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Cambiamento climatico e progettazione di edifici e impianti termici

La progettazione degli edifici nell'epoca dei cambiamenti climatici

- Il cambiamento climatico registrato nel bacino aerologico milanese
- La zonizzazione climatica invernale italiana e le ipotesi di aggiornamento
- Evoluzione delle norme tecniche sui dati
- La resilienza degli edifici
- Nuovi dati climatici e strategie per la progettazione dell'involucro
- I dati climatici e la progettazione degli impianti termici

L'Unione Europea ha adottato una legislazione ambiziosa che coinvolge vari settori per attuare gli impegni internazionali in materia di cambiamenti climatici. Tale azione per il clima coinvolge tutti i settori strategici. I dati acquisiti dell'ISTAT evidenziano che nei capoluoghi di regione la temperatura media annua segna un'anomalia di +1,2°C sul valore 1971-2000.

Sono in crescita anche alcuni estremi di caldo: +15 giorni estivi e +18 notti tropicali. Dal documento emerge che tale anomalie di temperatura dell'aria media sono positive e si hanno in tutte le città. Esse riguardano un rialzo della temperatura dell'aria, sia minima che massima: le più alte si rilevano a Perugia (+2,1°C), Roma (+2°C), Milano (+1,9°C), Bologna (+1,8°C) e Torino (+1,7°C). Parallelamente la precipitazione totale scende in media di 132 mm sul corrispondente valore del periodo 2006-2015.

Il dato climatico rappresenta l'input principale ai calcoli termotecnici da cui dipende la progettazione dell'edificio inteso come sistema complesso composto da vari componenti: dall'involucro agli impianti che permettono di vivere in accettabili condizioni salute e di comfort.

Il clima urbano, rispetto a quello delle aree rurali e non urbanizzate circostanti, è molto più complesso: esso dipende infatti sia dal clima locale, sia dagli effetti del contributo antropico, che variano molto rapidamente. In particolar modo lo strato di atmosfera in cui viviamo, quello che va dalla superficie alla sommità degli edifici (UCL Urban Canopy Layer), è fortemente influenzato dalle proprietà termiche delle superfici e degli stessi.

Un fenomeno tipico delle aree urbane è quello conosciuto come "isola di calore" (UHI): in presenza di situazioni di forte stabilità atmosferica (alta pressione, scarsa ventilazione, cielo sereno) tra la tarda serata e le prime ore del mattino si possono registrare differenze di temperatura molto elevate, anche fino a 10 °C, tra le aree densamente urbanizzate e quelle rurali circostanti.

Si tratta di un fenomeno che interessa non solo i grandi centri urbani, come Milano, ma anche città di medie dimensioni e che si verifica principalmente nelle stagioni estive e invernali, di solito maggiormente interessate dal persistere di situazioni anticicloniche; d'estate, in presenza di ondate di calore, l'isola di calore può accentuarne ulteriormente l'effetto e rendere così le temperature notturne dei centri abitati particolarmente elevate.

Gli effetti purtroppo sono ben presenti anche nel nostro Paese, famoso in tutto il mondo per il suo clima mediterraneo e mediamente mite. Ci si deve confrontare sempre di più invece con un clima imprevedibile, che passa da momenti di forte siccità, come quello di queste settimane, a precipitazioni incontrollate, per non parlare poi della temperatura dell'aria: negli ultimi anni c'è stato un crescendo dei valori medi e la preoccupazione è che si possa superare una soglia di non ritorno.

Negli ultimi anni una parola è entrata prepotentemente nel nostro lessico: "resilienza", intesa come la capacità di fare fronte, dando una risposta positiva, ad eventi traumatici, nel nostro caso il clima impazzito.

Ci siamo giustamente preoccupati di promuovere una strategia nuova, rivoluzionaria, nella progettazione energetica ed ambientale non solo degli edifici nuovi ma anche di quelli oggetto di ristrutturazione. Abbiamo introdotto certificazione e diagnosi energetica, nuove regole da osservare e nuovi percorsi legislativi, sia in ambito europeo che in ambito nazionale, per raggiungere un obiettivo di completa decarbonizzazione al 2050.

E come CTI abbiamo prodotto e messo a disposizione dei progettisti ma anche dei gestori e dei manutentori pacchetti interi di norme tecniche essenziali ed indispensabili per governare in modo serio questo processo, per dargli una concretezza al di là delle buone intenzioni o dei proclami.

Con i continui cambiamenti climatici la progettazione di edifici energeticamente efficienti è veramente complessa. Focalizzarsi sulle caratteristiche delle singole strutture non è corretto, ma è necessario progettare per il comfort analizzando nel tempo tutti i possibili contributi che influiscono sull'aspetto termico e termoigrometrico.

I dati hanno senza dubbio grande influenza nella progettazione degli impianti termici, sia per la climatizzazione invernale, sia per quella estiva. La loro influenza sulle scelte del progettista è di due tipi. Una prima influenza è di tipo "indiretto", ovvero data dal fatto che i dati determinano i fabbisogni di energia termica utile del fabbricato e quindi, di conseguenza, i carichi termici richiesti all'impianto.

Per certe tipologie di generatore, e stiamo parlando in questo caso delle pompe di calore, i dati climatici hanno poi un'influenza "diretta", poiché dalle condizioni climatiche dipendono direttamente le prestazioni energetiche della macchina. Questo vale sia per i nuovi edifici, sia per le riqualificazioni degli impianti termici: la tendenza in atto è di spostarsi sempre più verso pompe di calore oppure soluzioni polivalenti o ibride.

Ma la scelta di installare la sola pompa di calore oppure un sistema in pompa di calore con caldaia di back-up dipende fortemente dalle efficienze e dalle prestazioni nelle condizioni effettive di funzionamento, che dipendono essenzialmente dai dati .

In allegato, è disponibile il pdf completo del dossier, che illustra anche i due aspetti che i progettisti di impianti dovrebbero tenere in considerazione.

Articoli tecnico scientifici o articoli contenenti case history
Fonte: Dossier CTI luglio - agosto 2022 Energia e Dintorni
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