Low energy housing in Ticino. The „Vitali-Velti“ house

Pahud, Daniel and Generelli, Milton and Velti, Aldo and Vitali, Bruno (2003) Low energy housing in Ticino. The „Vitali-Velti“ house. Project Report. UNSPECIFIED.

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Abstract

Nel cantone Ticino, sono state costruite poche case a basso consumo energetico rispetto alla Svizzera tedesca. La casa bifamiliare “Vitali-Velti” è un esempio di questo tipo d’abitazione ed è stata monitorata e documentata grazie a questo progetto di ricerca. Il concetto della casa permette, grazie alle grandi finestre orientate verso sud-est e un involucro ben isolato (spessore dell’isolamento compreso tra 13 e 20 cm, tagli termici), di sfruttare al meglio i guadagni solari passivi e limitare al minimo le perdite per trasmissione. L’energia di riscaldamento necessaria è fornita da un caminetto chiuso e sporadicamente da un radiatore elettrico supplementare. La distribuzione di calore nella casa è assicurata dalla convezione naturale dell’aria, che può circolare attraverso aperture tra i piani. Un sistema di ventilazione automatico a doppio flusso con ricupero di calore permette di garantire il ricambio d’aria (3 volumi al giorno). L’acqua calda è prodotta da uno scaldacqua solare (“kit” solare) in ogni casa (2 x 4 m2 di collettore solare). L’energia ausiliare è elettrica. Le superfici di riferimento energetico delle case A e B sono rispettivamente di 260m2 e 234 m2. Il bilancio energetico della casa è stabilito sulla base dei rilevamenti effettuati da luglio 2001 a luglio 2002. Il periodo di riscaldamento si limita a 4 – 4½ mesi l’anno (da novembre a febbraio – parzialmente marzo). Il fabbisogno d’energia per il riscaldamento rilevato è di 48 MJ/(m2a) per la casa A. Il sistema di ventilazione funziona solo quando la casa è riscaldata; quasi sempre con la velocità minima, portando da 60 a 70 m3/h d’aria fresca al suo interno. Questa portata è dimensionata per il numero di persone che abitano la casa e non in base al volume da ventilare. Questo è sufficiente per i quattro abitanti che non fumano, ma garantisce un tasso di ricambio d’aria di solo 0.1 h-1. I rilievi hanno permesso di stimare l’efficienza dello scambiatore di calore nel sistema di ventilazione a 50 – 60 %. Il coefficiente di prestazione associato al ricupero di calore, definito dal rapporto tra l’energia termica ricuperata e l’energia elettrica consumata, è valutato a 4. Un valore più elevato sarebbe potuto essere raggiunto isolando maggiormente il condotto che collega la presa d’aria esterna allo scambiatore di calore. Il basso consumo d’acqua calda e la frazione solare elevata raggiunta dallo scaldacqua solare hanno limitato l’indice energetico per l’acqua calda a circa 2 kWh/(m2a) per le due case. A causa del tempo di funzionamento ridotto del sistema di ventilazione, l’indice elettrico dei ventilatori ammonta a solo 0.2 kWh/(m2a). L’indice energetico per il riscaldamento della casa A è rilevato a circa 20 kWh/(m2a) (2.5 kWh/(m2a) per l’energia elettrica e meno di 18 kWh/(m2a) per la legna). L’indice elettrico della casa, dedotta l’energia elettrica per l’acqua calda, il sistema di ventilazione e il riscaldamento, è valutato a 9 – 10 kWh/(m2a) per la casa A e a 14 – 15 kWh/(m2a) per la casa B. Questi valori sono ben al di sotto di quelli raccomandati dalla norma SIA 380/1 (22 kWh/(m2a)). L’applicazione della norma SIA 380/1 (ed. 2001) permette di determinare il fabbisogno d’energia per il riscaldamento con 67 MJ/(m2a) per la casa A e 84 MJ/(m2a) per la casa B. Questi valori sono circa due volte più bassi dei valori mirati fissati dalla norma (casa A: 130 MJ/(m2a), casa B: 160 MJ/(m2a)). Grazie ai guadagni solari passivi e alla grande capacità termica della casa, una potenza termica di circa 2 kW basta per riscaldare la casa durante i periodi i più freddi. L’indice energetico Minergie è ampiamente rispettato. Si ottiene un valore di 34 kWh/(m2a) per le due case, ben inferiore al limite massimo di 42 kWh/(m2a), fissato dallo standard Minergie. Lo standard “Passivhaus” potrebbe essere raggiunto dalla casa A solo migliorando l’efficienza dello scambiatore di calore nel sistema di ventilazione. È sufficiente un’efficienza media del ricuperatore pari all’80%. Per la casa B, lo standard “Passivhaus” non può essere raggiunto senza migliorare l’involucro della casa dal punto di vista termico. Il benessere termico è stato valutato durante alcuni giorni in inverno, primavera ed estate. I parametri che determinano il benessere sono generalmente largamente soddisfatti. La temperatura operativa (che rappresenta la temperatura percepita dalle persone), scende a volte sotto il valore minimo fissato per il benessere standard. Ciò è giustificabile dal fatto che è solo l’occupante a decidere quando riscaldare. Questo sottolinea anche l’aspetto soggettivo della sensazione di benessere. La notevole massa della casa smorza in modo ottimale le variazioni di temperatura dovute ai guadagni solari o al calore fornito dal caminetto chiuso. Grazie alle protezioni solari e a volte alla ventilazione notturna, la casa non ha mai subito un surriscaldamento durante l’estate. La temperatura interna dell’aria ha sempre soddisfatto le esigenze di benessere. È stata effettuata una valutazione ecologica della casa con il programma OGIP. La casa “Vitali-Velti” appare sempre migliore di una casa tradizionale in tutti gli aspetti considerati. Questo studio ha permesso di evidenziare i limiti della banca dati del programma per quanto riguarda gli elementi costruttivi e le installazioni tecniche delle case a basso consumo energetico tipo Minergie o Passivhaus. L’utente stesso deve definire gli elementi mancanti e quindi sono richieste conoscenze approfondite nei campi toccati da questo tipo di valutazione. Dal punto di vista economico, la casa realizzata richiede un investimento inferiore a quello di una casa tradizionale. L’investimento supplementare per l’involucro della casa, lo scaldacqua solare e il sistema di ventilazione è ampiamente compensato dall’assenza di distribuzione di calore e del locale tecnico per il riscaldamento tradizionale. Tenendo conto dei costi d’esercizio, la casa realizzata permette un risparmio di circa 3'000 franchi all’anno per famiglia rispetto ad una casa tradizionale.

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