(formazione) Il caso estivo: gli impianti di climatizzazione

Modulo: Oggi si parla molto di caso estivo nella progettazione energeticamente consapevole (o sostenibile), che lavora sull’inerzia dell’involucro, sull’ombreggiatura, sul colore, sul controllo delle masse d’aria, sul movimento delle masse stesse. Un primo quesito: la ventilazione naturale può essere considerata una soluzione per la climatizzazione estiva? Se l’aria esterna presenta un’alta umidità relativa, come succede quasi sempre d’estate, l’effetto sul corpo umano è, a dir poco, assolutamente non confortevole. Ci sono dei correttivi impiantistici che, senza alterare il bilancio energetico, possono ridurre l’impatto di questo problema? Più in generale, che tipo di impianto si può suggerire per un edificio molto attento al caso estivo?
Luca Stefanutti: In sostanza il tema di fondo proposto è se sia possibile climatizzare gli edifici attraverso l’uso della ventilazione naturale, senza utilizzare impianti e di conseguenza senza dispendio di energia. Nel nostro clima questa soluzione non è fattibile nelle giornate di massimo carico estivo; sono due le condizioni al contorno che la rendono inattuabile: gli elevati valori di temperatura e umidità e la cattiva qualità dell’aria esterna, almeno nei centri urbani. La ventilazione naturale in teoria potrebbe invece funzionare in condizioni di temperatura e umidità più basse per raffrescare in inverno e nelle mezze stagioni edifici molto trasparenti, caratterizzati nelle giornate di sole da un “effetto serra” che rende necessaria la riduzione della temperatura. Tuttavia anche in queste situazioni la ventilazione naturale non rappresenta la soluzione ideale per garantire il comfort ambientale: resta infatti da risolvere il problema della qualità dell’aria interna, dato che l’aria esterna può essere fortemente inquinata. Esistono invece delle valide alternative, basate sì sull’utilizzo degli impianti ma con un ridotto consumo energetico. La prima consiste nei sistemi di ventilazione free cooling, una sorta di compromesso tra ventilazione naturale e ventilazione meccanica. Con questa soluzione, quando le condizioni dell’aria esterna sono propizie, essa viene trattata dall’impianto di climatizzazione centralizzato senza modificarne la temperatura, ma semplicemente filtrandola. In questo modo nelle mezze stagioni è possibile garantire, con un consumo energetico molto contenuto, condizioni di benessere e una buona qualità dell’aria negli edifici con involucro trasparente senza protezioni solari (oppure con frangisole mobili che permettono l’illuminazione naturale). Nella fase estiva risulta invece sempre necessario ricorrere all’utilizzo degli impianti di climatizzazione per raffreddare e deumidificare l’aria che viene immessa negli ambienti. E’ possibile tuttavia adottare alcune semplici soluzioni impiantistiche che, a fronte di un trascurabile costo di investimento aggiuntivo, consentono di ridurre notevolmente i consumi e i costi energetici. Come, ad esempio, i sistemi di recupero di calore ad alta efficienza che raffreddano l’aria immessa mediante lo scambio di calore con l’aria espulsa dall’ambiente. Oppure i sistemi di regolazione che, misurando la concentrazione di CO2 nell’ambiente, modulano la quantità d’aria esterna immessa in base alle effettive necessità di ventilazione. In definitiva del nostro clima non è quindi pensabile considerare la ventilazione naturale come unico sistema di raffrescamento. L’impiego della ventilazione naturale implica tra l’altro una complessa e costosa progettazione (basata su analisi di fluidodinamica) e putroppo non è possibile importare tout court le eccellenti esperienze di grandi architetti (ad esempio Michael Hopkins con il Nuovo Parlamento di Westminster) che operano in situazioni particolari e dispongono di risorse economiche decisamente fuori standard. 

Modulo:
Quali sono le tipologie di impianti Energy conscius da adottare per il raffrescamento?
Luca Stefanutti: In termini generali il mercato offre una ampia gamma di alternative per quanto riguarda sia le tipologie di impianti, sia le apparecchiature. I sistemi a portata d’aria variabile VAV sono particolarmente adatti agli edifici ad involucro trasparente che necessitano di raffreddamento tutto l’anno, e anche per edifici con destinazione d’uso particolare, come musei, teatri e centri commerciali. Trattandosi di impianti a tutta aria, essi possono sfruttare al massimo i benefici del sistema free cooling. Un’altra tipologia che si è guadagnata un’ottima reputazione è quella a travi fredde, che coniuga benessere e risparmio energetico. L’ultima novità è costituita proprio dalle travi fredde a portata d’aria variabile, che abbiano i pregi dei due sistemi, assicurando la flessibilità richiesta dai moderni spazi per uffici, dato che si adattano bene a situazioni di affollamento molto variabili. In definitiva è compito del progettista scegliere ogni volta il tipo di impianto più adatto per la specifica applicazione.  

Pubblicato su Modulo 358/2010