Recupero di calore (VMC). Obbligo o necessità?

È necessario avere una ventilazione passiva, ossia il recupero di calore, nella casa a partire dal 2021?

Non esiste un'unica normativa che obblighi le persone ad avere un sistema di ventilazione con recupero di calore (VMC) nelle proprie case. Perché allora molti architetti sostengono che la VMC sia indispensabile?

Il requisito deriva dai calcoli. Secondo la classe energetica A0 per le case a energia quasi zero, valida dal 2021 in poi, vengono valutate tre componenti principali della prestazione energetica di un edificio:

• Proprietà di isolamento termico dell'involucro edilizio
• Perdite e guadagni termici della casa
• Produzione di calore e generazione da fonti rinnovabili

Proprietà di isolamento termico dell'involucro

...sono migliorate gradualmente a partire dal 1960. Anche le prime case prefabbricate erano isolate. Avevano le cosiddette pareti a sandwich, in cui lo strato intermedio costituiva il calcestruzzo isolante termico. L'iniziativa per l'isolamento in quegli anni era guidata in gran parte dal desiderio di essere indipendenti dalle forniture energetiche dei paesi vicini, oltre che dall'ecologia = l'odore proveniente dai numerosi camini.

Successivamente è arrivato il 2010, anno in cui abbiamo iniziato a prendere sul serio l'isolamento. Da allora, prepariamo regolarmente il mercato con prodotti, dettagli costruttivi e maestranze in grado di realizzare le attuali case in classe A0 richieste. L'anello più debole sono le finestre, che devono essere scelte con responsabilità. Qualsiasi architetto o progettista termotecnico sarà lieto di consigliare la decisione finale.

Va detto che un involucro termico di alta qualità per un edificio è vantaggioso per i suoi abitanti, poiché riduce il numero di punti critici dell'involucro (ponte termico) e quindi la muffa. Riduce il fabbisogno di calore e quindi elimina l'aria eccessivamente secca e la quantità di particelle di polvere che intasano i polmoni, veicolando acari e virus.

Come per ogni cosa, l'involucro di isolamento termico non va esagerato. Da un certo spessore in poi, l'aggiunta di ulteriore spessore isolante incide sui risparmi. Per le pareti di facciata abbiamo raggiunto uno spessore di 600 mm di polistirolo, dove teoricamente occorre mezzo anno perché il calore fuoriesca dalla struttura (con tenuta totale della casa).

Perdite e guadagni termici, ventilazione forzata

...dell'edificio è il calore che esce dalla casa attraverso il suddetto involucro edilizio. Durante il calcolo, gli spessori dell'isolamento vengono modificati e si ricercano possibilità di risparmi significativi nei dettagli. È qui che entra in gioco uno dei compiti più importanti del progettista termotecnico: risparmiare sui costi di costruzione e sull'uso della casa. Il calore si perde anche attraverso la ventilazione. Rispettando il ricambio d'aria minimo n = 0,50, ossia il 50% del volume d'aria della casa all'ora, si raggiunge una perdita termica di 10-15 kWh/m² * anno. Quando bisogna rispettare la norma e quella perdita termica massima di 20,40 kWh/m² * anno, resta molto poco margine per le trasmissioni attraverso l'involucro termico dell'oggetto. Ecco perché gli architetti ricorrono collettivamente alla VMC con un'efficienza dell'85-90% (l'85-95% del calore viene recuperato dall'aria "esausta" quando si riscalda l'aria fresca).

Nelle case ipogee, utilizziamo il terreno per questo recupero di calore e la ventilazione passiva per il ricambio d'aria. Tuttavia, la ventilazione passiva può recuperare solo il 10-15% del calore, e la normativa non riconosce l'accumulo di calore nel terreno nel tetto verde. Per questo motivo, scegliamo di valutare le case ipogee secondo il Passive House Planning Package (PHPP), che corrisponde molto più fedelmente ai valori misurati. Nel PHPP risulta che la VMC aiuta solo in minima parte. Il programma di calcolo PHPP coglie la realtà con un elevato grado di precisione. Ecco perché non utilizziamo la VMC. Ufficialmente, tuttavia, per la valutazione devono essere utilizzate le norme STN e ČTN, dove la VMC è indispensabile. Gradualmente, arriviamo anche alla ricerca, ossia alla verifica della realtà insieme alle università.

Oltre alle perdite di calore, una casa presenta anche apporti termici interni di cui bisogna tenere conto. Questi includono computer, cucine, piastre elettriche, il numero previsto di persone in casa e i frigoriferi. Le finestre vengono considerate negli apporti termici esterni, ossia la quantità di calore guadagnata dal sole attraverso la finestra, come il pannello solare più economico. Va notato che le finestre esposte a sud presentano guadagni termici superiori alle perdite nel corso dell'anno. Considero finestre con parametri da casa passiva, ossia Uw = 0,85 W/m²K (questo vale a partire da Uw = 1,10).

La grande domanda riguarda gli apporti termici dovuti ai risparmi su isolamento ed elementi di riscaldamento, oltre alla prevenzione del surriscaldamento estivo. Il surriscaldamento in estate sarà la domanda più frequente per gli specialisti del riscaldamento man mano che il clima cambia. Tuttavia, le normative non richiedono una simile valutazione per gli edifici residenziali. È esclusivamente responsabilità del progettista e della volontà degli investitori di destinare risorse a una soluzione completa per la casa.

Generazione di calore e produzione da fonti rinnovabili, vita off-grid

Qui entra in gioco l'alchimia del progettista termotecnico. Deve scegliere il minor numero di prodotti che insieme garantiscano una produzione significativa del calore necessario in casa. I prodotti e i dispositivi devono funzionare insieme in modo affidabile, ossia una soluzione a prova di errore. Naturalmente, entra in gioco la produzione di energia dalla fonte quasi infinita del sole.

La combinazione più piccola è composta da tre elementi. Sistema I:

• Pannelli radianti
• Stufa con scambiatore per il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria (ACS) e il riscaldamento degli ambienti
• Fotovoltaico

Un'alternativa è un'unità compatta che integra tutte le parti: Sistema II:

• Riscaldamento della casa - distribuzione del calore
• Recupero di caloreRiscaldamento dell'ACS combinato con pannelli fotovoltaici oppure una pompa di calore geotermica. Una pompa di calore aria-acqua deve essere combinata con un preriscaldamento nei mesi freddi.
• Stufa supplementare - opzione

Tra le opzioni proposte, scegliamo senza dubbio prodotti più semplici e più piccoli. I motivi sono:

• I prodotti più semplici costano meno da installare.
• I prodotti più semplici sono più affidabili e hanno una vita più lunga, anche in caso di disfunzione parziale.
• Le riparazioni sono più semplici con un sistema più semplice, con parti separate. Si sostituisce solo una piccola parte o sezione con una nuova. La riparazione è, ovviamente, molto più semplice e distribuita nel tempo.
• La possibilità di vivere off-grid, ossia in autosufficienza

Off-grid e pompa di calore

Grazie al fabbisogno di calore molto basso per riscaldare una casa breve, il cliente può scegliere il tipo di riscaldamento. Le pompe di calore e il recupero di calore sono progettati per un consumo molto basso, ma continuo. Una pompa di calore accesa consuma circa 20 kWh/giorno in inverno per una casa in classe A1 e circa 10 kWh/giorno per una casa in classe A0. Il recupero di calore consuma ulteriori 1 kWh/giorno. Il consumo domestico (PC, cucina, bucato, luci natalizie) costituisce 8 kWh/giorno in inverno. Il calore da legna (la legna come batteria) si produce facilmente e richiede 1-1,5 metri cubi all'anno. Tuttavia, c'è una differenza significativa tra consumare 8 kWh/giorno e consumare 19-29 kWh/giorno. Il recupero di calore combinato con una pompa di calore richiederebbe più del doppio della capacità di batteria e del fotovoltaico per un sistema off-grid. Pertanto, raccomandiamo un sistema di riscaldamento più semplice senza recupero di calore.

L'installazione di un sistema da 12-16 kWp rispetto a uno da 29-38 kWp rappresenta una differenza significativa di costo quando si vive off-grid.

Esempio di consumo energetico in una casa

• Lavatrice: 0,30 kWh/giorno
• Cucina: 1-2 kWh/giorno (cibo cotto - carne o dolce)
• Illuminazione: 0,20 kWh/giorno
• Frigorifero: 0,40 kWh/giorno
• Bollitore elettrico / da viaggio: 0,2 kWh/giorno (3 caffè / 1L tè al giorno)

Conclusione

I sistemi di recupero di calore sono utili e necessari per la maggior parte delle abitazioni. Tuttavia, è essenziale considerare quando utilizzarli e quando escluderli. Nel caso della nostra casa breve, scegliamo di escludere il sistema perché le esperienze dei nostri clienti suggeriscono che il sistema di recupero di calore non è conveniente. L'accumulo di terreno intorno e sotto la casa garantisce la stabilità termica richiesta, mentre la ventilazione passiva fornisce aria fresca.