Casa passiva, (quasi) a zero consumi

Che cosa è una casa passiva? Quanto costa realizzarne una? L'intervista a un esperto in materia e due progetti realizzati.

A cura di Floriana Morrone, Giovanna Strino

Pubblicato il 20/06/2022Aggiornato il 20/06/2022

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Contenuti trattati

Che cosa è una casa passiva? È una costruzione ad altissime prestazioni certificate Passivhaus, in grado di limitare il fabbisogno energetico, secondo uno standard tutt’altro che superato e che trova applicazione anche in bioedilizia e nella prefabbricazione.

Perché realizzare una casa passiva?

Risparmio energetico
Con una progettazione mirata e uno specifico software di calcolo che verifica il rispetto di parametri restrittivi, è possibile realizzare costruzioni a cui serve pochissima energia termica.
Niente inquinamento
Una casa che non richiede combustibili non inquina. Non solo: anche il consumo di energia elettrica viene ridotto al minimo e, aggiungendo un impianto solare, le bollette sono azzerate.
Versatilità
Lo standard è adattabile a collocazioni geografiche differenti e lascia ampia libertà compositiva interna ed esterna, pur finalizzata a sfruttare le potenzialità climatiche del luogo

Da dove nasce il termine casa passiva

Il termine “passivo” riferito alla casa, e il concetto che vi è connesso, nasce in Germania e nel 1996 viene codificato dal Passivhaus Institut, fondato lo stesso anno a Darmstadt per promuovere uno standard costruttivo che punta alla massima ottimizzazione energetica di un edificio. Oggi è in perfetta linea con le normative vigenti in materia di NZEB (Near Zero Energy Building) e da quella data sono stati costruiti migliaia di edifici passivi (nel 2010 erano più di 25.000 unità), per arrivare a contare, oggi, circa 3 milioni di mq tra nuovi e riqualificati, residenziali e non.

La maggior parte di questi si trova in Germania e in Austria, ma sono molteplici anche quelli realizzati in altre parti del mondo, anche se caratterizzate da climi diversi. E in Italia il numero è in aumento. Una casistica così ampia e diffusa a livello mondiale dimostra quanto il processo di calcolo messo a punto per valutare le prestazioni (tramite software PHPP) sia flessibile e affidabile sempre e garantisca il successo degli interventi.

Ma che cosa ha di particolare una casa passiva? A fronte di un progettazione globale dettagliata, è in grado di adattarsi al clima del luogo in cui è costruita, creando le migliori condizioni possibili per garantire un eccellente comfort indoor senza richiedere apporto di energia, riducendo drasticamente le spese di gestione. Queste prestazioni si ottengono con una progettazione molto attenta, con particolare riguardo al sole, con l’adozione di isolamento termico ad altissime prestazioni su murature perimetrali, tetto e superfici vetrate nonché di sistemi di ventilazione controllata a recupero energetico.

Zephir – Zero Energy and Passivhaus Institute for Research (passivhausitalia.com), l’ente ufficialmente accreditato dal Passivhaus Institut come rappresentante italiano, ha già certificato decine di edifici in Italia e nel mondo, e molti altri sono attualmente in fase di certificazione.

Casa passiva in 6 punti

Energia per riscaldare: – 90%: I conti si fanno molto in fretta: un edificio in classe G consuma in media per il riscaldamento 175 kWh al mq all’anno, mentre una Passivhaus arriva a utilizzare al massimo 15 kWh all’anno per ogni metro quadro di superficie utile per il riscaldamento, che equivalgono a 1,5 litri di gasolio o a 1,5 m³ di gas naturale (o meno).Il risparmio rispetto a quanto richiesto in media dalla maggior parte degli edifici tradizionali esistenti è evidente: più del 90%. Il Prof. Dr. Wolfgang Feist, docente della Cattedra di Costruzioni a Basso Consumo e Fisica Edile presso l’Università di Innsbruck e direttore del Passivhaus Institut di Darmstadt, afferma che le dispersioni termiche di un edificio passivo sono ridotte a tal punto che quasi non è necessario un impianto attivo di riscaldamento. Gli apporti termici passivi dati dal soleggiamento, dalla permanenza in casa delle persone, dall’uso degli elettrodomestici e dal calore recuperato dall’aria esausta coprono quasi tutto il fabbisogno termico.
Requisiti per la certificazione: Il fabbisogno energetico annuo per riscaldamento non deve essere superiore a 15 kWh per mq di superficie utile. In alternativa, il carico di riscaldamento non deve superare i 10 W/m². Inoltre, se è richiesto un sistema attivo di raffrescamento per il comfort durante la stagione calda, anche il fabbisogno energetico per il raffrescamento deve essere limitato a 15 kWh per mq all’anno. Occorre quindi verificare la tenuta all’aria dell’edificio per mezzo di un test di pressione (Blower-Door) realizzato da un ente terzo che confermi un valore n₅₀(tasso di ricambio d’aria dovuto a infiltrazione) minore di 0,6 ricambi aria per ora (dispersioni termiche per ventilazione attraverso gli spifferi a una depressione/sovrappressione pari a 50 Pascal). Per la produzione di acqua calda sanitaria, per il riscaldamento e raffrescamento, per il funzionamento degli elettrodomestici il fabbisogno di energia primaria totale deve essere inferiore a 120 kWh/(m²a). Tutti i calcoli vengono effettuati mediante il software PHPP.
Come soddisfare il fabbisogno termico: Alla richiesta di energia residua (cioè mancante) per il riscaldamento si può rispondere con qualsiasi sistema di riscaldamento tradizionale e con qualunque fonte di energia. Poiché il fabbisogno termico per riscaldamento in una Passivhaus è molto più basso rispetto a quello di un edificio tradizionale, non vale la pena di effettuare investimenti gravosi a livello impiantistico. Esistono però appropriati sistemi di riscaldamento che riescono a integrarsi in maniera ottimale con il sistema di ventilazione meccanica controllata, sfruttandone appieno i vantaggi. La possibilità di riscaldare attraverso il convenzionale sistema di distribuzione del calore da parte dei radiatori rimane aperta, ma non è più indispensabile. Nelle Passivhaus, il calore necessario può essere fornito in generale mediante l’aria di mandata dell’impianto di ventilazione. Il fabbisogno termico stagionale per riscaldamento rimane comunque minore del fabbisogno termico annuo per approntamento dell’acqua calda sanitaria. Il riscaldamento dell’abitazione dovuto all’approntamento di acqua calda sanitaria può dunque costituire in inverno un desiderabile “effetto collaterale”.
Fondamentale il materiale isolante: Nel clima dell’Europa centrale, la soluzione che dal punto di vista economico (e da quello del comfort) offre i maggiori vantaggi è la coibentazione termica, tanto delle pareti esterne quanto del tetto, per esempio con spessori dell’ordine di 22 cm se si utilizzano materiali isolanti caratterizzati da una conducibilità termica di 0,040 W/mK (watt per metro-kelvin). Per un intervento ancora più durevole nel tempo e previdente per quanto riguarda eventuali restrizioni future, gli spessori possono arrivare a 32 cm per accrescere la convenienza incrementando il risparmio di energia (e, cosa non da poco, raggiungendo una certa indipendenza dai prezzi dei combustibili). Per gli edifici situati nel sud dell’Italia, il clima mediterraneo richiede accorgimenti meno impegnativi in questo senso e possono bastare, ovviamente, strati isolanti con spessori più contenuti, dai 20/25 cm fino agli 8-10 cm. In ogni caso una coibentazione termica di alta qualità può quindi essere considerata una sorta di polizza assicurativa contro l’aumento dei prezzi dell’energia e un atto concreto contro l’inquinamento.
Sistemi di ventilazione: La ventilazione domestica ha un ruolo fondamentale: fornire aria pulita, sottrarre umidità ed eliminare odori. In una Passivhaus, per evitare dispersioni termiche, tutto ciò è garantito senza aprire le finestre perché è presente un impianto di ventilazione meccanica (come detto in precedenza) con sistema di recupero del calore dall’aria esausta: indispensabile! All’interno degli scambiatori, infatti, durante la stagione fredda, il calore viene recuperato dall’aria esausta e ceduto all’aria nuova. A seconda dell’efficienza dello scambiatore di calore, più del 90% dell’energia termica dell’aria esausta può essere trasferita all’aria di rinnovo per portarla quasi alla temperatura ambiente.
I costi: Molte delle Passivhaus sono state costruite con prezzi allineati a quelli degli edifici tradizionali, realizzati in conformità agli standard edilizi vigenti. Ma è ragionevole considerare costi addizionali compresi fra il 3% e l’8%, ammortizzabili in breve periodo.

Lo standard. Il funzionamento del “sistema passivo” si basa sui seguenti requisiti: protezione termica dell’involucro edilizio, serramenti a tenuta con vetri basso emissivi, controllo dell’apporto solare passivo, tenuta all’aria verificata, ventilazione controllata con recupero di calore.

Design funzionale. L’esterno dell’edificio dichiara anche esteticamente le scelte compiute per ridurre l’uso di combustibili e sfruttare invece le potenzialità climatiche del luogo.

Orientamento strategico. L’architettura della casa è il frutto di una creatività al servizio del comfort abitativo e del massimo risparmio energetico: gli ambienti sono orientati secondo l’esposizione al sole.

Il parere dell’esperto
La casa passiva a partire dal clima

Intervista a Francesco Nesi, Direttore di ZEPHIR, Zero Energy and Passivhaus Institute for Research, passivhausitalia.com

Che cosa si intende per casa passiva?

Si tratta di un’abitazione caratterizzata da una serie accorgimenti, per lo più “passivi” (cioè con minimo o nullo dispendio energetico), mediante i quali si ottengono prestazioni eccellenti. Inanzitutto massimizzando gli apporti solari nei climi dove è richiesto un grande uso del riscaldamento e riducendoli nelle località con prevalente esigenza di raffrescamento. Inoltre, sono di fondamentale importanza l’impiego di una coibentazione termica di qualità, non interrotta da ponti termici, la minimizzazione degli spifferi e la presenza di una ventilazione meccanica con recupero di calore, combinata con il raffrescamento dato dalla ventilazione naturale.

Quali sono gli interventi da attuare?

In base alla zona climatica, sono molteplici le strategie a livello di involucro o di impianti che si possono attivare: macchine di ventilazione a doppio flusso con recupero di calore o a singolo flusso, o unità decentralizzate (puntuali per singola stanza), doppi o tripli vetri basso emissivi e in alcuni casi selettivi a controllo solare, spessori variabili di coibentazione termica a seconda del clima e del progetto stesso, e così via. Anche sui materiali impiegati si ha ampia scelta: isolanti naturali o artificiali, serramenti in pvc, legno, legno-alluminio, alluminio a taglio termico, materiali da costruzione come legno, mattoni, calcestruzzo, cassero isolato a perdere, acciaio e tanti altri.

Quali elementi costruttivi e di sistema abbattono i costi?

Una casa passiva non si ottiene mettendo insieme i vari componenti, scegliendoli fra i migliori sul mercato e sperando che l’insieme garantisca le massime prestazioni. Al contrario, va concepita a monte, studiandone con cura i dettagli e armonizzando i componenti affinché gli uni siano di beneficio per gli altri.
Per esempio, coibentare bene i tubi di distribuzione dell’acqua calda sanitaria, progettando nel contempo una rete idraulica compatta, permette di minimizzare le dispersioni termiche lineari della rete di tubi. Questo ha svariate conseguenze: prima di tutto, la temperatura sui punti di presa sarà molto più elevata, richiedendo dunque generatori di calore con potenze più limitate. In secondo luogo, durante il periodo estivo verranno ridotti al minimo gli apporti di calore indesiderati dovuti alla distribuzione dell’acqua calda, riducendo quindi anche la taglia degli impianti di raffrescamento. Pertanto, il risparmio economico sarà triplice: avremo installato un generatore di calore più piccolo, un impianto di raffrescamento più contenuto e soprattutto avremo notevolmente ridotto le spese elettriche in estate.

La progettazione risulta molto più cara?

L’efficienza energetica non deve necessariamente costare di più: è proprio l’approccio che deve cambiare e la conoscenza delle conseguenze fisico-edili di ogni singola scelta. Per questo è stato sviluppato il Metodo italiano per la Casa Passiva®, che combina l’aspetto tecnico con quello economico, tenendo bene in considerazione le specificità climatiche e le peculiarità di ciascun progetto. La casa passiva nasce con un approccio olistico, che lega inevitabilmente aspetti di involucro con strategie impiantistiche, puntando al “cost-optimum” in linea con i dettami della UNI EN 15459 e del Metodo italiano sviluppato da ZEPHIR Passivhaus Italia.

Come avviene la certificazione e cosa garantisce?

L’approccio Passivhaus viene implementato a livello progettuale per garantire ai committenti il massimo comfort abitativo, secondo direttive e normative validate a livello internazionale; non si tratta infatti di un approccio prescrittivo che sviluppa soltanto degli schemi di certificazione energetica.
La casa passiva è tale solo se le necessarie pve in opera confermano la bontà progettuale e soprattutto realizzativa. A fronte del superamento dei requisiti prestazionali richiesti dallo standard, è possibile ottenere una certificazione di qualità rilasciata da enti appositamente abilitati a rappresentare il Passivhaus Institut nel mondo, come per esempio ZEPHIR Passivhaus Italia.

Due progetti di casa passiva

Abitazioni situate in luoghi diversi e con interni di gusto differente dimostrano come il protocollo Passivhaus sia versatile e adattabile con successo

Progetto casa passiva A

Questa residenza situata a Cesena e denominata The Shell è stata progettata in standard Passivhaus dallo studio Piraccini+Potente (www.piraccinipotentearchitettura.com).

L’edificio considera la diversa inclinazione dei raggi solari nell’arco delle varie stagioni al fine di sfruttare il calore che ne deriva. Nei mesi invernali i raggi solari, che presentano una bassa inclinazione rispetto allo zenit, penetrano attraverso le finestre riscaldando naturalmente gli interni. Durante l’estate, al contrario, la forte inclinazione della radiazione solare viene respinta da uno schermo che avvolge completamente l’edificio, evitando il surriscaldamento indoor.

L’involucro edilizio è stato progettato puntando su materiali isolanti e sistemi per garantire la tenuta all’aria e il controllo dei ponti termici.
La posizione delle finestre è stata calcolata per consentire la massima luminosità e il massimo apporto termico prodotto dai raggi del sole. Il sistema è talmente efficiente che l’edificio si riscalda utilizzando le fonti energetiche passive: radiazione solare, calore del corpo umano e quello prodotto dagli elettrodomestici. Non sono presenti quindi sistemi di riscaldamento attivi: niente termosifoni, riscaldamento a pavimento o ventilconvettori. L’unico impianto presente è quello di ventilazione meccanica controllata con recupero di calore, capace di fare respirare l’edificio espellendo aria viziata e immettendo aria esterna. Tramite uno scambiatore di calore presente nell’impianto, la temperatura dell’aria espulsa trasmigra in quella immessa, evitando perdite di energia. Il fabbisogno energetico dell’edificio è talmente basso che, in termini di climatizzazione estiva e invernale, la casa produce più energia di quella che consuma, utilizzando un impianto di soli 3 kW.
Inoltre, non usando fonti energetiche combustibili, le emissioni in atmosfera sono zero, mentre è elevato il comfort indoor tramite un controllo dell’aria interna capace di eliminare inquinanti esterni e interni, fenomeni di aria secca, umida e ridurre la CO2.

Di seguito i valori PHPP (riscontrabili dal programma PHPP del Passive House Institut di Darmstadt):

fabbisogno termico annuo per riscaldamento: 9 kWh/mq/a;
fabbisogno termico annuo per raffrescamento: 6 kWh/mq/a;
carico termico specifico per riscaldamento: 13 kWh/mq/a;
carico frigorifero per raffrescamento specifico: 11 kWh/mq/a;
energia primaria non rinnovabile (riscaldamento + raffrescamento + VMC + ACS + elettrodomestici + luci): 94 kWh/mq/a;
tenuta all’aria: n50 = 0,30 h-1

Costo casa passiva progetto A, al mq 1.900 euro

Progetto casa passiva B

Certificato Passivhaus Classic, questo edificio è stato progettato dall’architetto Davide Reggiani della Mac Costruzioni (www.mac-costruzioni.it) di Mantova.

Si sviluppa su due livelli e ha pianta con forma rettangolare allungata, con orientamento dell’asse più lungo in direzione est/ovest.
Il piano terra ospita la zona giorno, con lo spazio pranzo/soggiorno, la cucina abitabile, un bagno, la lavanderia/locale tecnico.
Il primo piano ospita invece la zona notte, con tre camere da letto e due bagni, oltre a un ampio disimpegno.
Gli ambienti nei quali si svolge la maggior parte della vita abitativa sono disposti con affaccio verso sud.
Gli spazi di servizio quali wc, lavanderia/locale tecnico e disimpegni sono invece organizzati prevalentemente a Nord.
Esternamente il volume è lineare e compatto, definito da elementi geometrici netti e da una colorazione chiara e neutra.
La copertura dell’edificio è piana, caratterizzata da due ampi sporti di gronda nei lati nord e sud, che proteggono le aperture sottostanti dal sole e dalla pioggia.
Le facciate corte sono caratterizzate da due “spalloni” che chiudono parzialmente gli sporti di gronda, senza però arrivare fino a terra, e che diventano gli elementi caratterizzanti del prospetto.

La cura riservata in cantiere alla tenuta all’aria nella posa dei teli, nelle nastrature di tutti i passaggi impiantistici, nell’intonacatura delle tracce realizzate nella muratura, nella posa di controtelai e serramenti, ha permesso di raggiungere l’eccellente valore di n50 max = 0,24h-1 nel test Blowerdoor finale.
Per quanto riguarda l’impianto di riscaldamento/raffrescamento si è deciso di utilizzare un sistema “tutta aria”, senza l’utilizzo di terminali di emissione “tradizionali” di tipo radiante.
Il cuore del sistema è costituito dall’impianto di ventilazione meccanica controllata, con recuperatore di calore ad alta efficienza e bypass estivo, che garantisce un costante ricambio d’aria, un’efficace filtrazione di allergeni e agenti inquinanti esterni e il controllo dei livelli di CO2 all’interno degli ambienti. L’impianto di VMC è inoltre dotato di una batteria di post riscaldamento/raffrescamento con un circuito collegato a una pompa di calore aria/acqua (di soli 4 kW di potenza), che permette di coprire il fabbisogno di climatizzazione dell’edificio nelle mezze stagioni.
È presente un impianto fotovoltaico, della potenza di 4,5 kW picco.