Edifici ecosostenibili: le scelte impiantistiche che rispettano l’ambiente

In sinergica connessione con un involucro edilizio ben progettato e ben realizzato è necessario che un edificio venga dotato di impianti di climatizzazione ad alta efficienza, privi di emissioni di gas serra e, possibilmente, nei quali non avviene combustione. L’utilizzo di generatori performanti, incrementati da sistemi di controllo e autoregolazione, in accoppiata con sistemi di produzione energetica da FER quali fotovoltaico ed accumuli elettrici per la generazione di energia elettrica direttamente in loco, il microeolico e i collettori solari termici per la produzione di acqua calda sanitaria, permette di dare vita a un sistema-edificio sostenibile e ad altissima prestazione.

La climatizzazione a pompa di calore

In quest’ottica, la climatizzazione mediante sistemi a pompa di calore è senz’altro la scelta più diffusa ed efficace. L’evoluzione dalla tecnologia a inverter ha portato al perfezionamento dei sistemi a pompa di calore il cui principio di funzionamento è quello di trasferire il calore da una determinata fonte verso un’altra, mediante l’utilizzo di energia elettrica, in assenza di combustione. Il progresso nel campo delle pompe di calore le ha rese oggi un’ottima ed efficiente alternativa ai tradizionali generatori per il riscaldamento e agli impianti di condizionamento, in grado di rispondere in un’unica soluzione alle esigenze di climatizzazione in ogni periodo dell’anno e di produzione di acqua calda sanitaria anche in ambito residenziale.

Tra le soluzioni impiantistiche odierne, specialmente nel caso di ristrutturazioni o di aree climatiche molto rigide, è diffusa la realizzazione di impianti ibridi, ossia impianti costituiti dalla compresenza di più generatori, integrati con sistemi di produzione di energia da fonti rinnovabili, che funzionano in parallelo o in alternativa grazie a sistemi di gestione automatizzata d’impianto: ad esempio, un generatore a condensazione, alimentato a gas o biomassa, collegato ad un sistema a pompa di calore possono sopperire ai fabbisogni di riscaldamento e di produzione di acqua calda sanitaria in accumulo in bollitore nei mesi invernali lavorando in parallelo, mentre nei mesi estivi la sola pompa di calore, abbinata ad un impianto solare termico, può sopperire alle esigenze di raffrescamento dei locali garantendo la copertura del fabbisogno di acqua calda sanitaria.

Il principio di funzionamento delle pompe di calore si basa sullo scambio termico che avviene mediante la circolazione di un fluido refrigerante tra un condensatore e un evaporatore mediante l’utilizzo di un compressore. Ulteriore vantaggio di tutti i tipi di pompe di calore è la reversibilità del ciclo: esse possono funzionare lato condensatore per la climatizzazione invernale e lato evaporatore per quella estiva.

Le pompe di calore possono essere classificate a seconda della combinazione sorgente - fluido termovettore come segue:

• aria - aria;
• aria - acqua;
• acqua - aria;
• acqua - acqua;
• suolo - acqua;
• suolo - aria;

La scelta della sorgente dipende in primo luogo dal sito in cui sorge l’edificio, infatti non è possibile sfruttare una pompa di calore geotermica (suolo – acqua o suolo – aria) senza un’idonea superficie di scavo per le serpentine verticali o orizzontali, così come non è possibile sfruttare un sistema con sorgente acqua se non ci si trova in prossimità di falde acquifere con portate sufficientemente elevate da permettere il corretto approvvigionamento del fluido sorgente e al contempo la re immissione di acqua in uscita dalla macchina a una temperatura adeguata. Le pompe di calore che sfruttano l’aria esterna come sorgente sono senza dubbio le più comuni poiché molto efficienti, seppure vincolate al posizionamento esterno della macchina e di conseguenza soggette a valutazione di impatto acustico e, talvolta, anche paesaggistico. Un ulteriore criterio di scelta è quello riferito ai parametri che determinano l’efficienza di una pompa di calore:

1. COP: rapporto tra la potenza termica nominale generata dalla macchina e la potenza elettrica assorbita per generarla;
2. EER: rapporto tra la potenza frigorifera nominale generata dalla macchina e la potenza elettrica assorbita per generarla;
3. GUE (Gas Utilization Efficiency).

Tali parametri sono soggetti a verifica e devono rispettare i valori indicati all’Allegato B del D.M. 26 giugno 2015.

Non è soltanto il generatore a fare la differenza nell’ambito di un impianto termotecnico, altrettanto importanti, infatti, sono i cosiddetti sottosistemi di:

• regolazione: sistema importante per l’ottimizzazione della performance dell’impianto mediante hardware e software che permettono di regolare l’impianto in funzione di vari parametri quali le temperature interna ed esterna, i valori di umidità relativa interna ed esterna, l’irraggiamento solare in ambiente, la qualità dell’aria indoor e outdoor, etc.;
• distribuzione: sistema legato al fluido termovettore e al relativo circuito, aeraulico nel caso dell’aria o idronico nel caso dell’acqua, il quale deve garantire che le caratteristiche del fluido in uscita dal generatore rimangano quanto più possibile inalterate fino al terminale di emissione;
• emissione: sistema anch’esso legato al fluido termovettore che ha il compito di immettere nell’ambiente indoor, mediante adeguati terminali, la potenza termica generata e trasportata dal sistema di distribuzione. Tipici terminali per un circuito aeraulico sono le bocchette di immissione a parete o a soffitto mentre per circuiti idronici vi sono pannelli radianti, radiatori, fancoil, split.

La climatizzazione mediante VMC

Nell’ambito di argomentazione relativa alla sostenibilità ambientale è naturale che il pensiero vada a considerare la qualità dell’aria, tuttavia sarebbe erroneo considerare la sola qualità dell’aria outdoor. Nell’epoca odierna, nella quale è stato stimato che le persone passino circa il 90% del proprio tempo in ambienti chiusi, il tema della salubrità dell’aria indoor, ossia l’aria che si respira in ambienti domestici così come in ambienti di lavoro quali uffici e locali produttivi, è più che mai cruciale; è infatti comprovato come l’aria indoor possa essere inquinata più dell’aria outdoor; ciò accade negli ambienti in cui vi è permanenza contemporanea e continuativa di persone quali ad esempio uffici, oppure laddove avvengono cicli produttivi, nonché in ambito residenziale per la CO₂ generata dal ciclo respiratorio, per le emissioni dei vapori di cottura, per le polveri in sospensione, per le emissioni dei prodotti da pulizia, per le micro-emissioni dei materiali d’arredo, etc.

Ad acuire il problema, vi sono le caratteristiche dell’involucro edilizio stesso in quanto, come detto poc’anzi, la tendenza edificatoria volta all’”ermeticità” degli edifici al fine di ridurre al minimo la dispersione energetica, può tradursi in una scarsa traspirabilità e dunque al trattenimento all’interno di tutte le possibili fonti di impoverimento dell’aria indoor.

Di qualunque ambiente si stia parlando, è più che mai importante l’attenzione verso la necessità del ricambio dell’aria interna al fine di mantenerla salubre, con la garanzia di ottenere ottimali valori di umidità relativa senza influire sulla temperatura e per prevenire, al contempo, la possibile formazione di fenomeni quali muffa, condensa e la proliferazione batterica. Gli impianti di ventilazione meccanica controllata (VMC) rappresentano senza dubbio la migliore risposta alle problematiche citate.

Quali sono le caratteristiche degli impianti di VMC?