Come progettare una casa a energia zero

Gli edifici e le case ad alte prestazioni energetiche, in particolare quelle che cercano di ottenere prestazioni energetiche nette zero, impiegano una serie di materiali efficienti dal punto di vista energetico e pratiche di costruzione che devono essere integrate nelle prime fasi di progettazione. Purtroppo, spesso i progettisti e gli architetti possono non specificare alcuni dettagli relativi all’energia o possono trascurare di prendere determinate decisioni relative alle strategie di prestazione energetica durante la fase di progettazione, con conseguenti costi aggiuntivi per i costruttori.

Per un progetto a energia zero di successo, architetti e designer, insieme ai loro costruttori, dovrebbero familiarizzare con i 12 passi per la costruzione di case a energia zero economicamente vantaggiosa e prestare particolare attenzione alle seguenti strategie di progettazione, specificandole nei piani di costruzione secondo necessità. Prestare attenzione a questi dettagli sulle prestazioni energetiche in fase di progettazione manterrà bassi i costi di costruzione.

Selezione del sito

Il sito ideale per una casa a energia zero avrebbe un sole senza ostacoli, una topografia piatta e una scarsa esposizione alle intemperie. Sarebbe anche collocato vicino all’accesso ai servizi, allo shopping e al trasporto di massa. Sebbene pochi siti siano in genere perfetti, essere selettivi sul sito sicuramente ripagherà in costi ridotti e una vita migliore. L’accesso al sole è particolarmente importante. Occorre eseguire un’analisi del sito per assicurarsi che la luce solare sufficiente sia disponibile sulle superfici delle pareti o del tetto e studiare l’orientamento e le dimensioni ottimali delle superfici solari. Come spesso accade, un sito può avere un accesso solare non perfetto. Anche con un accesso solare non ottimale, o nessun accesso solare, puoi comunque utilizzare tutte le strategie seguenti per rendere la casa il più vicino possibile allo zero netto.

Orientamento della costruzione

Orientare l’edificio in modo da sfruttare al massimo gli angoli di sole stagionali sia per il riscaldamento e raffreddamento passivo che per la massima produzione di energia solare. A seconda del clima, ciò potrebbe comportare la massimizzazione del guadagno di calore solare passivo nei climi freddi o l’ombreggiamento naturale nei climi caldi. Per i pannelli solari, è preferibile un orientamento diretto del tetto a sud. Tuttavia, quando l’orientamento a sud non è possibile, consultare il proprio installatore solare per determinare l’orientamento ottimale per ottimizzare il guadagno solare per le condizioni climatiche locali.

Influenza del clima

Considera come il clima locale influisce sul design. Un determinato progetto si adatta a tutti i climi. I livelli di isolamento, la tenuta all’aria, le strategie di controllo dell’umidità, le opportunità di illuminazione diurna e molti altri elementi di progettazione devono riflettere le zone climatiche e le condizioni locali. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alle esigenze di progettazione nei climi più caldi.

Forma e struttura modulare

Durante la fase di progettazione concettuale, considerare l’utilizzo di un minor numero di forme più semplici, piuttosto che molte forme più piccole con molta complessità architettonica. Masse da costruzione più semplici saranno più facili e meno costose da costruire, sigillare e isolare sul campo. La flessibilità progettuale di una casa con costruzione modulare significa che è facilmente adattabile per costruire la tua casa per sfruttare i principi della regolazione solare.

Taglia dell’abitazione

Pensa in piccolo e progetta spazi per gli usi dell’acquirente piuttosto che per il valore di rivendita. Molte famiglie più piccole possono vivere comodamente in una casa ben progettata di 100 metri quadrati con funzionalità, spazio per conservare le cose e flusso di traffico ben pensati. L’edificio stesso può costare migliaia di euro per metro quadrato, quindi togliere pochi metri quadrati dal totale può far risparmiare migliaia di euro in costi di costruzione. Con un’attenta pianificazione, ridurre le dimensioni della casa farà risparmiare energia e pagherà tutti i miglioramenti energetici necessari affinché la casa raggiunga energia netta zero.

Limite termico

Definire chiaramente il confine termico sui piani di progetto. Ciò significa decidere cosa c’è dentro e cosa è fuori dallo spazio climatizzato. Ad esempio: soffitte ventilate e vespai sono esterni allo spazio climatizzato. Se viene selezionato un sistema di riscaldamento e raffreddamento canalizzato, è particolarmente importante lasciare spazio all’interno dell’involucro climatizzato per contenere tutti gli elementi del sistema.

Soffitti di tipo unico

Usa un solo tipo di soffitto in tutta la casa: piatto o cattedrale. Ogni volta che l’altezza del soffitto cambia, ci sarà un muro che separa la stanza con il soffitto alto da uno spazio non riscaldato, di solito un attico. Questo “muro alto” può essere molto difficile da sigillare e isolare. Il livello di isolamento di quel muro dovrebbe essere uguale ad altre pareti esterne e dovrà essere coperto con un materiale rigido per racchiudere l’isolamento. Se è presente più di un’altezza del soffitto, sviluppare dettagli chiari per la tenuta all’aria, l’isolamento e il supporto rigido.

Sporgenze del tetto

Progettare una strategia di schermatura solare che consenta al sole di riscaldare l’edificio quando necessario ed evitare il surriscaldamento quando non necessario. Una strategia consiste nel progettare e costruire sporgenze fisse del tetto, specialmente sui lati sud e ovest quando sono esposti al sole pomeridiano diretto. Calcola e specifica la sporgenza meridionale del tetto per massimizzare l’esposizione al sole invernale e ridurre al minimo il calore del sole estivo. Queste sporgenze fisse devono essere un compromesso tra angoli di sole simili in primavera e in autunno quando i requisiti di riscaldamento o raffreddamento sono molto diversi. Un’alternativa sarebbe quella di considerare uno sbalzo fisso più corto di 30-45 cm insieme all’ombreggiatura esterna, come tende da sole, schermi solari o vegetazione. Ciò consentirà un maggiore guadagno di calore durante la primavera e un minore guadagno di calore durante l’autunno.

Valori R per l’edificio

Specificare i valori R (resistenza termica) nelle piante per pareti, soffitti e pavimenti e i valori di U (trasmittanza) per finestre e porte. Nei climi freddi, i valori R tipici sono da R-30 a R-40 per le pareti, R-60 per i soffitti e R-38 per i pavimenti. Nei climi caldi i valori R tipici sono R-19 per le pareti, R-38 per i soffitti e R-19 per i pavimenti. I valori R e U ottimali per la tua zona climatica specifica dovrebbero essere determinati utilizzando dei modelli energetici.

Ponti termici

Specificare chiaramente le misure per evitare i ponti termici sui piani. Questi possono includere l’uso di tecniche avanzate per i sistemi di pareti, pavimento e soffitto, nonché guaine esterne in schiuma, montanti sfalsati e intelaiature a doppio montante.

Isolamento avvolgente

Specificare che l’isolamento delle pareti deve essere completamente racchiuso con fogli rigidi, termoplastica o materiali simili e non progettare mai muri dove è difficile coprire adeguatamente con l’isolamento. Prestare particolare attenzione a soffitti, soffitte, rivestimenti delle vasche da bagno e recinzioni dei camini. Se stai progettando muri a doppio montante, assicurati di includere i dettagli per racchiudere la cavità dell’inquadratura, incluso un tappo di compensato, attraverso le piastre superiori parallele e i bordi di compensato all’interno delle aperture delle finestre e delle porte.

Obiettivo di tenuta all’aria

Specificare lo standard di tenuta all’aria da raggiungere sulle planimetrie. Questo è generalmente espresso in ricambi d’aria all’ora a 50 Pascal (ACH50). La soglia necessaria per raggiungere lo zero energetico netto dovrebbe essere 2,0 ACH50 o inferiore. Identificare il tipo di sistema di barriera d’aria da utilizzare. Sarà un approccio in cartongesso a tenuta d’aria, o qualcos’altro? Elencare i materiali e le tecniche di tenuta all’aria sui piani di progettazione.

Tenuta all’aria diretta della porta

Specificare che la sigillatura dell’aria dalla porta deve essere eseguita, dopo l’installazione del muro a secco del soffitto e prima dell’installazione dell’isolamento, con un blower test al fine di individuare perdite d’aria impreviste e sigillarle efficacemente. Questo processo è particolarmente utile se stai spingendo il tuo obiettivo di perdita d’aria più in basso. Una volta che hai imparato le tecniche e puoi raggiungere in modo affidabile il tuo obiettivo, dovrebbe essere sufficiente un ulteriore blower test di fine costruzione.

Apparecchiature di riscaldamento e raffreddamento

Individuare tutte le apparecchiature di riscaldamento e raffreddamento, insieme ai relativi tubi, condotti e linee del refrigerante. Individuare il sistema di acqua calda e specificarne il livello di efficienza. Disegnali sulle planimetrie e specifica la necessità di sigillare eventuali varchi. Per i sistemi canalizzati, sforzarsi di portare il dispositivo di trattamento dell’aria e tutti i condotti all’interno del confine termico. Considera le pompe di calore mini-split senza condutture in quanto sono altamente efficienti dal punto di vista energetico.

Ventilazione meccanica

Progettare apparecchiature di ventilazione meccanica e condutture sui piani di progettazione e individuare apparecchiature e condotti all’interno dell’involucro climatizzato dell’edificio, ove possibile. Ricordare che i ventilatori a recupero di calore necessitano di uno scarico della condensa. Specificare tutte le valutazioni di efficienza delle apparecchiature sui piani. Seguire questi sei passaggi per una corretta progettazione della ventilazione a recupero di calore e selezione delle apparecchiature.

Scaldabagno

Decidi il tipo di scaldabagno da utilizzare e la posizione migliore. Gli scaldacqua elettrici a resistenza devono essere posizionati centralmente all’interno dello spazio climatizzato nei climi dominati dal riscaldamento e all’esterno dello spazio condizionato nei climi dominati dal raffreddamento. Nei climi dominati dal riscaldamento, gli scaldacqua a pompa di calore dovrebbero essere posizionati all’esterno dello spazio climatizzato. Un garage o un seminterrato sono spesso buoni, perché questi luoghi non sono riscaldati direttamente, ma rimangono relativamente caldi tutto l’anno. Gli scaldacqua a pompa di calore offrono anche opzioni di canalizzazione che possono consentirne l’installazione all’interno dell’abitazione. Se gli scaldacqua a gas vengono utilizzati in una casa a tenuta d’aria, devono essere modelli a combustione sigillata.

Sistema di energia solare

Sulla base di un accurato modello energetico, determina la dimensione ottimale dell’impianto fotovoltaico per soddisfare il fabbisogno energetico della casa. Verificare che ci sia un’area del tetto adeguata con l’inclinazione e l’orientamento corretti per fornire energia sufficiente per raggiungere la soglia di energia zero. Assicurarsi che camini, prese d’aria idrauliche e altre sporgenze del tetto si trovino al di fuori dell’area del tetto prevista per i pannelli solari.

Elettrodomestici

Specificare gli elettrodomestici ad alta efficienza energetica e le relative valutazioni che sono stati selezionati durante la modellazione energetica. E assicurati di prendere in considerazione asciugatrici a pompa di calore elettriche e piani cottura a induzione a causa del loro alto livello di efficienza energetica. Implementa anche sistemi per evitare consumi elettrici nascosti.