionatori nel 2003.

          Nel 2003 sono state introdotte, solo per gli elettrodomestici per la refrigerazione domestica, due nuove classi di efficienza energetica (A+ e A++) per rispondere ad una crescente domanda da parte dei consumatori di prodotti sempre più eco-efficienti.

          Nel 2010 la direttiva 2010/30/UE ha esteso la possibilità di applicare l’etichetta a tutti i “prodotti connessi all’energia” cioè a qualsiasi bene che consumi effettivamente energia nella fase d’uso (impatto diretto) o che - pur non consumando direttamente energia - contribuisca alla sua conservazione durante l’uso (impatto indiretto).    

          L’etichetta prevede tre nuove classi di efficienza energetica per tutti i prodotti: A+, A++ e A+++. Inoltre, il materiale promozionale del prodotto deve necessariamente riportare il riferimento alla classe di efficienza energetica in aggiunta al prezzo di vendita e alle caratteristiche tecniche del modello.

        A partire dal settembre 2010 sono state quindi riviste le etichette per i grandi elettrodomestici, i condizionatori d’aria e le sorgenti luminose mentre nuove etichette sono state introdotte per i televisori e altre sono già allo studio.

         Le etichette delle diverse apparecchiature presentano elementi ricorrenti e una veste grafica che non è variata nel tempo: una serie di frecce di lunghezza crescente e di colore diverso; ad ogni freccia è associata una lettera che indica la classe di efficienza energetica; di solito sono visibili solo 7 frecce con le rispettive lettere. Il nome del produttore o del marchio e l’identificazione del modello sono sempre presenti, insieme all’indicazione del consumo annuo di energia elettrica in kWh.

          Dal 2010 sono stati introdotti nuovi elementi:

• le tre nuove classi energetiche (A+, A++, A+++) che vanno ad aggiungersi alla tradizionale scala dalla A alla G,

• la neutralità linguistica, in quanto i testi nelle varie lingue dell’Unione Europea sono stati sostituiti da pit-togrammi che informano a colpo d’occhio i consumatori sulle caratteristiche  e sulle prestazioni energetiche e funzionali degli apparecchi.

          Unica eccezione, al momento, l’etichetta degli apparecchi per l’illuminazione.

          In conclusione: a parità di altre caratteristiche tecniche o prestazionali gli apparecchi con consumi più bassi hanno la freccia più corta di colore verde, quelli con consumi più alti hanno la freccia più lunga di colore rosso.

          A seconda del grado di sviluppo tecnologico del tipo di apparecchiatura le lettere possono variare in alto da A ad A+++ e in basso da G a D.

          L’etichetta contiene inoltre informazioni sulle caratteristiche tecniche come volume e capacità di carico, e prestazioni funzionali come l’efficienza di centrifugazione o di asciugatura. Anche per le prestazioni funzionali sono state create delle classi di efficienza, identificate dalle tradizionali lettere da A (migliore) a G (peggiore) e che sono indicate nell’etichetta all’interno dei pittogrammi.

          L’uso dei pittogrammi – cioè piccole rappresentazioni grafiche di un concetto - informa in modo semplice ed efficace gli utenti finali sulle caratteristiche e sulle prestazioni di un prodotto e non richiede traduzioni nelle lingue nazionali. La conseguente neutralità linguistica ha reso possibile sia l’uniformità dell’etichetta in tutti i paesi membri dell’UE che la presenza, obbligatoria, dell’etichetta in ciascun apparecchio.

          L’etichetta deve essere posta dal negoziante, ben visibile, davanti o sopra a tutti gli apparecchi esposti per la vendita anche se ancora contenuti nel loro imballaggio. Quando non è possibile per il consumatore prendere diretta visione  dell’apparecchio - ad esempio  nelle vendite per corrispondenza  o via Internet - è fatto  obbligo al

venditore di renderne note le prestazioni energetiche e funzionali sui cataloghi di offerta al pubblico o on-line.

         L’etichetta è uniforme per tutti gli apparecchi della stessa categoria per permettere agli utenti finali di confrontare facilmente le caratteristiche distintive degli specifici modelli: il consumo energetico, il consumo di acqua, la capacità, le eventuali prestazioni funzionali. Tuttavia, le informazioni contenute nell’etichetta sono basate su prove standard, previste dalla legislazione europea, e realizzate in condizioni di laboratorio. Questo permette il confronto fra gli apparecchi della stessa categoria, ma il reale consumo energetico nelle condizioni quotidiane di utilizzo dipende dal luogo e dalle condizioni di installazione e, in alcuni casi, dalla frequenza d’uso, e quindi può variare rispetto ai valori indicati nell’etichetta.

         Il significato pratico dei segni “+”, in termini di maggiore efficienza energetica, varia da prodotto a prodotto:

Frigoriferi e congelatori:
i modelli in classe A+++ sono il 60% più efficienti dei modelli in classe A

Lavatrici:
i modelli in classe A+++ sono il 32% più efficienti dei modelli in classe A

Lavastoviglie:
i modelli in classe A+++ sono il 30% più efficienti dei modelli in classe A.

          Per alcune apparecchiature specifici atti legislativi comunitari hanno stabilito requisiti minimi di efficienza energetica per poter essere venduti:

• la classe di efficienza energetica A+ è il minimo per i frigoriferi e i congelatori, dal 1 luglio 2012

• la classe di efficienza energetica A è il minimo per le lavatrici,

dal 1 dicembre 2011; la classe di efficienza di lavaggio A è il minimo per apparecchi con capacità di carico superiore a 3kg la classe di efficienza energetica e di efficienza di lavaggio A è il minimo per le lavastoviglie di dimensioni standard, dal 1 dicembre 2011

         L’obbligo di etichettatura dei singoli prodotti è attualmente obbligatorio per tutti gli apparati venduti nell’ambito comunitario.

         L’etichetta è accompagnata da una scheda informativa relativa al prodotto etichettato, che ne illustra le caratteristiche tecniche e le prestazioni funzionali ed è allegata al materiale informativo fornito insieme all’apparecchio o al catalogo in visione nei negozi.

         Nelle schede dei diversi apparecchi sono riportati: il marchio del costruttore; il nome del modello; la classe di efficienza; il consumo di energia ed eventualmente di altre risorse; l’eventuale assegnazione del marchio comunitario di qualità ecologica (Ecolabel, in questo caso è pubblicato il relativo simbolo), le principali caratteristiche tecniche dello specifico modello e in particolare quelle che possono incidere sui consumi di energia.

        Inoltre, per ogni tipologia di apparecchio, la scheda è personalizzata con una serie di informazioni aggiuntive.

       In definitiva, per il consumatore attento e consapevole, la scheda informativa si configura, accanto all’etichetta energetica, come una ulteriore preziosa fonte di informazione.

ULTERIORI PARAMETRI INERENTI LA PROGETTAZIONE

E LA COSTRUZIONE DI UN EDIFICIO PASSIVO

          Esposizione, orientamento, gradi giorno.
         Per poter sfruttare al meglio la luce del sole nei vari periodi dell'anno, è molto importante valutare attentamente l'orientamento delle varie stanze e soprattutto delle finestre e superfici vetrate.
         In una casa passiva, la maggior parte del fabbisogno energetico viene coperta dagli apporti solari, ed è quindi indispensabile l'orientamento della facciata principale verso sud.

         La facciata principale esposta a sud avrà anche una superficie vetrata pari a circa il 40% della superficie complessiva della facciata, per meglio sfruttare il calore prodotto dall'illuminazione solare durante i mesi invernali.

         Una superficie maggiore non porta vantaggi significativi per quello che riguarda il riscaldamento durante l'inverno, ma rischia di causare un eccessivo surriscaldamento durante l'estate.
         Proprio l'esposizione verso sud delle finestre principali è preferibile all'esposizione ad ovest anche per quello che riguarda il caldo dei mesi estivi: se è vero che il lato sud riceve il massimo della radiazione in inverno, quando è più richiesta, è altrettanto vero che durante l'estate, quando il sole è alto e i suoi raggi incidono ad angolo acuto a sulla superficie terrestre, la casa viene meno irradiata.
         Al contrario, una finestra orientate verso ovest, pur non migliorando molto il bilancio energetico invernale, contribuisce in maniera significativa al surriscaldamento durante l'estate: le aperture sul lato ovest dovranno quindi essere contenute e dotate di efficaci sistemi di ombreggiatura.
         Il lato nord dovrà avere poche finestre, dato che è qui che si concentrano le maggiori dispersioni termiche durante l'inverno; negli altri periodi dell'anno l'apporto di luce fornito dalle finestre a nord risulta poco signi-ficativo.
         Le superfici vetrate esposte a sud non devono essere ombreggiate, per avere guadagni solari ottimali e far si che le finestre contribuiscano al mantenimento del calore all'interno della casa.

         All'esterno, sono quindi preferibili specie arboree caducifoglie, che raffrescano e ombreggiano in estate e consentono il soleggiamento in inverno.

          Per questo motivo sono sempre sconsigliate le conifere in prossimità dei fabbricati. 

          Nelle case passive è da evitare lo scambio incontrollato di aria tra interno e esterno.

         Le strutture esterne devono formare una tenuta unica cosicché insieme formino una specie di tenuta a cappotto.

         Tutto l'involucro edilizio in fase di costruzione deve essere studiato e realizzato al fine di raggiungere un totale livello di impermeabilità al vento.

         Una struttura così ben realizzata evita non solo l'apparizione di correnti d'aria e quindi spreco di energia, ma a causa della diminuzione dell'umidità nella struttura, riduce notevolmente la possibilità di danneggiamento degli elementi costruttivi dell'edificio.
         Il calcolo delle dispersioni termiche e di conseguenza delle tipologie costruttive e dei materiali impiegati è conseguente a quanto previsto dalle norme vigenti che fanno riferimento principalmente ai gradi/giorno.

         I gradi giorno (GG) sono un parametro empirico utilizzato per il calcolo del fabbisogno termico di un edificio e rappresentano la somma delle differenze tra la temperatura dell’ambiente riscaldato (conven-zionalmente 20°C) e la temperatura media esterna; la differenza viene conteggiata solo se positiva.

 

              GG = Ʃt (trif - te)                    dove:   trif  = 20° C     e         te = temperatura media esterna


          Il riferimento normativo DPR 412 del 26/08/93 prevede l’individuazione di sei zone climatiche nel ter-ritorio nazionale in funzione dei gradi-giorno.
           I Gradi Giorno (GG) sono un'unità di misura che indica il fabbisogno termico per il riscaldamento delle abitazioni in una determinata località.
           Per definire le zone climatiche la normativa introduce una unità di misura fittizia, il "grado-giorno".    
           Per gradi-giorno di una località si intende la somma, estesa a tutti i giorni di un periodo annuale convenzionale di riscaldamento, delle sole differenze positive giornaliere tra la temperatura degli ambienti interni (convenzionalmente fissata a 20°C) e la temperatura media esterna giornaliera, come specificato nella formula sopra riportata.
           In pratica, si tratta di definire, zona per zona, quanti sono i "gradi necessari ogni giorno" per riscaldare una casa.
           Tecnicamente si procede così: nell'arco dell'intera giornata vengono rilevate a intervalli definiti, le temperature esterne. La media delle temperature esterne di ogni giornata viene sottratta dalla temperatura con-venzionale dell'ambiente interno, appunto fissata dalla normativa a 20 °C. Se il valore della differenza è negativo, esso non viene preso in considerazione. Esempio: 20° interni, 21° esterni (= -1, la casa non ha bisogno di riscaldamento). Se invece il valore della differenza è positivo (20° interni, 17° esterni = +3°, dunque necessità di riscaldamento) esso viene sommato agli altri valori positivi rilevati durante la stagione invernale.

            Per i comuni molto freddi (per cui si hanno sempre valori di differenza positivi) la rilevazione viene estesa a tutto l'arco dell'anno.
             In pratica, il minor numero di gradi giorno designa le zone più calde e con minor necessità di riscaldamento, e viceversa il maggior numero designa quelle più fredde e con maggior necessità di riscaldamento.
             Il D. Lgs. n.192 del 2005, integrato successivamente dal D. Lgs. n. 311 del 2006, ha stabilito per le nuove costruzioni i criteri, le condizioni e le modalità per migliorare le prestazioni energetiche degli edifici: il fine è di contribuire al conseguimento degli obiettivi nazionali di limitazione delle emissioni di gas (effetto serra) posti dal protocollo di Kyoto.
             In Italia sono state identificate sei zone climatiche, contraddistinte dalle lettere dell’alfabeto
A, B, C, D, E, F passando dalla zona più calda alla più fredda.
             Ad ogni comune è stata assegnata una zona climatica a seconda della temperatura media annua, inoltre a seconda dell’elemento da valutare (caldaie, pannelli fotovoltaici, muratura perimetrale, solai, infissi, etc.) è stato associato un valore da rispettare.

             Tale coefficiente è soggetto a modifiche nel corso degli anni.
             Valori applicabili dal 1° gennaio 2010 per tutte le tipologie di edifici.
             Valori limite della trasmittanza termica utile U delle strutture componenti l'involucro edilizio espressa in (W/m2 K):

Descrizione immagine

(*) Pavimenti verso locali non riscaldati o verso l'esterno
(**) Conformemente a quanto previsto all'articolo 4, comma 4, lettera c), del Dpr 2 aprile 2009, n. 59, che fissa il valore massimo della trasmittanza (U) delle chiusure apribili e assimilabili, quali porte, finestre e vetrine anche se non apribili, comprensive degli infissi

 

 

 

         Questo sito è volto ad incentivare la diffusione delle case passive, con particolare attenzione alle case di legno, a cui sono dedicati i capitoli:

- la casa: comfort di vita e salute;

- la casa e l'ambiente;

- tecniche costruttive e materiali.