Efficientamento energetico degli edifici: il ruolo giocato dai materiali.

Dalla certificazione energetica alla scelta dei materiali più performanti per una edilizia green.

Gli edifici sono responsabili di circa il 40% del consumo globale di energia nell’Unione Europea. All’interno del settore civile, il consumo del settore residenziale incide per il 70% mentre quello del terziario per il 30%.

La riduzione dei consumi energetici e la lotta al cambiamento climatico rappresentano le sfide che l’Europa è chiamata a superare.

La Certificazione energetica per valutare la prestazione degli edifici

Dal Gennaio 2009, gli Stati membri dell’UE sono tenuti a rispettare effettivamente obblighi con la direttiva sul rendimento energetico nell’edilizia del 2002 (EPBD). Uno dei requisiti stabiliti dalla direttiva EPBD è quello di introdurre i certificati di prestazione energetica (EPC) che devono essere rilasciati quando un edificio è costruito, venduto o affittato, vale a dire come parte di un’operazione immobiliare. Come definito dalla direttiva EPBD, l’attestato di prestazione energetica è un documento riconosciuto da uno Stato membro o da una persona giuridica da esso designata, che indica la prestazione energetica di un edificio o di un’unità immobiliare, calcolata secondo una metodologia adottata conformemente all’articolo 3.
La direttiva EPBD stabilisce diversi requisiti generali da adottare nel sistema EPC, ma offre agli Stati membri una flessibilità sufficiente per adeguare tali requisiti agli obiettivi adeguatamente adattati al loro contesto nazionale. Inoltre, le norme CEN che ne supportano l’attuazione offrono la possibilità di scegliere un approccio particolare per i differenti aspetti in ogni Paese.
In Italia la certificazione energetica si concretizza nell’APE (Attestato di Prestazione Energetica) ed è concepito al fine di fornire informazioni semplici e chiare sull’efficienza, le prestazioni e il fabbisogno energetico dell’edificio e degli impianti termici. Tale attestato è obbligatorio nel caso di nuove costruzioni, ristrutturazioni importanti, vendita o nuova locazione, edifici pubblici. Al fine di redigere un APE occorrono:

  • dati climatici della località;
  • dati relativi ad un uso standard dell’edificio;
  • dati relativi alle caratteristiche dell’involucro e degli impianti dal progetto energetico, previa verifica di rispondenza del costruito al progetto.

Se l’edificio è esistente, il rilievo può essere effettuato sia tramite indagini strumentali in situ (termografia, termoflussimetria, carotaggi,…) oppure attraverso analogia costruttiva: alcuni abachi forniscono le dati relativi alle caratteristiche
dell’ involucro di edifici costruiti nella stessa epoca.

L’APE è articolato in diverse sezioni, nell’ordine i dati generali, la prestazione energetica globale del fabbricato, la prestazione energetica degli impianti sia alimentati da fonti rinnovabili che non rinnovabili, i consumi stimati, altri dati quali ad esempio dati di dettaglio del fabbricato e, infine, suggerimenti per il miglioramento della prestazione energetica.

Le classi energetiche degli edifici

L’APE deve esprimere la prestazione energetica globale sia in termini di energia primaria totale che di energia primaria non rinnovabile. Inoltre la classe energetica deve essere determinata attraverso l’indice di prestazione energetica globale (somma di tutti gli indici), espresso in energia primaria non rinnovabile.
L’APE deve contenere i consumi relativi a tutti i servizi energetici (riscaldamento, acqua calda sanitaria, raffrescamento, illuminazione artificiale, ventilazione meccanica, trasporto di persone e cose).
Le classi energetiche sono 10, dalla A4 (la migliore) alla G (la peggiore).
La classe energetica dell’edificio è determinata sulla base dell’indice di prestazione energetica globale non rinnovabile dell’edificio EPgl,nr .
La scala delle classi è definita a partire dal valore dell’indice di prestazione energetica globale non rinnovabile dell’edificio di riferimento EPgl,nren,rif,standard,(2019/21) con le prestazioni di involucro al 2019 e le tecnologie impiantistiche standard.
La classe energetica è contrassegnata dai seguenti indicatori:

  • un indicatore alfanumerico in cui la lettera G rappresenta la classe caratterizzata dall’indice di prestazione più elevato (maggiori consumi energetici), mentre la lettera A rappresenta la classe con il miglior indice di prestazione (minori consumi energetici);
  • un indicatore numerico, affiancato alla lettera A, che identificherà i livelli di prestazione energetica in ordine crescente a partire da 1 (rappresentante del più basso livello di prestazione energetica della classe A);
  • un apposito spazio, se barrato, indicherà che si tratta di un “Edificio a energia quasi zero”;
  • l’indicazione del requisito minimo previsto (in corrispondenza della scala delle classi), qualora l’edificio oggetto fosse di nuova costruzione, calcolato in conformità al decreto requisiti minimi; tale riferimento è, per sua natura, variabile in funzione dei requisiti minimi costruttivi in vigore nell’anno in cui viene redatto l’APE.

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Materiali ecosostenibili in edilizia per l’efficientamento energetico degli edifici

L’efficientamento energetico degli edifici passa attraverso la scelta di opportuni materiali capaci di ridurre le dispersioni termiche. Tra i materiali innovativi ne spiccano diversi di origine naturale, in modo da ottenere un’edilizia green in grado di sostituire quella attuale.

Il kenaf è una varietà di ibisco (Hibiscus Cannabinus) originaria dell’Africa simile alla canapa, ma il suo contenuto di THC (Tetraidrocannabinolo, il principio attivo stupefacente) è nullo. Le sue caratteristiche principali sono la resa per ettaro elevata (135-140 quintali per ettaro), l’elevata capacità di crescita (fino a 3 metri in tre mesi) e la possibilità di coltivazione anche in climi freddi.
Le piantagioni di questa fibra non godono dei contributi comunitari e questo ne impedisce una loro maggiore diffusione nel territorio. La pianta ha un ciclo di vita annuale e può essere impiantata per sette anni consecutivi sullo stesso territorio senza avere perdite in termine di resa. Solitamente le fibre sono saldate tra loro per formare i pannelli, tramite poliestere e altri prodotti di tipo ignifugo. Il materiale a fine vita è riutilizzabile e compostabile, previa separazione degli eventuali prodotti sintetici impiegati per la saldatura delle fibre.
Possono essere utilizzati per l’isolamento termoacustico in intercapedini, coperture, pavimenti, tetti e facciate.

La fibra di lino appartiene alla famiglia delle Linaceae ed è ottenuta da una materia prima rigenerabile, la pianta del lino. Tale pianta è coltivata senza utilizzo di pesticidi (coltivazione biologica) in molti paesi dell’Unione Europea e con scarsa richiesta energetica in fase di produzione e applicazione.
È un materiale con ottime proprietà di isolamento termico ed acustico grazie al notevole contenuto d’aria nelle microcavità; è altamente traspirante ed
igroscopico; non contiene sostanze nocive per la salute; non si carica elettrostaticamente. Le fibre di lino poi, hanno maggiore resistenza meccanica di quelle del cotone ma minore elasticità. I pannelli sono riutilizzabili e riciclabili; essendo trattati con sali di boro, non sono idonei per il compostaggio perché provocherebbero lisciviazione (asportazione degli strati superficiali a causa dell’azione solubilizzante del composto) nel terreno. Il consumo di energia che si ha nella produzione è abbastanza elevato.

La lana di pecora è una fibra tessile ottenuta dal pelo di pecora. È una materia prima disponibile nelle regioni in cui vengono allevati gli ovini e rigenerabile. La lana si ottiene dalla tosatura delle pecore e viene sottoposta al lavaggio con saponi neutri biodegradabili, per sgrassare ed eliminare le eventuali impurità presenti. In una seconda fase i materiali sono trattati con prodotti speciali per garantirne la protezione nel tempo da muffe, acari e tarme.
Attraverso la cardatura si ottengono veli sottili sovrapposti per ottenere gli spessori desiderati, successivamente pressati e agugliati.
La lana di pecora ha eccellenti proprietà termo–fonoisolanti, è traspirante ed altamente igroscopica (è in grado infatti di assorbire acqua fino al 33% del suo peso, senza perdere potere isolante e senza dare la sensazione di essere umida); non cola, non emette gas tossici ed ha la capacità di filtrare formaldeide ed altre sostanza nocive. Per sua stessa natura è poco infiammabile, tuttavia alcuni prodotti sono sottoposti a trattamenti che permettono di aumentarne la capacità della lana di resistere al fuoco.

La fibra di cellulosa (carta) è una preziosa materia prima, e si adatta particolarmente bene come isolante termico per via della struttura dei suoi pori in grado di rinchiudere grandi quantità di aria, riducendo le perdite di calore. Originalmente il legno ha una struttura a fibre parallele, la quale viene modificata durante la trasformazione in carta, le fibre si orientano in tutti i sensi, realizzando così una porosità maggiore e di conseguenza un buon potere isolante. La fibra di cellulosa è traspirante ed igroscopica, in grado di assorbire umidità dall’ambiente e cederla poi successivamente; ha un buon comportamento fonoisolante e fonoassorbente; non contiene sostanze tossiche e non provoca reazioni a contatto con la pelle. È un materiale molto indicato dal punto di vista ecologico, poiché la materia prima è carta di giornale riciclata e il dispendio di energia per produrla è ridotto.

La plastica degli imballaggi viene trasformata in fibra di poliestere, in fiocco o filo continuo, da cui si ottengono, con successive lavorazioni, non tessuti destinati a diversi impieghi nell’edilizia, dai pannelli isolanti all’armatura delle guaine bituminose per l’impermeabilizzazione di tetti.

Il mattone organico è realizzato attraverso l’azione congiunta dei batteri, inseriti all’interno di un mix di aggregati. I componenti possono provenire da percorsi di riciclo ed il processo produttivo permette di ottenere mattoni di prestazioni uguali, se non superiori ai tradizionali, ma ad un costo in termini di tempo e di soldi inferiore.

Materiali di ultima generazione, frutto delle nanotecnologie, quali ad esempio l’Aerogel possono essere adoperati per migliorare l’efficientamento energetico degli edifici, l’isolante Aerogel presenta infatti una conducibilità termica molto bassa, pari a 0,013-0,014 W/mK, tale da renderlo l’isolante più performante utilizzabile attualmente nelle costruzioni; la conducibilità dei materiali comunemente utilizzati (polistirene espanso, lana di roccia, lana di vetro) è infatti di 0,25-0,35 W/mK. E’ un materiale solido ed allo stesso tempo molto leggero, con una densità di circa 100-150 kg/m3; può presentare una base di silice, alluminio, cromo o stagno, anche se in edilizia attualmente si utilizza principalmente l’Aerogel di silice. Deriva da un gel nel quale la componente liquida è stata sostituita da aria: la percentuale di vuoto al suo interno varia tra il 97% ed il 99%,

I vantaggi dell’isolante Aerogel riguardano anche l’ampio intervallo di temperatura d’impiego, variabile da -200 a +200 °C, l’idrofobia, la traspirabilità e la resistenza ai raggi UV; inoltre in alcuni utilizzi, come ad esempio nei solai, questo materiale contribuisce anche al miglioramento dell’isolamento acustico delle unità tecnologiche nelle quali è introdotto. Presenta anche un notevole mantenimento delle prestazioni nel tempo unito ad una buona stabilità dimensionale.

Tutti i materiali sopra citati sono un’ottima alternativa agli attuali materiali per le costruzioni, favorendo allo stesso tempo l’ambiente e migliorando drasticamente l’efficientamento energetico degli edifici.

Vantaggi dei materiali innovativi per una edilizia green

I materiali innovativi utilizzati in edilizia al fine di incrementare il risparmio energetico devono rispondere quanto più possibile agli imperativi della sostenibilità e della riciclabilità. Devono essere quanto più possibile materiali naturali e salubri, provenienti dal riciclo e concepiti nell’ottica di un economia circolare. Proprio la chiave del riciclo, come si legge nel rapporto di Legambiente 2016, può consentire di aprire uno scenario nuovo e sostenibile per il settore delle costruzioni.

Scopri le prestazioni dei materiali innovativi per incrementare l’efficientamento energetico negli edifici

Quali sono le proprietà di scambio termico dei materiali innovativi per l’isolamento termico?
In che modo si correlano con le altre proprietà fisiche, meccaniche e di durabilità nell’ambiente finale di utilizzo?

L’innovazione nel campo dei materiali passa sempre di più attraverso l’analisi, lo studio e l’ottimizzazione delle caratteristiche termo-fisiche dei materiali stessi. È per questo che il team di specialisti dei materiali e tecnici di laboratorio di Thermocert hanno messo a punto un set di analisi e prove in campo termico.

Per scoprire le proprietà termiche dei materiali isolanti di ultima generazione visita il sito Thermocert, e scopri come possiamo affiancarti nello sviluppo e testi di materiali ad alte prestazioni.

Se preferisci, puoi contattare direttamente un nostro specialista dei materiali che saprà orientarti al meglio.

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