Un serramento efficiente, una pompa di calore performante o un impianto fotovoltaico, se lavorano in modo separato e autonomo, potrebbero non portare ai risultati di efficienza attesi. La qualità si sposta sempre più dalla prestazione del singolo prodotto alla capacità di far dialogare involucro, impianti, energia e sistemi di controllo.
Immagine generata con IA
Il miglioramento dell’efficienza degli edifici, spesso, è ricondotto alla sostituzione di impianti e componenti esistenti con nuove soluzioni più performanti ed evolute. In realtà, isolanti performanti, serramenti con trasmittanze basse, pompe di calore tecnologiche e pannelli fotovoltaici rischiano di favorire un approccio non ottimale, per cui si tende a ottimizzare ogni singolo componente, perdendo di vista l’edificio della sua completezza. Si dovrebbe, invece, passare dal concetto di prodotto efficiente, a quello di sistema performante. L’edificio deve essere progettato e concepito come un ecosistema tecnico e tecnologico, le cui prestazioni globali dipendono sì da quelle dei singoli componenti che lo costituiscono, ma anche da come questi lavorano tra loro. La priorità, pertanto, diviene la capacità di integrazione, che deve divenire un requisito essenziale già in fase di progettazione.
Integrazione di involucro e impianto: la progettazione non può più essere separata
Gli impianti destinati alla climatizzazione dell’edificio, sia invernale che estiva, e le soluzioni adottate per l’involucro non possono essere il risultato di progettazioni separate e indipendenti. Il motivo è semplice, visto che il comportamento dell’involucro determina direttamente i fabbisogni energetici dell’edificio e, di conseguenza, caratteristiche, potenza e modalità di funzionamento degli impianti chiamati a soddisfarli.
Soprattutto nel caso di riqualificazioni e ristrutturazioni, se l’evoluzione delle caratteristiche dell’involucro non viene considerata nella progettazione impiantistica, il rischio è quello di installare generatori sovradimensionati o inadeguati agli scopi, con conseguenze sia sul costo iniziale dell’impianto, che sulla sua effettiva efficienza durante l’esercizio.
L’integrazione progettuale non riguarda, però, soltanto il calcolo della potenza necessaria, ma anche il comportamento e il funzionamento dell’edificio e dell’impianto. La tenuta all’aria o l’inerzia termica delle strutture, ad esempio, modificano il modo in cui cambiano nel tempo i fattori rilevanti per il comfort interno, come la temperatura e l’umidità. Non esiste un impianto “migliore” indipendentemente dall’edificio nel quale viene inserito, la soluzione più efficace deriva dalla compatibilità tra caratteristiche dell’involucro, profilo di utilizzo degli ambienti, sistema di generazione, distribuzione, emissione e regolazione. Il cambiamento più importante è quindi metodologico, il modello tradizionale, nel quale prima si progetta l’edificio e poi si dimensionano gli impianti, lascia progressivamente spazio a un processo iterativo.
Il sovradimensionamento delle pompe di calore
Una corretta integrazione tra involucro e impianto è fondamentale anche per evitare il sovradimensionamento della pompa di calore, che spesso causa problemi in alcuni edifici ristrutturati. Installare una macchina di potenza eccessiva non rappresenta necessariamente un vantaggio, soprattutto quando la potenza richiesta dall’edificio scende al di sotto della capacità minima di modulazione della pompa di calore e il sistema è costretto a frequenti cicli di accensione e spegnimento.
Il cosiddetto short cycling può ridurre l’efficienza stagionale, aumentare l’usura del compressore e compromettere la regolarità di funzionamento dell’impianto. Il corretto dimensionamento deve quindi partire dal calcolo dei carichi termici effettivi dell’edificio, considerando le reali prestazioni dell’involucro e non basandosi semplicemente sulla potenza del generatore precedentemente installato o su coefficienti standard espressi in W/m².
Serramenti, schermature e impatti sul sistema di climatizzazione
Un altro esempio di progettazione integrata riguarda il rapporto tra serramento, schermature solari e impianto di climatizzazione. Valutare una finestra esclusivamente attraverso la trasmittanza termica può essere riduttivo, soprattutto considerando le diverse condizioni estive e invernali. Se in inverno è necessario limitare le dispersioni, in estate diventano determinanti gli apporti solari attraverso le superfici vetrate. Entrano, quindi, in gioco altri aspetti, come il fattore solare del vetro (g), l’orientamento della facciata e la destinazione d’uso degli ambienti.
Un ruolo centrale è svolto dalle schermature solari, quali frangisole, tende tecniche, persiane e sistemi mobili, che consentono di controllare gli apporti solari e contribuire al comfort nelle diverse stagioni. La progettazione deve trovare un equilibrio tra protezione solare, illuminazione naturale e fabbisogno energetico. Limitare eccessivamente gli apporti solari può ridurre il surriscaldamento estivo, ma anche penalizzare la luce naturale e impedire, in inverno, di sfruttare gli apporti gratuiti.
In sostanza, la corretta combinazione di vetro e schermatura incide direttamente sui carichi di riscaldamento e raffrescamento e, di conseguenza, sul dimensionamento e sul funzionamento degli impianti. L’integrazione, poi, può spingersi oltre attraverso l’automazione, con schermature motorizzate, sensori di irraggiamento e temperatura e sistemi BMS consentono di adattare dinamicamente l’involucro alle condizioni interne ed esterne, coordinandone il comportamento con gli impianti.
VMC, tenuta all’aria e involucro
Anche ventilazione meccanica controllata, tenuta all’aria e involucro devono essere considerati come parti dello stesso sistema. Negli edifici ad alte prestazioni, ridurre le infiltrazioni incontrollate permette di contenere le dispersioni energetiche, ma rende ancora più importante assicurare un corretto ricambio dell’aria per garantire qualità dell’ambiente interno e controllo dell’umidità. La VMC consente di gestire in modo controllato questi ricambi e, nei sistemi dotati di recuperatore di calore, di limitare l’energia dispersa attraverso la ventilazione. La sua installazione e progettazione, però, sono strettamente legate alla qualità dell’involucro, in quanto una scarsa tenuta all’aria, dovuta ad esempio a discontinuità o errori di posa, introduce flussi incontrollati che possono ridurre i benefici del sistema. Diventano fondamentali la corretta progettazione dell’involucro e posa dei nodi costruttivi, degli attraversamenti impiantistici e dei serramenti.
FAQ Progettazione integrata
Cosa si intende per progettazione integrata edificio-impianto?
Progettare in modo integrato edificio e impianto richiede un approccio che considera involucro, impianti e sistemi di controllo come parti interconnesse, progettandone congiuntamente prestazioni e funzionamento.
Perché involucro e impianti devono essere progettati insieme?
Le caratteristiche dell’involucro determinano i fabbisogni energetici e i carichi termici dell’edificio, influenzando direttamente dimensionamento e funzionamento degli impianti. Per ottenere i migliori risultati, in termini di efficienza e comfort, è fondamentale che la progettazione non sia solo coordinata, ma anche integrata.
Quali problemi può causare una pompa di calore sovradimensionata?
Una pompa di calore sovradimensionata può essere fonte di inefficienze e costi inattesi. In caso di sovradimensionamento, si possono verificare frequenti accensioni e spegnimenti con possibili effetti negativi anche sul mantenimento dell’impianto e sul suo regolare funzionamento.
La progettazione integrata riguarda anche gli edifici esistenti?
La progettazione integrata è molto importante anche nelle riqualificazioni, dove ogni intervento deve confrontarsi con strutture e impianti esistenti, vincoli tecnici e prestazioni spesso molto differenti da quelle di un nuovo edificio.
La progettazione integrata può migliorare anche il comfort interno?
Progettare in modo integrato, coordinando involucro e impianti, permette di controllare meglio temperatura, umidità, qualità dell’aria, illuminazione naturale e condizioni di comfort nei diversi ambienti.
