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Nuova Direttiva Europea EPBD IV (Energy Performance of Building Directive) Verso edifici ad emissione ZERO

Pubblicato su : 15/03/2024

È stata recentemente approvata la nuova Direttiva EPBD IV (Energy Performance of Building Directive) che ha per obiettivo il raggiungimento della neutralità climatica entro il 2050, cioè tutti gli edifici esistenti dovranno essere ad emissioni zero (di CO2)

L’obiettivo più generale per evitare l’emissione di CO2 è quello della decarbonizzazione, cioè non utilizzare combustibili fossili (metano, carbone ecc).

Nella figura vediamo come sono ripartiti i consumi energetici per aree specifiche. In particolare possiamo vedere nel diagramma a torta di sinistra che i consumi energetici sono quasi egualmente ripartiti tra:

  • trasporti: 30%
  • industria: 30%
  • residenziale: 40%

Nel diagramma a torta di destra è stato esplicitato il solo contributo del residenziale da cui si evince che il 67% dei consumi residenziali è dovuto al riscaldamento degli edifici.

 

Come si vede dalle figure precedenti la climatizzazione degli edifici contribuisce in modo sostanziale al totale delle emissioni di CO2, per questo la Direttiva EPBD IV si è posta l’obiettivo di rendere tutti gli edifici della Comunità Europea “climaticamente neutri”, cioè ad emissioni zero di CO2, entro il 2050,

Ricordiamo che la CO2 è un gas inerte, è presente nelle bevande gasate, ma una concentrazione eccessiva nell’atmosfera provoca l’effetto serra e l’innalzamento della temperatura.

Finalità della EPBD IV

La nuova EPBD IV è stata emanata per favorire i processi di:

  • Transizione ecologica;
  • Decarbonizzazione;
  • Realizzazione di edifici ad emissioni zero.

 

I punti salienti della Direttiva sono i seguenti:

  • a partire dal 2030 i nuovi edifici dovranno essere a emissioni zero (dal 2028 per gli edifici della Pubblica amministrazione) a partire dal 2050 gli edifici esistenti dovranno

Edifici ad emissione zero

Per edifici ad emissione zero si intendono quegli edifici che per la climatizzazione (riscaldamento/raffrescamento) non emettono CO2, cioè per produrre energia non utilizzano carburanti fossili (metano, carbone ecc) ma solo energie rinnovabili (sole, acqua, vento..)

 

L’introduzione nella Nuova EPBD IV dell’«Edificio ad emissione zero» è un’autentica rivoluzione concettuale.

Fino ad ora l’obiettivo perseguito era quello di avere un edificio «efficiente», cioè che consumava poco e conseguentemente emetteva poca CO2 in atmosfera.

Ora invece l’obiettivo è quello di avere un edificio che ha emissioni di CO2 pari a zero.

Questo è l’obiettivo che si vuole raggiungere al 2050, cioè tutti gli edifici, nuovi ed esistenti dovranno essere ad emissione zero

L’obiettivo è altamente sfidante perché come vedremo dovremo intervenire su:

  • 187.698 edifici residenziali (pari a circa 35.000.000 di Unità Immobiliari): dati ISTAT-ENEA

Così ripartiti per classe energetica

 

Ovviamente oggi non sappiamo come tutti gli edifici sono ripartiti per classe energetica e la tabella sopra riportata è stata ottenuta estrapolando i dati degli APE depositati nei vari catasti regionali a tutti gli immobili presenti nel territorio nazionale

Il 2050 può sembrare un termine temporale lontano e che quindi potremmo prendercela con comodo, ma facciamo un conto veloce supponendo di dover intervenire in un arco temporale di 25 anni (dal 2026 al 2050), ciò vuol dire che dovremo efficientare ogni anno come si deduce dalla figura precedente (dati ISTAT-ENEA) 487.508 edifici/anno.

Dato che si è ottenuto dividendo il numero di edifici (12.187.698) per il periodo di intervento (25 anni).

Vediamo ora quanti edifici sono stati efficientati con il superbonus 110%.

Nel report mensile del 31 gennaio 2024 di ENEA è riportato un numero di asseverazioni (interventi) a tutto il 2023 pari a 471.778 edifici/(3 anni)

Questo vuol dire che per raggiungere l’obiettivo al 2050 dovremo procedere con un tasso di interventi che è tre volte rispetto a quello degli interventi per il 110% che già aveva avuto una criticità nel reperire le imprese edili.

Sarà, pertanto, necessario che gli interventi di efficientamento dovranno avere i seguenti requisiti:

  • Rapide
  • economiche
  • poco invasive
  • che migliorano il comfort invernale e soprattutto estivo degli ambienti confinati

Una possibile soluzione che soddisfa appieno queste condizioni è l’insufflaggio di materiale isolante nelle intercapedini delle murature esterne, quando presenti, e nei sottotetti.

Sono moltissimi gli edifici che hanno una struttura portante in cemento armato e tamponature a cassa vuota (due pareti e intercapedine), pensiamo a quelli edificati dagli anni ’60 in poi durante il boom economico.

L’intervento consiste nell’effettuare dei fori, indifferentemente dall’interno o dall’esterno, nella parete da coibentare ed insufflare l’isolante nell’intercapedine.

Questo tipo di intervento soddisfa pienamente i requisiti su esposti:

  • è rapido (giorni)
  • è economico (richiede poco tempo e spesso non necessita di ponteggi) rispetto ad un cappotto esterno
  • è poco invasivo (anche in caso di effettuazione dei fori dall’interno dell’unità immobiliare non è necessario che gli occupanti dell’immobile si trasferiscano altrove)

COMFORT AMBIENTALE

Si definisce comfort ambientale quella particolare condizione di benessere di un individuo, determinata, in funzione delle percezioni sensoriali, principalmente dai seguenti parametri , rilevati all’interno dell’ambiente

  • temperatura (dell’aria e delle pareti),
  • umidità dell’aria

In particolare prenderemo in considerazione l’insufflaggio con fiocchi di cellulosa e analizzeremo il suo contributo al confort estivo e invernale e lo confronteremo con altri tipi di isolanti termici:

  • comfort invernale: i fiocchi di cellulosa Climacell sono un prodotto ecologico con le seguenti proprietà:
  • è igroscopico: cioè ha la capacità di assorbire e regolarizzare l’umidità presente nell’aria degli ambienti confinati. È questa una funzione importante da non sottovalutare, spesso sottovalutata dai progettisti, perché contribuisce a risolvere i problemi di formazione di muffa e di condensa nei muri, in particolar modo nei locali esposti a Nord dove, quando l’umidità relativa supera l’80% si crea, un ambiente favorevole per la formazione delle muffe, tanto dannose per la salute.
  • è un isolante con conducibilità paragonabile alla lana di roccia
  • Ha resistenza al vapore pari a µ=1. Si tratta quindi di un materiale altamente traspirante.
  • Comfort estivo: i fiocchi di cellulosa Climacell sono un prodotto particolarmente prestante per isolare dal caldo in quanto assorbe il calore ed attenua le variazioni di temperatura tra giorno e notte.

Per capire perché ciò accade introduciamo due grandezze fisiche:

  • CP: calore specifico:  è un parametro fisico tipico di ogni materiale, è la quantità di calore che bisogna fornire a un Kg di materiale affinchè questo aumenti la sua temperatura di 1°C
  • Capacità termica: è pari a “CP*m” (calore specifico per la massa del materiale) cioè è la quantità di calore che bisogna fornire a tutto il materiale affinchè questo aumenti la sua temperatura di 1°C

Vediamo in figura una parete a cassa vuota con intercapedine riempita con isolante termico ed esposta all’esterno (sud).

La facciata esterna, per effetto della temperatura esterna e della radiazione solare incidente, assume una temperatura con andamento sinusoidale nell’arco delle 24 ore. Lo stesso andamento lo ritroveremo nella parete interna ma attenuato (da 33°C a 23°C) e con uno sfasamento temporale.

 

L’attenuazione e quindi la temperatura che assumerà la facciata interna della parete dipende dalla capacità termica della parete perché per come l’abbiamo definita a parità di flusso termico entrante maggiore è la capacità termica minore è la temperatura che assumerà la superficie interna della parete.

 Introduciamo ora il concetto di “Temperatura Operante”

La temperatura operante: partiamo dalla definizione di temperatura operante data dalla norma UNI 10375:2011: “la temperatura operante rappresenta la temperatura uniforme di un ambiente nel quale un occupante scambierebbe per irraggiamento e convezione la stessa potenza termica scambiata nell’ambiente in esame termicamente non uniforme”.

Possiamo quindi definire approssimativamente la temperatura operante come media tra la temperatura dell’aria e la temperatura media radiante delle pareti.

Perché è importante la temperatura operante? Perché è la temperatura che noi percepiamo e che quindi determina lo stato di comfort relativamente al parametro temperatura.

In conclusione è bene scegliere un isolante termico con la capacità termica più alta possibile (alto calore specifico e alta densità). Gli isolanti leggeri non vanno bene. Vediamo ora di confrontare due isolanti termici idonei per l’insufflaggio:

Isolante Conducibilità         ( λ ) Calore specifico Densità Capacità termica            (1 m3)
Fiocchi di cellulosa Climacell 0,038 2.110 60 126.600
Altro isolante per insufflaggio 0,034 1.000 20 20.000

 

Come vediamo la capacità termica (riferita a 1 m3 di isolante) dei fiocchi di cellulosa Climacell è sei volte maggiore dell’altro isolante termico (126.600 contro 20.000).

Quindi l’onda termica che entra nell’ambiente è più attenuata, cioè la temperatura interna della parete è minore.

Nell’ambiente interno la temperatura operante (temperatura percepita) sarà inferiore e ciò avrà come conseguenza che avremo bisogno di un climatizzatore meno potente in quanto sarà minore il calore da smaltire perché maggiore è il calore trattenuto dall’isolante con maggiore capacità termica.

 

È sempre più importante progettare un edificio anche per il regime estivo e non solo per quello invernale come si è sempre fatto fino ad oggi, in quanto i consumi dei climatizzatori in estate non possono più essere trascurati.

Utilizzare strutture con maggiore capacità termica comporta un doppio vantaggio:

  • maggiore comfort
  • utilizzo di macchine meno potenti che costano meno e consumano meno.

Nella EPBD IV viene introdotto il calcolo dinamico orario per una corretta valutazione termica del sistema “edificio-impianto”. Questa metodologia di calcolo è molto più raffinata di quella oggi in uso che esegue 12 calcoli in un anno (uno per ogni mese) mentre il calcolo dinamico orario esegue un calcolo ogni ora, cioè 8760 calcoli l’anno, inoltre tiene conto in modo puntuale delle capacità termiche delle pareti.

Pertanto il calcolo dinamico orario è essenziale per una corretta valutazione del clima termico all’interno dei locali durante il periodo estivo e per un corretto dimensionamento degli impianti.

 

Un articolo a cura dell’Ing. Francesco Papa – ingfrancesco.papa@gmail.com

 

 

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