Breviario di energetica edile

Calore, vapore e rumore attraverso l'involucro edilizio: modelli di analisi, diagnosi, progetto e controllo
Questo volume, che si presenta come una raccolta di informazioni relative all’energetica edilizia, - o meglio, relative all’energetica dell’involucro edilizio, - è, di fatto, un compendio di una cosa piuttosto complessa: l’aria interna - quella degli ambienti confinati - e le sue relazioni con le attività umane, il benessere, le strutture edilizie, il mondo esterno e via discorrendo. Il testo tratta essenzialmente di trasporto del calore, di diffusione del vapore e di rumore: ne definisce le variabili descrittive, gli strumenti di misura, controllo, diagnosi e progetto. Il tutto finalizzato al risparmio dell’energia e all’edilizia sostenibile.

Uno spazio opportuno è dato ai materiali e provvedimenti per l’isolamento termico ed acustico - all’uso delle barriere e freni vapore. Non solo, vengono anche presentati gli isolanti sintetici, relativi all’edilizia "commerciale", e quelli naturali, della bio-architettura.

Il punto di vista del testo è presentare quei paradossi tecnologici - che hanno grande influenza sui livelli prestazionali - per darne una risposta. Infatti, chi direbbe che pochi grammi di vapore - circa dieci per metro cubo d’aria - fanno mutare profondamente il livello di comfort? Oppure, quanto contribuisce il metabolismo umano al riscaldamento di un edificio? Ovvero, perché una casa passiva - idealmente senza impianti - è sempre dotata di ventilazione meccanica controllata? E via discorrendo.

In altre parole, il testo, non solo presenta metodi innovativi di controllo - come il Blower Door Test - utili alla diagnosi e alla certificazione energetica; ma, analizzando il comportamento di una casa "obiettivo" - la casa passiva, o "quasi" passiva o a basso consumo energetico, - vuole dar corpo (e motivazione) ad un modello di intervento energeticamente consapevole.

Marco Berti, ingegnere, ha svolto le funzioni di ricercatore in ambito ergonomico in importanti società. Attualmente - oltre al ruolo di consulente sui temi del Facility management e del risparmio energetico - ricopre la funzione di esperto per i sistemi tecnologici e di Energy manager nell’Ente pubblico Regione Piemonte. È docente in alcuni corsi di certificazione energetica e si occupa di architettura naturale e mobilità sostenibile. Tra le opere: pubblicazioni in tema di Global service tecnologico e il progetto (1998) del Servizio integrato di gestione e manutenzione del patrimonio immobiliare (e impiantistico) della Regione Piemonte.

Indice
1. Cenni (incompleti) sul concetto di sistema
1.1. Introduzione
1.2. Il sistema generale
1.3. Entropia, disordine e disorganizzazione
1.4. Sistemi, catastrofi e strutture dissipative
1.5. Il sistema edilizio (o sistema aperto edilizio)
1.6. Il sistema ambientale (o sistema aperto ambientale)
1.7. Il sistema tecnologico (o sistema aperto tecnologico)
1.8. La “costruzione” integrata del sistema edilizio
1.9. Classificazione del sistema tecnologico

2. La termoregolazione
2.1. Premessa
2.2. Il benessere ambientale
2.3. Definizioni
2.4. Cenni sulle unità di calore e temperatura
2.4.1. Considerazioni aggiuntive sulle unità di misura energetiche
2.5. L’uomo unitario (o di riferimento)
2.6. Produzione, emissione e controllo termico nel corpo umano
2.6.1. La produzione del calore
2.6.2. L’emissione del calore
2.6.3. Il controllo della temperatura
2.7. Il bilancio termico del corpo umano
2.7.1. Equazione di Fanger

3. I processi dell’aria umida
3.1. Introduzione
3.2. Unità di misura della pressione
3.2.1. Le unità di pressione per l’edilizia
3.2.2. Avvertenza sulle unità di pressione e le unità di misura in genere
3.3. Le pressioni nell’aria umida
3.3.1. Pressione totale e pressione parziale
3.3.2. Pressione del vapore saturo
3.3.3. Aspetti e curiosità sul vapore
3.4. Le curva delle pressioni
3.5. Il comportamento dell’aria umida
3.5.1. Le variabili di stato
3.5.2. Il diagramma psicrometrico
3.6. Aspetti quantitativi e integrazioni

4. La trasmissione del calore
4.1. Introduzione
4.2. Conduzione, convezione e irraggiamento
4.3. Conduzione termica
4.4. Irraggiamento termico
4.5. Convezione termica
4.6. Il coefficiente globale di scambio termico
4.7. Scambio termico per evaporazione e condensazione
4.8. Comportamento stazionario e comportamento periodico

5. La diffusione del vapore
5.1. Introduzione
5.2. La concentrazione e la pressione parziale del vapore
5.3. Correlazione tra trasmissione del calore e diffusione del vapore
5.4. La produzione del vapore d’acqua
5.5. Diffusione del vapore nelle pareti edilizie
5.6. Il diagramma di Glaser
5.7. Concavità e convessità in un diagramma di Glaser
5.8. Guaine di controllo della diffusione del vapore
5.9. Traspirazione (e diffusione) nella riqualificazione termica di un involucro
5.10. Barriere e freni vapore
5.11. Parametri di controllo delle barriere e freni vapore
5.12. La condensazione superficiale
5.13. Ricambio d’aria o ventilazione
5.14. Il bilancio igrometrico
5.15. Dati termoigrometrici dell’aria umida esterna
5.16. Lo stress igrometrico
5.17. Sintesi dei provvedimenti contro l’umidità di superficie e nella massa (o interstiziale)
5.18. Reversibilità e irreversibilità del processo di condensazione interstiziale
5.19. Il funzionamento della barriera di vapore
5.20. Strutture orizzontali/oblique di copertura e barriere di vapore

6. Chiusure e partizioni opache
6.1. Introduzione
6.1.1. Classificazione involucro
6.1.2. Le unità tecnologiche del sistema involucro
6.2. I ponti termici
6.2.1. Introduzione
6.2.2. Le perdite di calore
6.2.3. Il punto di vista descrittivo
6.2.4. Il punto di vista prestazionale
6.2.5. Le patologie prestazionali
6.2.6. Classificazione
6.2.7. Le isoterme e il flusso di calore
6.2.8. Termografia e diagnosi della “patologia” ponte termico
6.2.9. La trasmittanza nei ponti termici
6.3. Correggere i ponti termici
6.3.1. Definizione
6.3.2. Correzione ed edilizia sostenibile
6.3.3. Correzione e normativa
6.3.4. Cenni sul modello di controllo normativo
6.3.5. Comportamenti pragmatici per la correzione dei ponti termici
6.3.6. Classificazione, valutazione e correzione dei ponti termici
6.3.7. Dimensionamento della correzione di un ponte termico
6.4. Isolare il sistema involucro
6.4.1. Isolamento delle chiusure verticali opache
6.4.2. Isolamento delle chiusure orizzontali superiori
6.4.3. Isolamento delle chiusure orizzontali inferiori

7. Chiusure trasparenti
7.1. Introduzione
7.2. Vetro e radiazione solare
7.3. Requisiti e prestazioni
7.4. Nomenclatura minima del sistema infisso-serramento
7.5. La trasmittanza termica e la norma
7.6. Cenni sul problema acustico
7.7. La prestazione termica
7.7.1. Il contributo del vetro
7.7.2. Il contributo del profilo (o telaio)
7.7.3. Il contributo del distanziatore
7.7.4. Il sistema infisso-serramento
7.8. La prestazione acustica

8. Bilancio, rendimenti e classificazione energetica
8.1. Introduzione
8.2. Il bilancio e gli indici di prestazione energetica
8.2.1. Il riscaldamento invernale: energia utile
8.2.2. Il riscaldamento invernale: energia primaria
8.2.3. Il consumo di acqua calda sanitaria (ACS): energia utile
8.2.4. Il consumo di acqua calda sanitaria (ACS): energia primaria
8.2.5. Contributo delle fonti energetiche rinnovabili
8.2.6. Illuminazione e raffrescamento estivo
8.2.7. Gli indicatori della prestazione energetica
8.2.8. Il corpo legislativo/normativo
8.2.9. Classificazione energetica di un sistema edilizio

9. Prestazioni, materiali e misure
9.1. Introduzione
9.2. Il modello normativo/prestazionale
9.2.1. Le prestazioni termo-isolanti
9.2.2. Le prestazioni fono-isolanti
9.3. L’isolamento integrato
9.3.1. Il carattere dei materiali isolanti
9.3.2. Il controllo normativo
9.3.3. Il ponte acustico
9.4. I materiali isolanti
9.4.1. Introduzione
9.4.2. Classificazione dei materiali isolanti
9.4.3. Il bilancio ecologico/energetico
9.4.4. Materiali isolanti sintetici di origine minerale
9.4.5. Materiali isolanti naturali di origine minerale
9.4.6. Materiali isolanti sintetici organici
9.4.7. Materiali isolanti naturali di origine vegetale
9.4.8. Materiali isolanti naturali di origine animale
9.4.9. Isolamento sottovuoto
9.5. Misura e conoscenza sperimentale
9.5.1. Il termoflussimetro
9.5.2. Il Blower Door Test
9.5.3. La termografia a raggi infrarossi
9.5.4. Blower Door Test e Termocamera a raggi infrarossi

10. Una casa (quasi) passiva
10.1. Classificazione (incompleta) dei sistemi passivi
10.2. Il modello prestazionale del sistema (o standard) Passivhaus
10.3. Modelli descrittivi di una casa passiva (o Passivhaus)
10.4. Un caso concreto: una casa quasi passiva
10.4.1. Materiali a cambiamento di fase (PCMs)
10.4.2. Raffreddare con il sole: il Solar Cooling
10.4.3. L’involucro trasparente
10.4.4. Le perdite d’involucro: la trasmissione del calore
10.4.5. La misura delle perdite per ventilazione
10.4.6. Ricerca e correzione delle perdite per infiltrazione
10.4.7. Passivo o quasi passivo