Villa unifamiliare passiva – Roncone (Trento)

Il fabbricato, fermo restando la validità del linguaggio architettonico, nasce come elemento sperimentale con l’obiettivo di raggiungere il massimo livello in entrambi i protocolli ed ottenere la totale indipendenza dalle fonti energetiche fossili con costi commisurati alla costruzione di un edificio con prestazioni standard.

Analisi architettonica di inserimento contestualizzato

Rifacendosi all’analisi architettonica regionalista che individua nei caratteri compositivi e costruttivi motivazioni di carattere climatico e funzionale abbiamo condotto uno studio tipologicosull’architettura storica diffusa per individuare il linguaggio costruttivo ricorrente.
Il comune di Roncone (TN) fa parte di quell’ambito insediativo di media quota (842 mslm). Si sviluppa sul versante est della valle che conduce al lago d’Idro. Il clima è mediamente piovoso, poco ventilato edumido. La ventilazione avviene principalmente per i moti convettivi che si creano durante il giorno e la notte,il riscaldamento e raffreddamento dei versanti che produce una brezza di monte e di pendio. Tali caratteristiche climatiche sono ben individuabili nella tipologia architettonica storica.

Lo sviluppo dell’insediamento abitato su versante comporta l’adozione di un sistema aggregativo rivolto all’utilizzo di edifici singoli sviluppati lungo una strada principale che segue l’andamento della valle. I caratteri architettonici che si possono individuare evidenziano un carattere fortemente plastico degli edifici (tipico della cultura latina)mediante l’utilizzo di muratura massiccia. L’attacco a terra è possente e si raccorda con lo spazio pubblico attraverso l’accesso diretto alla strada. La tipologia dell’edificio singolo è principalmente composta da tre piani: piano terra (di norma destinato a deposito attrezzi di lavoro), piano primo (destinato ad abitazione) e sottotetto (destinato a granaio o  fienile). Alcune volte esiste un secondo piano ad abitazione ma la media in alzato non supera i tre piani. Il piano secondo presenta finestrature dalla forma rettangolare (con rapporto base-altezza 1:2) la larghezza non è mai eccessiva per evitare di avere problemi energetici dovuti alla dispersione di calore durante i periodi freddi. Il piano sottotetto a fienile o granaio acquisisce una caratteristica formale assolutamente tipica di questa zona mediante murature aperte che sostengono un grande tetto in legno (a due falde o a capanna). Tale forma deriva dalla necessità climatica di areare lo spazio a fienile per evitare che l’alto grado di umidità e la poca ventilazione potesse far marcire il raccolto. Queste aperture poste all’ultimo piano riuscivano ad abbassare il grado d’umidità sfruttando le brezze di monte e di valle. Il legno come materiale da costruzione veniva utilizzato per le coperture e per la chiusura degli spazi sottotetto o dei loggiati. Compositivamente si nota che la costruzione lignea (tipica delle culture germaniche) è presente ai piani elevati. I prospetti sono caratterizzati da questa commistione di muratura e di costruzione in legno. Il linguaggio compositivo di facciata si caratterizza da piano terra prevalentemente in muratura, da piano primo spesso in muratura ed alcune volte tamponato o rivestito in legno ed il piano sottotetto composto prevalentemente da grandi aperture nella muratura a volte tamponate o rivestite con il legno. In pianta lo schema aggregativo tipico dell’abitazione è estremamente semplice e presenta un elemento centrale distributivo orizzontale e verticale.

Sviluppo delle scelte progettuali

Nel progetto si sono voluti utilizzare tutti i caratteri del linguaggio locale adeguandoli alla contemporaneità. La volontà di progettare un’abitazione che non si scostasse troppo dall’edificato esistente, in termini di allineamenti, insieme al corretto orientamento solare, in grado di favorire un massimo guadagno di calore, ha comportato uno studio dei  prospetti e delle aperture accorpate sui due lati sud-est e sud-ovest dell’abitazione. Il fronte sud-ovest inoltre si apre sulla valle offrendo (ai piani superiori) una piacevole vista.
In pianta lo schema distributivo estremamente razionale è stato in toto ripreso. Il vano scala centrale collega i differenti livelli e le funzioni domestiche che si sviluppano lungo i lati dello stesso. Anche la distribuzione impiantistica sfrutta la semplicità distributiva della scala per creare un unico collegamento verticale delle colonne montanti che distribuiscono le diramazioni secondarie ai singoli piani affiancando i lati della stessa. Questa caratteristica permette una semplicità esecutiva, distributiva, e una facile ispezionabilità del sistema tecnologico.

I prospetti riprendono l’intero linguaggio compositivo locale scegliendo di utilizzare le due tipologie di finitura, in intonaco ed in legno. L’impianto esterno adegua le dimensioni delle finestre allargandole al massimo consentito dall’analisi energetica mediante simulazione dinamica nel rispetto delle proporzioni tra la base e l’altezza.

Caratteristiche tecnologiche

L’attenzione ai caratteri formali dell’architettura bioclimatica ha dato origine a scelte mirate all’ottimizzazione degli aspetti energetici ed ambientali dell’edificio, con l’obiettivo di rendere lo stesso energeticamente indipendente e strutturato mediante l’utilizzo prevalente di materiali di origine naturale.

Le due strategie, energetica ed ambientale, hanno determinato una profonda attenzione agli aspetti progettuali in fase esecutiva, integrando nel progetto un numero importante di competenze professionali, la cui interazione ha permesso il raggiungimento di valori condivisi sotto tutti gli aspetti progettuali: importante è infatti la collaborazione progettuale per gli aspetti strutturali, ambientali e di inserimento, architettonici, energetici, impiantistici, con un coinvolgimento diretto dell’impresa esecutrice delle opere, la quale ha partecipato in modo attivo allo sviluppo del progetto dato l’elevato grado di complessità dello stesso.

Modellazione territoriale energetica dinamica

Fondamentale, data la conformazione orografica ed antropica del logo di progetto, è stata la ricostruzione tridimensionale degli ingombri all’orizzonte, in grado di limitare l’apporto solare al lotto di progetto, mediante la ricostruzione dell’intera vallata e nel dettaglio degli elementi di ostruzione prossimi all’abitazione; mediante una simulazione dinamica effettuata durante l’intero arco dell’anno sono state studiate ogni singola apertura, garantendo alle stesse un adeguato apporto energetico gratuito durante il periodo invernale ed una confortevole schermatura del surriscaldamento estivo, valutandone la posizione in funzione del migliore sfruttamento termico raggiungibile

Progettazione di una casa passiva con l’obiettivo di una casa quasi ad energia zero

Sfruttare gli apporti energetici gratuiti derivati dall’ambiente, uniti alla realizzazione di un involucro energeticamente performante e ad un sistema impiantistico efficiente, hanno permesso di sviluppare un componente edilizio quasi completamente indipendente da approvvigionamenti energetici esterni: la corretta disposizione delle aperture è in grado di garantire un apporto energetico gratuito considerevole all’abitazione, che viene mantenuto e sfruttato dalla stessa grazie alla costruzione di un involucro termico efficiente, dotato di componenti opachi dalla trasmittanza termica limitata con assenza totale di ponti termici e distribuito mediante un sistema di ventilazione meccanica con recupero di calore ad altissima efficienza che ne minimizza dispersioni e sprechi; la limitata porzione di potenza termica ancora necessaria per raggiungere un adeguato confort interno è garantita mediante piaste elettriche radianti posizionate all’interno delle murature e collegate ad un sistema fotovoltaico con funzionamento ad isola posto in copertura: fotovoltaico che, grazie ai 6 kwh picco di potenza elettrica installati è in grado di coprire il 90% dell’energia totale necessaria per il funzionamento dell’abitazione.

Sostenibilità dei componenti costruttivi

L’obiettivo di costruire un abitazione energeticamente indipendente non ha potuto trascurare due aspetti di sostenibilità essenziale, ossia l’impatto sull’ambiente dei materiali da costruzione ed il benessere abitativo che questi materiali garantiscono nel tempo. Il legno è stato quindi il filo conduttore di questa strategia, quale elemento costruttivo naturale fondamentale visti i limitati impatti ambientali dovuti a produzione, trasporto, dismissione e grazie alle sue ottime capacità igrometriche e di salubrità degli ambienti interni: la struttura portante dell’abitazione è realizzata interamente in pannelli in legno con tecnologia x-lam con certificazione di gestione sostenibile delle foreste PEFC per ogni componente strutturale.

Per la coibentazione invece, che assume un ruolo determinate dovuto alle grandi quantità di materiali presenti, sono stati scelti due materiali differenti per l’interno e l’esterno, anch’essi selezionati grazie alle loro caratteristiche di sostenibilità ambientale e di benessere: all’esterno è stato utilizzata una coibentazione in EPS 100% RICICLATO, proveniente dal riutilizzo di scarti industriali e dismissioni di materiali destinate alla discarica; per l’interno invece lana di vetro certificata completamente priva di formaldeide e sostanze di tipo nocivo per gli occupanti.

E’ stato inoltre minimizzato l’utilizzo di calcestruzzo, mediante stratigrafie composte da massetti a differenti densità realizzati interamente con argilla espansa naturale, utilizzata sia a secco per la realizzazione di vespai d’areazione, che con minima aggiunta di leganti per i massetti.

Per la pitturazione degli ambienti interni sono stati, infine, scelti componenti naturali, costituite da pigmenti e leganti derivati direttamente da componenti naturali.

L’involucro termico

La conformazione dell’involucro termico parte dalla forma dell’abitazione e dal suo ottimale rapporto superficie volume, che ne garantisce dispersioni limitate minimizzate in funzione del volume effettivamente fruito. L’attenzione progettuale si è rivolta, quindi, verso lo studio di ogni componente di questo involucro, massimizzando le qualità di coibenza termica di ogni singolo componente e valutando puntualmente la mancanza di ponti termici in corrispondenza delle sovrapposizioni di componenti differenti.

Essendo, inoltre, le finestre un elemento attivo nel fabbisogno energetico dell’intero edificio, l’attenzione progettuale è ruotata principalmente intorno a tale componente: partendo dalla scelta dell’elemento trasparente, ricaduta dopo numerose simulazioni su un vetro triplo basso emissivo in grado di dare al tempo stesso una elevata coibentazione termica (Ug=0,7 w/m₂k) e una adeguata trasmissione solare nel periodo invernale (U=61%), sono stati successivamente studiati e simulati a livello dinamico le conformazioni del telaio, fisso e mobile, e la connessione con la struttura muraria. Questi accorgimenti hanno permesso di ottenere un valore del ponte termico in prossimità dell’attacco con la muratura negativo, garantendo quindi una ottimale connessione tra i due componenti edilizi.

Per gli elementi opachi dell’involucro, sia verticali che orizzontali, sono state composte stratigrafie costituite da numerosi elementi, in grado di rispondere alle esigenze di coibenza termica, migrazione igrometrica del vapore e tenuta all’aria: l’elevata coibentazione sia interna che esterna ha generato valori medi di trasmittanza degli elementi opachi inferiori a 0,1 w/m₂k e, grazie all’inserimento senza soluzioni di continuità di teli a tenuta all’aria sull’intero perimetro dell’abitazione, di ottenere, mediante la verifica tramite Blower Door Test, una dispersione per ventilazione inferiore a 0,3 volumi/ora.

Risultati ottenuti

L’edificio, una volta completato, verrà certificato come Passivhaus e come edificio di classe A+ secondo la normativa provinciale di certificazione energetica.

Il calcolo dell’efficienza energetica dell’edificio, ai fini della stesura dell’attestato dicertificazione energetica che sarà redatto una volta completato l’edificio, porta ad un indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale pari a 4,00 kWh/m₂ anno. Tale valore permette di assegnare all’edificio la CLASSE A+, per la quale è previsto un valore ≤ a 22 kWh/m₂ anno.

Per l’edificio in oggetto si raggiunge inoltre la classe GOLD nella classificazione di sostenibilità, con un punteggio di 3,36, secondo la delibera della Giunta Provinciale n. 825 del 20 aprile 2007 utilizzando il protocollo di qualità ambientale dell’edificio ITACA SINTETICO TN1.