Casa Radu de la Gulia - progetto di struttura e configurazione energetica di una casa passiva

Cosa si può imparare dall'articolo

L'incontro che ho avuto con Cătălin Caraza di Ingegneria creativa ha avuto come motivo e punto di partenza della nostra discussione il progetto di conformità strutturale ed energetica della casa di Ioana e Ciprian Radu, costruita da Litarh a Gulia, vicino a Bucarest, un progetto in cui è stato direttamente coinvolto. Ci saranno molti riferimenti a primo articolo su questa casa (in cui ho parlato con l'architetto e ho presentato la costruzione), quindi vi consiglio di rileggerlo prima. Costruire case il più possibile efficienti dal punto di vista energetico, ridurre il consumo di energia per il riscaldamento e il raffreddamento sono argomenti di grande attualità, quindi la nostra discussione è stata più ampia, molto tecnica e ha toccato molti argomenti di interesse per le case in legno. Abbiamo parlato del percorso che il futuro proprietario deve affrontare prima di iniziare la costruzione della casa, dei principi di efficienza, dei costi, di quanto il costo della struttura rappresenti nel costo totale della casa e di altri argomenti simili.

Fase di montaggio della struttura della casa

Abbiamo iniziato la discussione su questo argomento perché Pierre Bortnovski (Team Built), architetto e direttore dei lavori della casa Gulia, diceva che molte persone che vogliono costruire una casa si rivolgono prima all'Ingegneria Creativa (grazie alle informazioni in rete), ma che questo non dovrebbe essere il primo passo. Abbiamo chiesto a Catalin di dirci A chi deve rivolgersi un futuro proprietario di casa?

"Il primo passo è trovare un architetto. La gente viene direttamente da noi senza sapere cosa facciamo. Noi ci occupiamo di struttura e di conformità energetica, che significa dimensionare la stratificazione, progettare per l'efficienza energetica se si vuole una casa passiva. Perché bisogna sapere come si arriva a una casa passiva. Come si fa a sapere quali dovrebbero essere le finestre, se sono troppo grandi o troppo piccole, come si fa a sapere quali sono le caratteristiche di una casa passiva? caratteristiche della falegnameria rispettivo? 

Se volete una casa, andate prima dall'architetto che si sente dire, ad esempio, voglio un soggiorno grande e luminoso, 3 camere da letto, 2 bagni, questo è più o meno quello che serve. L'architetto elabora lo schema funzionale, la volumetria, e poi entrano in gioco i team specializzati: strutture, impianti, paesaggisti. 

Senza il progetto tecnico, solo il progetto dell'architetto, la costruzione non può iniziare, secondo la legge. È necessario progetto tecnico con dettagli di esecuzione, materiali, tutto. Il costruttore compare alla fine, a progetto ultimato, con i dettagli di esecuzione, le quantità, eventualmente un modello 3D.

Con Vlad Liteanu (Litarh) è semplice, lavoriamo con lo stesso software e gli inviamo direttamente il modello 3D. Gli inviamo nel modo più chiaro possibile i dettagli esecutivi, i calibri delle travi, dei pilastri o qualsiasi altra cosa ci sia nel progetto dal punto di vista strutturale, elementi che noi dimensioniamo e di cui siamo responsabili, e lui, sulla base di questo progetto, fa un'offerta di prezzo al cliente. L'offerta al cliente arriva dopo che l'architetto ha realizzato il progetto e la progettazione strutturale. Al progetto completo lavorano diversi team: il costruttore che realizza la struttura, chi realizza e monta le finestre, il team di installazione, ecc. 

Sono molte le persone coinvolte nel progetto fino a quando la casa non sarà pronta. A un certo punto Pierre ha fatto una tabella di tutte le persone che hanno lavorato alla casa Gulia e sono risultate più di 100 quelle coinvolte. Affinché tutto fili liscio, qualcuno deve assumere il ruolo di project manager".  

In cosa consisteva il progetto di Ingegneria Creativa per la casa Gulia?

"Per quanto riguarda la casa di Gulia, abbiamo (Ingegneria creativa) Ho eseguito i calcoli di conformità strutturale ed energetica. La conformità è la stratificazione, il motivo per cui si utilizzano determinati spessori di isolamento per pareti, tetti o pavimenti. Il cliente sceglie il livello di consumo annuale che vuole raggiungere, massimo 15 kWh/m²/anno se si tratta di una casa passiva. Da lì abbiamo fatto i calcoli partendo dalle fondamenta. La parte strutturale prevedeva il dimensionamento delle travi, del pavimento, della disposizione delle pareti interne. Nelle case a graticcio le pareti interne, anche se più sottili, possono essere utilizzate come pareti portanti per scaricare alcune forze dal tetto. Anche se non scaricano alcuna forza, le pareti rinforzano la casa e hanno quindi un ruolo strutturale. Diamo anche le controventature, gli angoli. Dopo i calcoli, diciamo al costruttore se i pilastri delle pareti devono essere più lunghi di 625 mm, che è il passo abituale. Ci occupiamo anche dei dettagli di fissaggio - gli angoli delle fondamenta, le pareti, il pavimento della parete, il pavimento della parete, la parete del pavimento - e anche i calcoli della resistenza al vento e al sisma sono fatti da noi".

Da quello che ha detto Catalin mi sembra di capire che un casa progettata per resistere ai terremoti o del vento, resterà in piedi, che sia in legno, in mattoni o in cemento. La costruzione è il risultato di calcoli che indicano lo spessore delle pareti e il tipo di angoli e fissaggi da utilizzare.

"Abbiamo anche realizzato lo studio di conformità energetica. In questo studio modelliamo la casa tenendo conto dei possibili vicini. Anche se non esistono, la casa può essere simulata in base alle norme urbanistiche. Qualsiasi costruzione potrebbe avere un impatto sull'ombreggiamento. Al momento la casa non ha vicini e se tutti coloro che costruiscono nelle vicinanze tengono conto delle norme di prossimità e di altezza, non dovrebbero esserci problemi in futuro. Tenendo conto dell'orientamento rispetto ai punti cardinali e dei dati climatici, sono state scelte le finestre, è stato dimensionato l'involucro, è stato calcolato l'isolamento termico dello zoccolo, delle pareti e del tetto.

Eseguiamo anche una modellazione zonale. Eseguiamo una modellazione locale e variamo lo spessore dell'isolamento. Dipende dalla posizione della casa. Il calcolo viene effettuato rigorosamente sul sito, con la geometria e la posizione calcolate. Questa casa sullo stesso sito, ma ruotata di 20°, non avrebbe gli stessi coefficienti. Molto importante è l'orientamento: a sud si trovano le grandi aperture e a nord solo quelle strettamente necessarie. Questo aiuta molto in inverno, quando non è quasi necessario il riscaldamento, ma in estate può portare al surriscaldamento. Per questo motivo sono necessari elementi di ombreggiatura (tende, riffling). 

Una volta ultimati tutti questi calcoli e simulazioni, il costruttore prende il modello 3D e realizza il progetto tecnologico. I materiali vengono dimensionati, sempre con l'accordo del progettista sul fatto che la struttura deve essere robusta. Il costruttore può introdurre alcune tolleranze per consentire il montaggio. Le modifiche sono minime e non alterano i calcoli, ma sono molto utili in fase di montaggio. Se ci sono modifiche al progetto, vengono apportate prima dell'inizio della costruzione, molto raramente dopo. Se sono necessarie, però, le modifiche comportano dei costi perché i calcoli di resistenza devono essere rifatti". 

Che cos'è la conformità energetica degli edifici?

Le prestazioni energetiche di un edificio sono una caratteristica importante, poiché l'energia utilizzata in una casa aumenta i costi di manutenzione e crea una quantità significativa di inquinamento da gas serra, causa principale del cambiamento climatico. Non sorprende quindi che oggi più che mai l'efficienza energetica sia una parte importante della progettazione e della costruzione degli edifici. A tal fine, tutti i nuovi edifici, indipendentemente dalle dimensioni, dovranno soddisfare requisiti minimi di prestazione energetica adeguati al clima in cui vengono costruiti. Si tratta di requisiti volti a ridurre il consumo energetico necessario per la manutenzione degli edifici, che il cambiamento climatico ci costringe a seguire. Le misure di risparmio energetico andranno a beneficio dell'ambiente, miglioreranno la qualità dell'aria, la qualità della vita delle persone all'interno degli edifici e ridurranno le bollette energetiche.

La discussione con Cătălin è proseguita con i requisiti di efficienza energetica, soprattutto perché sempre più beneficiari si informano e vogliono costruire case passive o il più possibile efficienti dal punto di vista energetico. Quindi, Che aspetto dovrebbero avere le case che verranno costruite a partire dal 2021 e quanto possono o devono essere efficienti?

"La risposta sarebbe abbastanza semplice. Ora, dal 2021, le case dovranno rientrare nel Standard nZEBCiò significa che non possono essere altro che efficienti dal punto di vista energetico. Inoltre, per soddisfare lo standard, dovrebbero anche utilizzare una parte di energia rinnovabile. In termini di efficienza, esistono diversi livelli. Se osserviamo il grafico sottostante, vediamo che una casa passiva ha un consumo massimo di 15 kWh/m² all'anno, ma anche una casa molto efficiente, con 30 kWh/m², può essere certificata. Se le persone non vogliono necessariamente una casa passiva, ma vogliono che sia efficiente dal punto di vista energetico, consigliamo questo livello, 30 kWh/m² all'anno. In termini di consumo è ok e anche se può sembrare una piccola differenza, lo sforzo finanziario per raggiungere il livello di una casa passiva è molto più alto. Le differenze derivano dai materiali certificati che sono molto più costosi".

Nella riqualificazione energetica di una casa, i principi da seguire sono gli stessi della casa passiva, ma quando la casa è solo efficiente dal punto di vista energetico, i valori sono più permissivi, meno rigidi. I principi che ci interessano sono:

• ottimo isolamento termico
• il minor numero possibile di ponti termici
• finestra delle prestazioni
• Involucro a tenuta d'aria testato con porta soffiante
• qualità dell'aria attraverso la ventilazione e il recupero del calore".

Isolamento termico è fondamentale per ridurre al minimo le perdite di calore. L'isolamento termico permette all'interno di una casa di essere indipendente dalla temperatura esterna, rendendo molto più facile mantenere un comfort termico costante. Una volta raggiunta la giusta temperatura all'interno della casa, questa deve essere mantenuta il più a lungo possibile evitando la perdita di calore attraverso un buon isolamento delle fondamenta, delle pareti e del tetto. In una casa ad alta efficienza energetica o passiva, lo spessore dell'isolamento è notevolmente maggiore rispetto a una casa convenzionale. Più sottile è l'isolamento, maggiore è lo scambio di calore.

"Ponti termici (aree di ricambio d'aria non controllato) dovrebbero essere totalmente interrotti, ma questo è l'ideale. Se non possono essere interrotti, devono essere ridotti al minimo. Per esempio, c'è un ponte termico nelle travi lamellari della casa Gulia che non può essere totalmente eliminato, perché il legno passa attraverso la parete e va fuori, e l'energia si perde attraverso il legno. Ma si può ridurre al minimo. Tra la parete e la trave sono stati collocati due fogli di PURENIT, un materiale con un coefficiente di trasferimento del calore inferiore (0,08), mentre il pezzo di metallo che regge la trave è stato bloccato dal PURENIT e il PURENIT dalla parete. L'impalcato non è stato rimosso, ma è stato ridotto. Senza questo intervento, la perdita attraverso quest'area sarebbe stata molto più elevata. 

 Il finestraEsiste una differenza di prezzo tra infissi certificati e non certificati, e la differenza non è di poco conto. La falegnameria ha tre componenti importanti che ne influenzano l'efficienza: il telaio, il vetro e il modo in cui viene fissata. Il telaio può essere in PVC, legno, legno con alluminio all'esterno o alluminio. È dotato di materiali a bassa trasmittanza, visibili in sezione, che interrompono il ponte termico tra l'interno e l'esterno. Le finestre più costose sono quelle in alluminio e certificate. Per essere ottime devono avere un coefficiente di trasmissione termica inferiore a 0,8 W/m²K. È inoltre molto importante assicurarsi che la finestra e la parete siano ben sigillate l'una contro l'altra, poiché è qui che possono verificarsi ponti termici significativi, rilevabili con una scansione termica. 

Busta è tutto ciò che entra in contatto con l'ambiente esterno: muri, fondamenta, tetto. 20% di energia possono essere perse attraverso le fondamenta, 25% attraverso le pareti, 10-20% attraverso le finestre e 25-35% attraverso il tetto. Ecco perché lo strato di termosistema del tetto è più spesso. Non ci deve essere un ricambio d'aria incontrollato perché può portare alla formazione di condensa, molto pericolosa per le case in legno. Ecco perché tutti i fogli e gli strati utilizzati per l'isolamento sono chiusi verso l'interno e aperti verso l'esterno, in modo da poter eliminare l'acqua proveniente da processi umidi. Per questo motivo l'OSB non viene utilizzato all'esterno, in quanto costituisce una barriera. Nella casa Gulia è stato utilizzato DWD all'esterno, un materiale con un buon coefficiente di permeabilità che lascia uscire il vapore. Il DWD è stato ricoperto da una barriera al vapore basaltica, incollata con un adesivo. L'adesivo è stato scelto in modo da consentire la fuoriuscita dei vapori. Poi viene l'intonaco permeabile al vapore. L'intero sistema deve essere permeabile al vapore per far uscire il vapore". 

La certificazione domestica è utile?

"Per il momento, avere una casa certificata non comporta alcun vantaggio in termini di tasse o incentivi statali. La certificazione è comunque una garanzia della qualità dei prodotti utilizzati e della lavorazione; è la garanzia di una casa ben progettata e ben eseguita. Per quanto riguarda la certificazione delle case passive, un grosso problema per noi e per gli architetti è la mancanza di certificazione dei materiali utilizzati, anche tra alcuni grandi produttori. Per la certificazione di case passive o molto efficienti dal punto di vista energetico abbiamo bisogno di un fascicolo con i documenti dei materiali utilizzati, la documentazione tecnica, le foto della costruzione, i risultati dei test". 

Quanto incide la costruzione vera e propria (la struttura) sul prezzo finale della casa?

"La struttura ha un grande impatto visivo, ma rappresenta solo il 20-40% della costruzione. Così come il suo prezzo. Il prezzo indicato dal costruttore è solo per la costruzione sopraelevata. A questo si aggiungono molti altri costi. Alla fine, con gli interni semilavorati, cioè privi di finiture che possono influire notevolmente sul costo (parquet, piastrelle, finiture speciali per le pareti, ecc.), il prezzo finale può arrivare fino a 1800 euro/m² per una casa passiva su una superficie di circa 1.000 metri quadrati. CLT e circa 1500 euro/m² per una casa in legno ad alta efficienza energetica (fino a 90 kWh/m² all'anno). Una casa in muratura costa circa 1400 euro/m². Abbiamo anche un filmato realizzato da Marius (choflete.ro) su quanto costa la stessa casa in strutture diverse". 

Parlare con uno specialista dell'efficienza delle case è molto istruttivo e convincente, tanto che alla fine si desidera costruire la casa più efficiente dal punto di vista energetico o passiva possibile, perché si capisce quanto sia importante per il proprio comfort futuro. Ma per questo è necessario rivolgersi all'architetto, al progettista e al costruttore giusti e pianificare per tempo.