Ad ogni abitazione il proprio sistema di climatizzazione: come scegliere il prodotto più adatto alle proprie esigenze

Il concetto di Edificio a Energia Quasi Zero (NZEB) è stato introdotto dalla Direttiva Europea EPBD 2010/31/UE (recentemente modificata dalla Direttiva UE 2018/844), che impone che dal 31 dicembre 2020 tutti gli edifici di nuova costruzione, inclusi quelli residenziali, siano NZEB, ovvero che abbiano elevatissime prestazioni energetiche e siano caratterizzati da un fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo, da coprire in misura molto significativa con energia rinnovabile prodotta in loco o nelle vicinanze. In Italia, la Direttiva Europea è stata recepita a livello quantitativo con il DM 26/06/2015, che ha definito i “Requisiti Minimi” che gli NZEB devono rispettare. L’adempimento delle normative in materia è possibile attraverso un nuovo approccio progettuale, un legame altamente sinergico tra involucro edilizio e impianti. Di nostro interesse sono certamente questi ultimi.  

Impianti di climatizzazione residenziale

L’obiettivo della climatizzazione residenziale invernale ed estiva si sintetizza nella ricerca del massimo comfort abitativo con la minor spesa possibile, ottemperando le prescrizioni normative vigenti in termini energetici. Oggi più che mai, una minor spesa iniziale non è più sinonimo di convenienza e lo studio del rientro dell’investimento va condotto a lungo termine, analizzando l’insieme delle condizioni al contorno. Basti pensare ai casi di nuova costruzione dove le possibilità di scelta sono moltissime, mentre alle ristrutturazioni e riqualificazioni energetiche dove i vincoli sono maggiori. A valle di ulteriori variabili (il clima esterno, la permanenza dell’utente continuativa o saltuaria, la disponibilità dei vettori energetici e delle fonti rinnovabili), lo studio di una soluzione ad-hoc ripagherà in termini economici grazie al minor consumo energetico, alla maggiore efficienza e durata dell’impianto. Esistono molte risposte innovative in grado di soddisfare il rapporto costi/benefici secondo le possibilità dell’utente.

Generatori di potenza termica e/o frigorifera

• Le caldaie a condensazione permettono di ottenere un risparmio energetico rilevante, in quanto riescono a recuperare il calore dei fumi di scarico prodotti durante la combustione, per riscaldare l’acqua di ritorno dall’impianto di riscaldamento. Il rendimento di queste caldaie è molto alto, garantendo un’efficienza maggiore rispetto alle tradizionali. È inoltre possibile la predisposizione per l’integrazione con fonti rinnovabili, ad esempio il solare termico, o ancora con generatori ausiliari costituendo un sistema ibrido. Quest’ultimo caso interessa la combinazione caldaia – pompa di calore, capace di soddisfare con un unico impianto le esigenze di riscaldamento, raffrescamento e produzione di acqua calda sanitaria.

• Le pompe di calore sono in grado di trasferire energia termica da una sorgente a una determinata temperatura a una sorgente a temperatura più alta, utilizzando generalmente energia elettrica. Il progresso le ha rese oggi un’ottima ed efficiente alternativa ai tradizionali generatori, in grado di rispondere in un’unica soluzione alle esigenze di climatizzazione in ogni periodo dell’anno e di produzione di acqua calda sanitaria. Nonostante richiedano un investimento iniziale maggiore rispetto ai generatori tradizionali, il recupero dell’investimento è velocizzato dai meccanismi di detrazione fiscale e incentivazione. Inoltre, l’unico vettore energetico utilizzato è l’energia elettrica, fabbisogno che può essere parzialmente o totalmente coperto da un impianto fotovoltaico.

Nelle pompe di calore aria/aria lo scambio termico avviene tra l’aria interna e quella esterna: sono i tradizionali sistemi split, tecnologia economica, efficiente ma con qualche limite, recentemente valicato dall’ingresso nel mercato di moduli idronici e secondi stadi di compressione che consentono di produrre rispettivamente acqua calda e refrigerata per l’impianto e quella sanitaria ad alta temperatura. Nelle pompe di calore aria/acqua lo scambio termico avviene tra l’aria dell’ambiente esterno e il fluido contenuto nell’impianto (acqua), con la possibilità di alimentare direttamente i terminali idronici: radiatori, ventilconvettori, pannelli radianti e scambiatori a bordo delle unità di Ventilazione Meccanica Controllata. Tale sistema risponde anche alla produzione di acqua calda sanitaria, in particolare la tecnologia EVI (iniezione di vapore) consente di raggiungere alte temperature di condensazione, tali da scongiurare i problemi legati alla legionella. Le pompe di calore acqua/acqua (di falda, di mare, geotermiche ecc.), eliminando la variabile dello scambio termico con l’aria esterna, assicurano rendimenti migliori rispetto alle pompe di calore aerotermiche in caso di climi rigidi e/o caldi. Il vantaggio risiede nella temperatura della sorgente (acqua) costante durante tutto l’arco dell’anno. Di contro, la realizzazione di un impianto di questa tipologia richiede analisi, competenze, lavorazioni e costi ben superiori rispetto a quelli precedenti ma con il vantaggio della sicurezza di un’altissima resa.

Terminali d’impianto per la cessione della potenza termica e/o frigorifera

• I radiatori continuano tutt’oggi ad essere terminali molto apprezzati, per la loro semplicità, il ridotto costo di acquisto, la totale silenziosità e l’assenza di collegamenti alla rete elettrica. I radiatori, con alcuni accorgimenti costruttivi, possono essere elementi impiantistici che ben si integrano in impianti innovativi a bassa temperatura, dunque in caso di generazione con caldaie a condensazione e pompe di calore.

• Di largo impiego nelle attività commerciali, ricettive, del terziario, ma molto spesso anche in ambito residenziale, i ventilconvettori sono capaci di riscaldare e raffrescare l’ambiente con l’indiscutibile vantaggio del ridottissimo tempo di messa a regime dell’impianto, il che li rende i perfetti alleati per una casa vacanze, dove la risposta deve essere immediata. In commercio sono svariate le soluzioni, a partire dalle classiche installazioni a parete, alle unità da incasso e canalizzabili, fino ai ventilconvettori a pavimento. Oltre alla possibilità di integrazione negli impianti a 2 o 4 tubi, nei modelli più evoluti, la dotazione di ventilatori elettronici inverter EC brushless ha apportato indiscutibili vantaggi in termici energetici e acustici.

• L’impianto radiante a pavimento è ad oggi uno dei più conosciuti, soprattutto in ambito residenziale. Il sistema nasce e continua ad essere nella maggior parte dei casi un impianto a elevata inerzia termica che conferisce il vantaggio di poter mantenere per lunghi periodi il calore immagazzinato per cederlo lentamente anche quando il sistema di generazione rimane spento. L’impianto garantisce un’ottima flessibilità architettonica, l’assenza di rumore e una limitata stratificazione dell’aria. Inoltre, operando per irraggiamento su una superficie molto ampia permette di lavorare a basse temperature operative, risultando idoneo per caldaie a condensazione e pompe di calore. Il sistema radiante può essere anche utilizzato per rinfrescare gli ambienti, con alcuni accorgimenti obbligatori, infatti la norma in materia UNI 1264-3 prevede che la temperatura di mandata non debba superare il limite inferiore di 1 °C del valore di temperatura di rugiada calcolato sulle condizioni ambiente in caso di presenza di un sistema di deumidificazione. È questo il caso estivo, nel quale è di fondamentale importanza il controllo dell’umidità. Una prima soluzione vede l’integrazione di ventilconvettori tradizionali (a patto siano alimentati con temperature più basse), in modo da sottrarre il calore latente oltre a quello sensibile. Una seconda, l’impiego di deumidificatori isotermici, infine la predisposizione di un sistema di Ventilazione Meccanica Controllata con sezione di deumidificazione ed eventuale integrazione della potenza frigorifera (ad espansione diretta o idronica).

Ventilazione Meccanica Controllata

Il comfort degli ambienti confinati non riguarda soltanto i parametri termo-igrometrici ma anche la qualità dell’aria che in essi è presente (IAQ, acronimo di Indoor Air Quality). Gli edifici ad alta efficienza energetica, con la tendenza all’ermeticità dell’involucro edilizio, comportano che l’umidità generata naturalmente nei locali può favorire la formazione di condense e di muffe durante i mesi invernali, mentre nei mesi estivi, in particolar modo se dotati di raffrescamento mediante impianto radiante assistito da deumidificazione, può presentarsi il fenomeno contrario, ossia un valore di umidità relativa eccessivamente basso. Gli impianti VMC trovano qui il loro campo di applicazione, garantendo un continuo ricambio dell’aria all’interno di un edificio o di singoli locali, con il vantaggio di eseguire un recupero termico e di controllare la qualità dell’aria ricambiata. Infatti, oltre ai risparmi energetici conseguibili, tali impianti sono in grado di rendere salubri gli ambienti, contrastando la sindrome dell’edificio malato (SBS, Sick Building Syndrome), che corrisponde a una combinazione di disturbi legati a tutti gli ambienti microclimatici a cui le persone sono sempre più esposte: i Composti Organici Volatili (VOC) e il particolato (PM) sono solo alcuni.

Sistemi di controllo e supervisione

Un fattore non più trascurabile nella climatizzazione domestica è sicuramente quello legato alla domotica e alla termoregolazione: il controllo e la supervisione anche da remoto della temperatura, dell’umidità relativa, la gestione delle risorse impiantistiche, sono aspetti che contribuiscono a innalzare il comfort abitativo, consentendo contestualmente di sfruttare al meglio l’impianto, ottimizzarne l’efficienza, ridurne gli sprechi e i costi di manutenzione. La direttiva Europea 2018/844 sulla prestazione energetica nell’edilizia rileva l’importanza di tali sistemi introducendo un indicatore smart e favorendo l’integrazione di tecnologie intelligenti allo scopo di ridurre i consumi e mantenere le condizioni di benessere e salubrità in funzione delle esigenze dell’utenza. A livello nazionale, oltre ai rendimenti di regolazione della UNI/TS 11300, il Decreto Requisiti Minimi richiede in modo esplicito uno standard minimo degli impianti di automazione, controllo e supervisione (BACS e BMS) dell’edificio, definito secondo i criteri della norma UNI EN 15232.