Case modulari nZEB: metodo per l’architettura del futuro

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Esempio di case modulari nZEB
Credit foto: Idealista

Coefficiente di forma, orientamento e distribuzione degli ambienti sono alcuni dei criteri utili a progettare una casa ad elevate prestazioni energetiche

L’aumento dei costi energetici, la green evolution e le tecnologie innovative favoriscono sempre più la realizzazione di case modulari nZEB, nuova frontiera del vivere sostenibile. Si tratta nello specifico di edifici altamente efficienti (nZEB sta per “energia quasi zero”) la cui realizzazione contribuisce a ridurre l’impatto dell’edilizia sull’ambiente, con notevoli risparmi anche in bolletta.

L’obiettivo è abbattere i consumi: è stato calcolato, infatti, che un edificio nZEB consuma solo 30 kWh/mq in un anno, contro i 400 kWh/mq di un impianto standard. La realizzazione dei moduli che compongono la struttura pone un focus speciale sul processo di isolamento, in modo da limitare le infiltrazioni di aria dall’esterno e ridurre i costi di riscaldamento e raffreddamento.

La sostenibilità di un edificio parte quindi dal modo in cui viene concepito e posizionato, ancora prima di essere fisicamente costruito. Proprio per questo le case modulari nZEB vengono progettate tenendo conto dell’ambiente che le ospiterà e degli utenti che vi abiteranno.

Qualunque sia poi il materiale principale di costruzione dei moduli (cemento, acciaio o legno), la progettazione di una casa modulare deve sempre tenere in considerazione alcuni specifici criteri:

  • il fattore di forma (S/V);
  • l’orientamento;
  • la distribuzione degli ambienti;
  • le caratteristiche dell’involucro edilizio.

Vediamoli in dettaglio.

Il rapporto S/V

Il coefficiente di forma S/V è pari al rapporto tra la superficie dell’involucro e il volume riscaldato e serve a valutare l’incidenza delle caratteristiche tipiche dell’edificio sulla dispersione termica.

Gli elementi di forma presi in considerazione sono:

  • la compattezza, che riguarda il numero e la dimensione delle superfici disperdenti rispetto al volume;
  • la porosità, ovvero la proporzione tra volume pieno e volume vuoto dell’edificio;
  • la snellezza, cioè la proporzione dell’edificio rispetto al suo sviluppo in verticale.

Il coefficiente di forma è spesso vincolato dal contesto urbano e dai regolamenti edilizi. In linea generale, però, un valore elevato corrisponde ad una maggiore dispersione termica. Nelle zone mediterranee, quindi, è opportuno realizzare edifici compatti e porosi per poter limitare il fabbisogno energetico utile a raffreddare o riscaldare l’edificio a seconda delle diverse stagioni.

Orientamento

L’orientamento dell’edificio è la posizione dell’involucro edilizio rispetto al movimento del sole. Questo parametro è fondamentale per stabilire i guadagni termici della struttura, così come abbiamo avuto modo di accennare a proposito di Casa Santa Maria realizzata da Studio GUM.

Gli edifici con asse principale posto in direzione est-ovest, ad esempio, riescono a massimizzare le fonti di esposizione solare diretta e riducono così i consumi di luce e la richiesta energetica di riscaldamento e raffreddamento.

Caratteristiche delle case modulari nZEB
Credit foto: PnPE2 – ENEA

La distribuzione degli ambienti

Il comfort termoigrometrico dell’utente, riferito alle condizioni di temperatura e di umidità dell’aria, dipende dal rapporto tra l’edificio e l’ambiente circostante e interessa anche l’allocazione degli spazi interni all’edificio.

Le stanze più vissute dovrebbero essere disposte a sud, dove si ha maggiore luminosità, mentre i locali di servizio come il bagno, gli spazi connettivi e i depositi possono essere collocati a nord.

Le caratteristiche dell’involucro edilizio

In una progettazione efficace, l’involucro è ben in grado di regolare lo scambio di flussi termici, luminosi e acustici tra interno ed esterno. Perché questo sia possibile, bisogna valutare attentamente i materiali da impiegare per realizzare la struttura.

L’involucro edilizio, infatti, deve assumere comportamenti differenti a seconda della stagione. In inverno deve proteggere l’ambiente interno dalle dispersioni di calore, mentre in estate deve proteggerlo dagli eventuali fenomeni di surriscaldamento.

I requisiti attribuiti all’involucro sono stati oggetto di numerose normative, sia in ambito europeo che italiano. In merito alle sollecitazioni termiche, i parametri che le normative disciplinano per valutare il comportamento dell’involucro edilizio riguardano:

  • trasmittanza termica: indica la quantità di flusso di calore che attraversa un metro quadrato di superficie ed è funzione della conducibilità termica e dello spessore del materiale;
  • massa superficiale: corrisponde alla massa per unità di superficie della parete opaca compresa la malta dei giunti, esclusi gli intonaci, espressa in kg/m². In altre parole, una massa superficiale elevata migliora le prestazioni energetiche dell’involucro edilizio e gli conferisce la funzione di modulatore dei flussi di calore fra esterno ed interno;
  • trasmittanza termica periodica: esprime la capacità di un componente edilizio di attenuare e sfasare nel tempo il flusso termico proveniente dall’esterno che lo attraversa nell’arco di una giornata.

Risparmio energetico, riduzione dello spreco e maggiore salubrità degli ambienti sono alcuni dei vantaggi delle case modulari nZEB. Il decadimento energetico di queste strutture non inizia prima degli 80 anni di vita, il che contribuisce a renderla una soluzione abitativa sicura e affidabile.

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