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Vivere in una casa riscaldata e raffrescata soltanto dall'energia della terra si può. La geotermia a bassa entalpia è oggi già una realtà che si inserisce nel contesto della progettazione edilizia più avanzata. Ne parliamo con Francesco Masciarelli, architetto specializzato in edilizia sostenibile

Casa Passiva Fontana - Perugia
Casa Passiva Fontana - Perugia
La geotermia a bassa entalpia è oggi già una realtà che si inserisce nel contesto della progettazione edilizia più avanzata. Va infatti considerato che dopo un lunghissimo periodo in cui l'edilizia sembrava essersi ancorata a pratiche che di massima erano inalterabili nel tempo, in questi ultimi anni la necessità di ridurre i costi energetici delle abitazioni ha condotto ad uno sviluppo e a dei cambiamenti importanti.

Per comprendere meglio, sfatando al tempo stesso alcuni luoghi comuni, la geotermia per uso 'domestico', abbiamo posto alcune domande a Francesco Masciarelli, architetto specializzato in edilizia sostenibile e realizzatore della prima casa passiva in clima temperato.

Actas: Comincerei chiedendoti di spiegare cos’è e come funziona un impianto geotermico a bassa entalpia.

Masciarelli: La geotermia a bassa entalpia (temperatura dei fluidi <90°C) prevede l’uso del sottosuolo, da pochi metri fino a qualche centinaio, come serbatoio di energia termica da sfruttare per riscaldare o raffrescare (o contribuire a riscaldare e raffrescare) gli ambienti interni di un edificio. Si distingue dalla geotermia classica (media/alta entalpia - temperatura dei fluidi da 90°C ad oltre 150°C) che invece usa “anomalie geologiche”, come nel caso di Larderello in Toscana dove sono usati i soffioni boraciferi - dei geyser naturali che emettono vapori ad alta temperatura, per produrre energia elettrica (un quarto del fabbisogno energetico della Regione Toscana!) o termica. Gli impianti che usano la geotermia a bassa entalpia sono di due tipi, a seconda del fatto che usino un fluido oppure l’aria come vettore termico, cioè come mezzo per trasportare l’energia termica. Nel primo caso si tratta di impianti dove pompe di calore geotermiche sfruttano la temperatura costante del sottosuolo, o di pozzi e falde idriche, per riscaldare o raffreddare direttamente gli edifici. Possono essere di tipo verticale, con poche sonde contenenti fluidi che raggiungono profondità di 150/200 metri, o orizzontali, con molte sonde che occupano una vasta superficie a bassa profondità (0,5/1 metro). Nel secondo caso (aria come vettore termico) si tratta di sistemi che sono usati per migliorare ed ottimizzare le prestazioni di impianti di Ventilazione Meccanica Controllata (VMC) con la cosiddetta temperazione geotermica (anche conosciuta come pozzo canadese o provenzale). Gli impianti di VMC hanno la funzione di garantire il ricambio continuo dell’aria interna di un edificio a temperatura controllata, ovvero mediante scambiatori ad altissima efficienza che riusano l’energia termica dell’aria esausta espulsa per riscaldare quella fresca mentre viene immessa negli ambienti. In questo caso tubazioni in materiale plastico interrate a pochi metri di profondità svolgeranno il compito di pre-riscaldare (in inverno) e pre-raffrescare (in estate - dove l’aria calda esterna verrà anche leggermente deumidificata a causa del fenomeno della condensazione nei tubi interrati più freschi) l’aria poi immessa nell’edificio dall’impianto di VMC. Questo sfruttando la differenza di temperatura esistente tra l’aria esterna e quella del sottosuolo. Nel primo come nel secondo caso si tratta di impianti che hanno un impatto praticamente nullo sull’ambiente, zero emissioni di CO2 in fase di esercizio, costi di esercizio ridottissimi.

Actas: Si possono utilizzare solo in edifici di nuova costruzione o anche per edifici già esistenti?

Dettaglio dell'impianto
Dettaglio dell'impianto
Masciarelli: Si possono utilizzare in entrambi i casi. Potranno risultare diversi, cioè meno agevoli e quindi più onerosi, gli interventi in edifici esistenti rispetto a quelli in edifici in corso di costruzione.

Nel caso di impianti geotermici a bassa entalpia con vettore fluido e sonde verticali, non esistono differenze significative: in ogni caso si tratterà di effettuare delle perforazioni a profondità di 150/200 metri, ed i benefici di un cantiere di nuova costruzione potranno essere, soprattutto, di tipo logistico e di ottimizzazione della posizione delle sonde.

Nel caso di impianto geotermici a bassa entalpia con vettore fluido e sonde verticali di superficie, l’installazione in edifici esistenti può essere resa molto complessa, al di là del maggior costo, dalla necessità di prevedere un’ampia area di scavo. In questo senso un nuovo edificio potrà godere di costi di installazione più limitati.

Nel caso di impianto geotermici a bassa entalpia con vettore aria ed impianto di VMC l’installazione sarà certamente agevolata negli edifici di nuova costruzione, nei quali la posa dei tubi interrati potrà agevolmente (e più economicamente) avvenire dietro terrapieni e muri di sostegno o nell’ambito degli scavi comunque necessari per l’esecuzione delle fondazioni.

Actas: È necessario affidarsi a tecnici specializzati e dove si possono trovare?

Masciarelli: Certamente è (molto) opportuno rivolgersi a tecnici specializzati ma che abbiano, soprattutto, specifica esperienza al riguardo. È bene precisare che si tratta di tecniche ancora poco note ed applicate in Italia, e con uno “storico” applicativo relativamente breve, per le quali non esistono specifici corsi di specializzazione e la cui applicazione non può, e non deve, prescindere da uno studio complessivo del sistema edificio-impianto oltre che dell’area/ambiente di applicazione. Senza studi preliminari adeguati ed un’attenta analisi costi-benefici, i vantaggi potranno risultare inferiori alle attese, e gli investimenti necessari poco giustificabili.

Altro dettaglio dell'impianto
Non sono certamente molti i tecnici che possono vantare esperienza specifica al riguardo, sia con riferimento alla progettazione e realizzazione degli impianti geotermici sia, soprattutto, in relazione alla corretta valutazione complessiva del sistema edificio-impianto. Insisto sul punto specifico per ribadire che, al di là della indiscussa validità di tali impianti, occorre affidarsi a tecnici che siano in grado di effettuare una valutazione complessiva e suggerire soluzioni su misura per le esigenze dello specifico edificio.

Actas: Si possono utilizzare solo in edifici indipendenti o anche in edifici collettivi (condomini) e non residenziali (uffici, scuole, fabbriche, etc)?

Masciarelli: Si tratta di impianti che possono essere utilizzati, come sono in effetti utilizzati, sia in edifici indipendenti che in edifici collettivi e per destinazioni d’uso non residenziali.

Alcuni esempi:

Casa passiva Fontana, abitazione privata, Perugia, Italy (clicca per informazioni)

EnerGon, edificio direzionale, Ulm, Germany (clicca per informazioni)

Struttura per anziani, Mönchengladbach Germany (clicca per informazioni)

 

Actas: Si tratta di impianti che richiedono una manutenzione complessa o costosa?

Masciarelli: La manutenzione di questi impianti è diversa a seconda delle tipologia (sonde a fluido verticali, orizzontali o ad aria), ma è comune la circostanza che l’incidenza relativa sia molto modesta.

In realtà, ad eccezione degli interventi di pulizia e sanificazione dei canali per l’aria nella geotermia con VMC, non sono previsti complessi o costosi interventi di manutenzione ordinaria, essendo quelli eventuali di manutenzione straordinaria dovuti più ad errori di progettazione e/o di posa in opera/applicazione che non a specifiche necessità legate al degrado degli impianti.

Actas: Quali possono essere i costi per impianti di questo tipo e quali i risparmi?

Masciarelli: Non è possibile dare una risposta in generale, perché sono troppe le variabili in gioco, ma solo fare esempi specifici. In linea generale valgono le seguenti considerazioni.

Scavi e tubature per l'impianto

Impianti geotermici a bassa entalpia con vettore fluido: significativamente più costosi di impianti che utilizzano combustibili tradizionali, ma con un costo dell’energia prodotta molto basso il cui principale componente risulta il costo di ammortamento dell’impianto stesso. In sintesi, e per edifici a basso fabbisogno di energia ben progettati e realizzati, il costo di investimento per l’impianto rappresenterà il costo principale, mentre la bolletta energetica sarà molto contenuta.

Impianti geotermici a bassa entalpia con vettore aria: impianti che presentano costi relativamente ridotti anche se, occorre ricordarlo,si tratta di impianti di supporto alla VMC che integrano, e non sostituiscono (tranne che per edifici ad altissima efficienza energetica o case passive), gli impianti di riscaldamento o raffrescamento. Avendo a riferimento edifici a basso fabbisogno di energia, ma in questo caso anche in edifici normali i benefici economici possono essere non trascurabili, avremo che a costi contenuti per l’impianto corrisponderanno significative riduzioni nei consumi di energia a costo zero.

In ogni caso voglio ribadire come si tratti di impianti che, rispetto ad altri che usano combustibili tradizionali, presentano costi ambientali pressoché nulli.

Actas: Sono previsti finanziamenti per privati che intendano realizzare impianti di questo tipo?

Masciarelli: Posso rispondere solo in relazione alla situazione italiana. Per quanto a me noto, ed al di là di specifiche situazioni legate alla gestione delle autonomie locali, esistono solo forme di deduzione dalle imposte di parte degli investimenti necessari per interventi finalizzati al miglioramento dell’efficienza energetica di edifici esistenti (il cosiddetto 55%). Peraltro si tratta di benefici continuamente messi in discussione, come avvenuto anche nell’ultima manovra finanziaria, a fronte di un nominale interesse per l’incentivazione dell’efficienza energetica. Di questo si è del resto già parlato in occasione della pubblicazione del “Decreto rinnovabili”. Non mi risultano analoghe forme di incentivazione per edifici di nuova costruzione.

Actas: È vero che nelle case passive con impianti di VMC ed impianto geotermico si ha la sensazione che “ti giri la testa”?

Masciarelli: Dopo il breve ma “serioso excursus” sulla geotermia a bassa entalpia, mi consentirai una piccola digressione più rilassata, stimolata del resto dalla tua domanda. Io mi occupo della progettazione di impianti del tipo sopra descritto, nell’ambito della progettazione integrata di edifici ad altissima efficienza energetica (case passive).

In effetti ho progettato, e realizzato, una delle prime case passive in Italia: sono circa 30 quelle finora certificate dal Passiv Haus Institut (PHI) inclusa la mia (in attesa del rilascio del certificato PHI, ma già certificata A+ SACERT BEST Politecnico di Milano – solo cinque in Italia).

Si tratta di uno dei primi edifici in assoluto dove lo standard PHI viene esteso, in via operativa e sperimentale, ad un edificio privo di impianto di riscaldamento o raffrescamento, dal funzionamento solo invernale a quello anche estivo.

Ancora un dettaglio dell'impianto
In altri termini il sistema edificio-impianto, cui sopra ho più volte fatto riferimento, è stato progettato per poter far ricorso al solo impianto di VMC, con integrazione di un sistema geotermico a bassa entalpia ad aria e ad una pompa di calore ad aria (per integrare i pochi momenti di grande freddo o caldo), per la gestione del clima sia in inverno come in estate. E ciò in una fascia climatica dove l’estate corrisponde a temperature significativamente elevate: quest’estate Perugia è stata più volte città più calda d’Italia con punte nell’ordine dei 40°C. Durante queste torride giornate estive l’impianto geotermico ha contribuito in modo significativo, ed a costo zero per tacere delle zero emissioni di CO2, a mantenere la temperatura interna attorno ai 25/26°C (mentre quella esterna arrivava fino a 40°C).

Un edificio per il quale la progettazione integrata di tutte le componenti, involucro ed impianti (da cui la mia insistenza sulla necessità di una progettazione integrata edificio-impianto), garantisce costi di gestione, esercizio e manutenzione prossimi allo zero. Ciò grazie, naturalmente, alla presenza di un impianto fotovoltaico da soli 6,5 kW picco, la cui produzione annuale copre tutti i consumi energetici della casa.

Che può quindi, ed a ragione, essere definita a zero consumo di energia e zero emissioni di CO2.

Per l’ottenimento di questo risultato, nell’ambito dei molteplici provvedimenti passivi di varia natura adottati nel progetto, di notevole impatto è risultato il contributo dell’impianto geotermico a bassa entalpia.

Per quanto attiene poi alla parte finale della tua domanda, ovvero ai “giramenti di testa” dovuti agli impianti VMC in una casa passiva, mi limito a riferire la mia personale esperienza.

Come dicevo sopra, in Italia ci sono pochissime case passive e le probabilità di un’esperienza diretta (che noi volentieri facciamo fare ad amici, conoscenti e a chi ce lo chiede) di come si viva dentro sono poche.

È quindi molto probabile che frasi del genere siano da riferire a presunzione di conoscenza, o a pregiudizi, che la traduzione “casa passiva”, dal tedesco “passiv haus”, può enfatizzare. La cosa invece non rende merito ad un oggetto che, per contro (ma solo se ben progettato e costruito) si caratterizza per molti pregi e (quasi) nessun difetto.

Casa Passiva Fontana - Perugia
L’esperienza di vita in un edificio come questo, la mia personale ha da poco superato l’anno, presenta un bilancio assolutamente positivo: al di là degli aspetti tecnici, economici ed ambientali ci si vive benissimo. Temperatura ed umidità (50%) praticamente costanti in inverno (20°C) come in estate (max 25/26°C), aria sempre fresca e pulita di giorno come di notte senza dispersioni termiche, bambini costantemente scalzi e stesi a terra (in estate come in inverno) senza pavimenti riscaldati o radiatori, stufe o camini.

L’ultimo inverno abbiamo avuto una temperatura esterna fino a -8°C, senza alcuno scadimento della qualità della vita indoor.

La velocità dell’aria dell’impianto di VMC è sempre molto bassa e quasi inavvertibile, molto più bassa di un normale impianto di condizionamento a split o fan-coil.

Quindi, se in una casa passiva con VMC ti “gira la testa” le cause devi cercarle altrove: non parliamo alla (o della) casa perché “suocera intenda”, che diamine!

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