Come ottenere l’efficienza energetica nell’edilizia storica

Gli interventi di riqualificazione nell’edilizia storica sono una sfida che gli architetti italiani si trovano sempre più spesso ad affrontare, considerata la grande quantità di edifici di epoca preindustriale. Questo articolo affronta la tematica dell’efficienza energetica a partire dalle differenze di comportamento energetico dell’edificio storico rispetto a quelli contemporanei, fino ad arrivare alla diagnosi e alla simulazione energetica al fine di individuarne gli elementi di compatibilità.

Comportamento energetico degli edifici preindustriali

 

Il comportamento energetico e ambientale dell’edificio antico è molto diverso da quello moderno, proprio perché la progettazione era basata sull’utilizzo delle risorse disponibili. Gli edifici antichi sono sviluppati a partire da uno stretto legame con l’ambiente naturale, basato sullo studio dei seguenti fattori:

  • caratteristiche geometriche;
  • variabili climatiche come pressione atmosferica, stato termico e umidità relativa dell’atmosfera, stato del cielo, regime dei venti, precipitazioni, radianza diretta e diffusa;
  • parametri geografici come latitudine, rapporto tra massa di terra e superficie d’acqua e altezza sopra il livello del mare;
  • topografici quali altezza, orientazione e struttura del suolo del luogo, direzione dei venti prevalenti
  • biologici come caratteristiche della flora e della fauna locali

Su quali elementi si basavano i criteri costruttivi?

I criteri costruttivi erano basati su elementi comuni e ripetibili per i diversi climi, quali:

  • conformazione urbana compatta, utilizzata per la difesa dal caldo e dal freddo;
  • posizione rispetto alla direzione prevalente del vento;
  • orientamento ottimale rispetto al sole per sfruttarne i benefici di riscaldamento passivo;
  • protezione climatica selettiva ottenuta con la vegetazione naturale, per garantire ombreggiamento solare e convogliamento dell’aria nei climi caldi, e difesa dal vento in quelli freddi;
  • colore delle finiture superficiali di edifici e pavimentazioni scelto per massimizzare i fenomeni di accumulo e di riflessione solare, rispettivamente nei climi freddi e caldi;
  • attenuazione dei picchi termici ottenuta con l’evaporazione dell’acqua.

In linea generale, l’edificio antico sfrutta l’inerzia termica delle murature, è costruito con materiali che trattengono un’alta percentuale di umidità, è concepito per essere traspirante al vapore e si avvale della ventilazione naturale per smaltire aria viziata e per raffrescare.

Cosa cambia con l’avvento dell’epoca industriale

Con l’avvento dell’epoca industriale, il rendimento superiore dei combustibili fossili rispetto alle fonti fino ad allora utilizzate ha contribuito a diffondere l’idea che l’energia sarebbe stata inesauribile, a basso costo e priva di ricadute negative. Per questo, il benessere microclimatico è stato sempre maggiormente garantito dalla presenza di impianti di climatizzazione (prima di riscaldamento e più recentemente di raffrescamento), di isolamento termico e di sistemi di impermeabilizzazione (mediante barriere al vapore, guaine e membrane). Per questo, gli interventi di efficientamento adatti per un edificio di nuova progettazione possono essere inadeguati o addirittura deleteri per uno antico.

Diagnosi energetica strumentale

La base per definire l’intervento su un edificio storico è costituita da un’approfondita diagnosi delle caratteristiche storiche, materiche, artistiche ed energetiche. Una corretta prassi operativa prevede l’integrazione tra le tecniche di restauro conservativo, diagnosi energetica, valutazione prestazionale e analisi del comfort, al fine di restituire una visione complessiva dello stato di conservazione dell’immobile anche per quanto concerne gli aspetti legati al degrado, alle prestazioni in essere e alle possibilità di intervento. Si tratta di una procedura sistematica che consente di conoscere le caratteristiche e i problemi dell’edificio, nell’ottica di definire gli interventi di riqualificazione energetica, ambientale, spaziale più opportuni.

In linea di massima si compone di quattro fasi che riguardano:

  • raccolta delle informazioni relative agli aspetti edilizi, impiantistici e gestionali;
  • realizzazione del modello fisico dell’edificio, con particolare attenzione alla modellazione energetica;
  • individuazione degli interventi migliorativi più opportuni per risolvere i problemi spaziali, funzionali, energetici e gestionali;
  • valutazione tecnica ed economica della fattibilità degli interventi proposti.

Il rilievo geometrico è essenziale nelle operazioni diagnostiche, in quanto fornisce i dettagli strutturali e identifica gli elementi sui quali concentrare le indagini più approfondite. Questa fase deve essere accompagnata da un’analisi documentaria dell’evoluzione storica della struttura, atta a giustificare la presenza di determinate tecnologie, materiali, modalità di posa in opera, disomogeneità e danneggiamenti. I dati relativi alla gestione, allo stato di conservazione, al funzionamento impiantistico e alla presenza di eventuali degradi possono essere ottenute mediante un esame visivo.

Come raccogliere le informazioni termofisiche

La raccolta delle informazioni termofisiche può avvenire attraverso l’impiego delle tecniche non distruttive, quali:

  • la termografia a raggi infrarossi;
  • il Blower Door Test;
  •  il Penetrant Test;
  • l’analisi sonica;
  • l’analisi termoflussimetrica;
  • il monitoraggio energetico e ambientale.

La termografia consente di mappare la temperatura superficiale apparente dei corpi, misurando la radiazione infrarossa emessa. La presenza di anomalie nella distribuzione termica superficiale denuncia l’esistenza di problematiche strutturali, energetiche, conservative e impiantistiche nell’edificio, legati alla stratigrafia della parete, alle caratteristiche fisiche dei materiali, allo stato di conservazione, alle tecniche di posa, alla presenza di infiltrazioni d’aria, acqua, germinazioni microbiche, umidità interstiziale, distacchi superficiali, malfunzionamenti degli impianti di climatizzazione, inefficienza dei sistemi solare fotovoltaico e termico.

L’analisi può essere supportata dal Blower Door Test per quantificare le infiltrazioni d’aria provenienti dai diversi componenti edilizi. Parallelamente, l’esame con liquidi penetranti è utilizzato per ispezionare l’integrità superficiale del bene attraverso la localizzazione di discontinuità, cricche, porosità e ripiegature.

Le indagini soniche, attraverso la conoscenza delle modalità di propagazione delle onde elastiche nei corpi solidi, permettono di conoscere l’omogeneità di una parete e, quindi, di capirne i materiali costituenti.

L’analisi termoflussimetrica rileva il valore della resistenza e della conduttanza dell’involucro opaco dell’edificio. Infine, il monitoraggio ambientale può fornire informazioni oggettive sulle reali modalità di utilizzo dell’edificio da parte degli utenti, specie per quanto riguarda le temperature operanti e il funzionamento degli impianti di climatizzazione invernale ed estiva.

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