Serra bioclimatica e risparmio energetico in edilizia, le caratteristiche
Quando parliamo di serre bioclimatiche cosa intendiamo?
In pratica, si intende un sistema ad alta efficienza energetica in grado di carpire l’energia del sole e sfruttarla all’interno del fabbricato, contribuendo in questo modo alla climatizzazione passiva degli ambienti indoor. Al via dall’anno scorso il progetto dall’ENEA che ha posizionato la serra bioclimatica insieme a un orto domestico idroponico sopra l’edificio “Scuola delle Energie”. Un sistema di monitoraggio microclimatico permette inoltre agli esperti Enea di tenere sotto controllo i parametri importanti di temperatura, umidità e radiazione solare.
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Serra bioclimatica, tutte le caratteristiche e il funzionamento
Le serre bioclimatiche sono degli spazi realizzati con infissi e vetri (o materiali plastici trasparenti con U ≤ 1,5 W/m2K), che possono essere sia integrati che al confine con un edificio. Il loro utilizzo è quello di raccogliere e immagazzinare l’energia solare per contribuire al riscaldamento domestico, permettendo allo stesso tempo spazio abitale.
Ma bisogna fare attenzione, come struttura non è da confondere con le tradizionali verande.
Per essere una serra bioclimatica, infatti, la struttura necessita di materiali precisi, di un orientamento definito (nell’arco tra sud-est e sud-ovest) e requisiti tecnici che garantiscano l’irraggiamento solare limitando al massimo la dispersione termica.
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Infatti, deve comportare le seguenti caratteristiche:
- un rapporto tra superficie vetrata e quella totale di almeno 7:1 e grazie ad essa ci si deve essere una minore domanda di energia primaria per il riscaldamento in una misura del 10% o maggiore;
- la presenza di sistemi di ombreggiatura mobili (e non fissi);
- un’ampia apertura: per evitare il surriscaldamento estivo;
- non deve essere riscaldata dal sistema di climatizzazione della casa e gli ambienti ad essa collegati devono rispettare i criteri di aerazione e illuminazione naturale.
Il fine ultimo è il contenimento dei consumi (basato sul guadagno energetico, durante il periodo invernale di almeno il 20%). Questa struttura permette di realizzare uno ambiente in più senza aumento di cubatura, dal momento che risulta essere un volume tecnico. Inoltre, è considerato un intervento di risparmio energetico che permette di accedere al 50% previste per le ristrutturazioni edilizie, il cosiddetto Bonus casa (art. 16 bis, lettera h, del DPR 917/86).
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Serra bioclimatica: sistema solare passivo
Le serre bioclimatiche appartengono alla categoria delle tecnologie passive per il controllo delle condizioni termo-igrometriche degli edifici.
Il termine “Sistema solare passivo” è utilizzato per descrivere quei sistemi che raccolgono, accumulano e ridistribuiscono energia solare senza bisogno di impianti meccanici. I sistemi solari passivi sono caratterizzati da due elementi principali:
- un collettore, costituito generalmente da una superficie trasparente orientata a Sud/Sud-Ovest
- una massa termica in grado di accumulare la frazione termica della radiazione solare. I sistemi passivi possiedono quindi la capacità di accumulare energia termica sotto forma di radiazione solare e di restituirla poi, agli ambienti vicini, migliorandone le condizioni di comfort interno e riducendone la spesa energetica per il riscaldamento.
In relazione alle diverse modalità di trasmissione del calore accumulato, le serre si possono dividere in due tipologie: a guadagno diretto o a guadagno indiretto.
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- Le serre a guadagno diretto costituiscono estensioni vere e proprie dello spazio abitato, da questo non separate se non per tramite di schermature vetrate e pertanto la radiazione solare incidente sulla superficie della serra, entra direttamente nell’ambiente interno e viene assorbita durante il giorno dagli elementi massivi di accumulo (pareti, solai, ecc) e da questi rilasciata all’ambiente durante le ore notturne.
- Nei sistemi a guadagno indiretto, al contrario, la radiazione solare incide su una superficie di accumulo e riscalda l’aria dello spazio filtro fisicamente separato dallo spazio abitato, detto spazio tampone, a questo collegato tramite aperture che vengono aperte o chiuse per favorire lo scambio d’aria che, assieme al calore trasmesso verso l’interno da una eventuale superficie di accumulo, riscalda lo spazio abitato.
Tra i diversi sistemi passivi, la serra costituisce indubbiamente il più popolare, non soltanto per l’efficacia del modello in termini di guadagno energetico, ma soprattutto per i vantaggi in termini di disegno
dell’edificio e ampliamento dello spazio abitato che conseguentemente comporta.
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ENEA e serra solare: la bioedilizia e coltivazione
La serra bioclimatica realizzata da Enea è una soluzione di bioedilizia. Il sistema installato, come spiega Carlo Alberto Campiotti, responsabile del Laboratorio Regioni Area Settentrionale – Dipartimento Unità Efficienza Energetica, “è di tipo convettivo: lo scambio d’aria con lo spazio abitabile avviene attraverso la finestratura che divide la serra posta sulla terrazza dall’ambiente interno e che d’inverno viene aperta per convogliare l’aria calda raccolta di giorno all’interno dell’abitazione”.
Ad aggiungersi all’architettura verde c’è l’orto idroponico che si trova al suo interno e in cui i ricercatori stanno attualmente facendo crescere delle piante di pomodoro. “Il nostro obiettivo – ha aggiunto la ricercatrice Patrizia De Rossi – è di coltivare un vero e proprio orto casalingo, che grazie ai fenomeni fotosintetici e traspirativi delle piante, riduca le emissioni di CO2 della casa e favorisca il raffrescamento dello spazio abitato nei periodi estivi”.
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Il progetto si struttura, in primis, nella ricerca di piante con una maggiore traspirazione e quindi di monitorare queste specie nel periodo estivo del test per verificare la riduzione della temperatura interna e calcolare l’effetto sulla spesa energetica per la climatizzazione.
Tra le verifiche da effettuare c’è l’opportunità di una collocazione sul lato nord della casa, nel quale l’impianto potrebbe essere considerato uno ‘spazio cuscinetto’ per aumentare l’isolamento termico dell’appartamento nelle stagioni invernali, permettendo anche il miglioramento della classe energetica.
Foto di copertina: iStock/ irina88w
