(di F. Arieti) “Quella roba che poi non si possono aprire le finestre?”…scientifica quanto lusinghiera, è la celebre definizione attribuita alla VMC da una tradizione fortunatamente sempre meno ricorsiva via via che l’utenza si fa più preparata e sollecita su temi di comfort abitativo e sostenibilità ambientale.
Una fra le primissime sperimentazioni della ventilazione meccanica controllata (VMC) in ambito residenziale, ormai più di 20 anni fa, ci racconta come i benefici del sistema non si circoscrivano alla sfera, pur essenziale, del risparmio di energia e della salubrità dell’involucro.
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Ricambio di aria interna: una pratica fondamentale
Dovendo realizzare un fabbricato plurialloggio per l’IPES di Bolzano (l’Istituto per l’Edilizia Sociale, da sempre molto attivo in Alto Adige e alquanto attento alla qualità dei propri alloggi), su un lotto racchiuso tra la ferroviaria, una strada molto trafficata e un’area industriale fragorosa, i progettisti si trovarono a ragionare su come consentire (…non certo imporre) ai fruitori di tenere chiuse le proprie finestre!
È frequente che in casa di persone in età avanzata o fragili di salute le finestre siano perennemente chiuse (il celebre tenore Franco Corelli, temendo per la propria ugola, non ne avrebbe mai aperta una neppure in piena estate, così raccontò un noto collega).
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Tuttavia il ricambio d’aria interna è una pratica fondamentale, non solo per la qualità di quanto immesso nei polmoni, ma anche per la salubrità e l’igiene delle mura tra le quali dimoriamo. A tal proposito, occorrerebbe una trattazione dedicata sulle inferenze tra vapore e involucro edilizio, ma è intuitivo come la “pelle” delle nostre case sia tanto più a rischio di fenomeni igrometrici quanto maggiore è la quantità di vapore acqueo che rimane all’interno senza essere smaltito (e anche quanto meno isolate sono le superfici esterne!…ma è ovviamente un altro tema), diventando ottimo alimento per la formazione di muffe e spore nocive per il nostro organismo.
La ventilazione è dunque imprescindibile, ma è chiaro che, espellendo aria esausta, “se ne vada dalla finestra” (mai espressione altrettanto azzeccata) un prezioso carico termico (o, in regime estivo, si contribuisca a un sovraccarico dall’esterno e al surriscaldamento). Non a caso, nel bilancio di energia dell’involucro edilizio, la dispersione di calore per ventilazione è voce compagna e di pari segno a quella di trasmissione attraverso l’involucro edilizio.
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Impianto VCM: un parallelismo anatomico con il sistema cardiovascolare
In edifici di odierna concezione, ove l’involucro si caratterizzi per ridotte dispersioni invernali ed elevata inerzia al surriscaldamento estivo, le dispersioni per trasmissione possono risultare notevolmente inferiori a quelle per ventilazione, invertendo la tendenza propria dell’edilizia tradizionale.
Come agire allora su queste ultime?
La ventilazione meccanizzata consente il recupero del calore dall’aria in espulsione. Nella concezione “base” del sistema (quando esso opera “in aria neutra”, cioè quando l’aria non è impiegata anche come vettore per la climatizzazione del fabbricato), il recupero è “passivo”, vale a dire che non richiede l’impiego di ulteriore energia, salvo quella elettrica, invero minima, per i ventilatori interni alla macchina di VMC, che attivano il flusso d’aria nelle canalizzazioni.
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Con le attuali tecnologie, la quota di carico termico recuperata è molto elevata, sino al 90% (talora anche di più). Il flusso d’aria esterna, “pulito” ma freddo (in regime invernale), e quello di aria esausta proveniente dall’interno vengono entrambi addotti al recuperatore, fulcro della macchina di ventilazione: qui avviene uno scambio termico (senza miscelazione, ovviamente): la quasi totalità del carico termico presente nell’aria esausta viene trasferito a quella di rinnovo, così quest’ultima viene immessa in ambiente e la prima viene espulsa all’esterno. Il sistema può sensatamente funzionare anche in regime estivo, eventualmente con l’attivazione di un by-pass del recuperatore nelle ore notturne ove la temperatura esterna sia mite.
Il sistema può essere applicato ad una piccola apparecchiatura puntuale, atta ad agire su un solo vano di un immobile, in autonomia o coordinata con altre omologhe posizionate in altri vani. Oppure, come preferibile nella generalità dei casi, su nuovi edifici o riqualificazioni significative, si può irrorare l’intera unità con una rete di canalizzazioni e bocchette d’immissione e di ripresa, non troppo lontana concettualmente dal sistema cardiovascolare di un essere vivente; “cuore” del sistema è chiaramente la macchina di ventilazione centralizzata.
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In un sistema centralizzato, i canali di mandata e ripresa possono essere facilmente integrati a massetto o a controsoffitto, con pochi accorgimenti progettuali, all’insegna di un’efficace progettazione integrata tra la componente edile-architettonica, quella impiantistica, e anche quella statica rispetto ad attraversamenti di solai e altre inferenze con la maglia strutturale.
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VMC e i benefici sulla qualità dell’aria
La filosofia pratica di un sistema di VMC è evidentemente sortire il massimo comfort indoor, riducendo pressoché a zero l’impiego di energia attiva. In questo senso opera l’applicazione della geotermia al preriscaldo dell’aria in ingresso. Infatti, anche nei mesi più rigidi, è necessario garantire che il fluido che accede allo scambiatore abbia temperatura di qualche grado superiore allo zero. Esso va quindi pre-trattato in un’apposita “batteria” di scambio termico, che può essere alimentata attivamente, oppure, ad esempio, dialogare una sonda orizzontale, posata a fondo scavo (con economie ben più favorevoli rispetto ai tradizionali pozzi verticali): in questo secondo caso il solo contributo attivo da fornire è una piccola quota di energia elettrica per il circolatore.
Il sistema dispiega ulteriori vantaggi allorché la parte ventilante e il sistema di climatizzazione si integrino in un unico impianto, come sarà forse possibile approfondire in altri contesti.
Dettagliare le peculiarità del sistema e approfondire casistiche realizzative e possibilità di integrazione, infatti, non è evidentemente scopo di questa breve sintesi. Specie all’indomani di una pandemia, ha forse senso risolvere con una parola su aspetti di indoor air quality. Il fatto stesso di rinnovare continuativamente l’aria ambiente mitiga notevolmente l’effetto di inquinanti di ogni genere: VOC, formaldeide, polveri, agenti allergizzanti ecc.
A ciò s’aggiunga che le canalizzazioni principali, come pure le singole bocchette, sono provviste di filtri (che possono essere lavati con sapone neutro, di quando in quando sostituiti). Di più, come dimostrato già da qualche anno da diverse efficaci installazioni Nilan-Exrg (Fig.6), il posizionamento sul canale di mandata, a valle della macchina, di uno ionizzatore al plasma freddo consente l’eliminazione di batteri, muffe, virus, inquinanti chimici, VOC, odori e, stando a test condotti dall’Università di Padova, il 99,9% della carica virale di SARS-CoV-2.
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Progettare edifici a energia zero
Questo volume, giunto alla seconda edizione, pone base sul presupposto che realizzare un edificio ad energia zero ed elevato comfort ambientale non significa ragionare in termini di centimetri di coibente, né di mere tematiche “impiantistiche” (rilevanti, ma in seconda battuta). Liberato il campo dai molti retaggi di una concezione obsoleta, un edificio ad energia zero si sviluppa attraverso un’efficace opera di “progettazione integrata” tra i differenti contributi tecnici, e nasce come tale fin nelle prime intuizioni del progettista edile-architettonico, il quale oggi è dunque ben consapevole delle buone pratiche poste alla base della realizzazione di un involucro edilizio efficiente. Sulle caratteristiche architettoniche e tecniche dell’involucro, infatti, “si gioca” in modo significativo la capacità di un edificio di minimizzare la propria domanda energetica, domanda che, solo in tal maniera, sarà possibile soddisfare con energia tratta (in larga misura, se non al 100%) da fonti rinnovabili, in linea con la “storica” Direttiva 2010/31/UE, implementata dalla non men nota 2018/844. L’autore ha inteso tracciare un percorso organico, volutamente inclusivo – nel linguaggio, nell’approccio metodologico, nell’attenzione posta a non dare “per scontate” innumerevoli nozioni di fisica e tecnologia – dal quale possa desumere interessanti spunti il professionista già esperto come lo studente agli esordi. Il lettore troverà esposte con chiarezza tutte le riflessioni (di tipo fisico, costruttivo, funzionale, anche morfologico) che devono guidare le sue scelte progettuali, le possibilialternative, le inferenze con altri “anelli” della catena progettuale, tesa tra il concept architettonico e l’esecuzione di un fabbricato confortevole ed efficiente. Si tratta di un compendio dalla vocazione altamente pratica. È secondo questo spirito che il volume integra (chiaramente aggiornato all’odierna release rispetto alla passata edizione) un breve e inedito tutorial del software di calcolo energetico ProCasaClima, quale strumento di progetto, prezioso per un riscontro numerico effettivo dei criteri di ottimizzazione energetica, e accessibile a tutti grazie alla praticità d’impiego e alla disponibilità in forma gratuita sul sito web di Agenzia CasaClima. Dello stesso spirito partecipano i circa 50 dettagli costruttivi (anch’essi affinati e migliorati ulteriormente nella presente riedizione del volume), disponibili in formato editabile, utili a focalizzare i principi di tenuta all’aria, al vento, all’acqua, di coibentazione, di impermeabilizzazione… in generale di accurata posa in opera, che il volume espone anche con l’ausilio di foto di cantiere e schemi grafici. Federico ArietiArchitetto libero professionista, Passive House Designer, Consulente Energetico e Relatore CasaClima. Attivo presso il Dipartimento di Architettura dell’Università di Ferrara come: docente a contratto per il modulo “Energy Zero” (Corso opzionale di sua ideazione, accreditato da Agenzia CasaClima), docente a contratto per il modulo “Materiali e progettazione di elementi costruttivi” del Laboratorio di Progettazione 2, assistente dei Laboratori di Costruzioni 1 e 2, membro del Centro Ricerche “Architettura > Energia”. Cultore della materia ICAR/12. Relatore nell’ambito di corsi professionalizzanti. Consigliere IG PassivHaus Emilia-Romagna con delega alla Formazione.
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