EFFICACIA ED EFFICIENZA Nella definizione di edifici energeticamente efficienti è utile distinguere i concetti di efficacia ed efficienza. Una procedura è considerata efficace se permette di raggiungere un determinato obiettivo indipendentemente dal dispendio di energia o di denaro utilizzato. Essere efficaci significa dunque adottare le corrette strategie a prescindere dall'uso di mezzi ad esse connesso.

Una procedura è invece efficiente se permette di raggiungere un obiettivo con il minor dispendio di mezzi. L'efficienza è quindi il rapporto tra il risultato ottenuto ed i mezzi utilizzati.

Il progetto di un edificio energeticamente efficiente implica, quindi, una visione strategica che, in ragione della consapevolezza del grande numero di variabili che partecipano alla definizione di un progetto di architettura, sia in grado di verificare e pre-figurare non solo lo stato di qualità vigente, ma anche lo stato di qualità atteso recepito come l'insieme degli effetti, diretti e indiretti, derivanti dalle decisioni prese dal progettista durante tutte le fasi di progettazione e di realizzazione.

Il progettista assume il ruolo di maggiore responsabilità, in virtù della quale deve considerare variabili che esulano dal proprio campo disciplinare, configurare soluzioni di sistema e di processo promuovendo una progettualità interessata alle relazioni tra edificio, utente e ambiente allargando le verifiche dell'efficienza delle soluzioni applicate, anche al di fuori dell'efficacia settoriale.

Negli ultimi anni il concetto di efficienza energetica è stato ulteriormente ampliato assumendo la denominazione di eco-efficienza. Possiamo definire eco-efficiente un organismo edilizio, un sistema architettonico o un prodotto tecnologico quando le alterazioni morfologiche, strutturali e funzionali, dirette e indotte dal sistema ambientale, nelle fasi di approvvigionamento, produzione, consumo e smaltimento, siano riequilibrate naturalmente o artificialmente in termini quantitativi e qualitativi.

ORIENTAMENTO e FORMA EDIFICIO Il fattore di forma o compattezza di un edificio si calcola come il rapporto tra superficie disperdente dell'involucro (data dalla somma delle superfici delle chiusure verticali e delle chiusure orizzontali superiori ed inferiori) e il volume complessivo dell'edificio (S/V). La forma dell'edificio è spesso vincolata dal contesto urbano o da indicazioni dlizio ma, nel caso in cui non vi fossero i vtazione consapevole della forma dell'edificio puòrollare il suoico. Oltre alla compattezza le altre carattea dell'edificio che incidono in maniera sostanziale s energà e snellezza.

La porosità è la propoo e volume vuoto dell'edificio dato dalla presenza con uosità risulta dotato di molte superfici di La snellezza è la proporzione dell'edificio rispetrticale. Un edificio snello, che ha un ridotto contatto con il terizione agli agenti atmosferici, nma, avendo un'occupazione del terreno ridotta, favorisce la compattezza urbana.

Nei climi caldi la soluzione più efficiente risulta quella caratterizzata da un'elevata porosità che, nonostante comporti una maggiore difficoltà nell'isolamento delle pareti esterne, facilita il raffrescamento passivo dovuto alla ventilazione naturale. In edifici localizzati alle nostre latitudini (sud Europa) la compattezza è vantaggiosa nel periodo invernale, mentre la porosità è particolarmente efficiente per limitare il fabbisogno energetico per il raffrescamento in estate. La soluzione ottimale sarebbe quindi prevedere un edificio ad assetto variabile in cui, con l'utilizzo di sistemi movibili, è possibile chiudere patii, gallerie e verande nel periodo invernale, che poi verranno opportunamente aperti in quello estivo.

Negli edifici localizzati nel sud Europa la massimizzazione delle superfici vetrate nel prospetto rivolto a sud può risultare non solo poco efficiente, ma in molti casi controproducente. Infatti se l'orientamento lungo l'asse est-ovest può essere considerato una buona regola anche nei climi caldi, in quanto limita le superfici esposte ad est e ovest che risultano difficilmente schermabili a causa dell'inclinazione dei raggi solari su questi fronti, prevedere una superficie vetrata a sud può limitare il fabbisogno energetico nel periodo invernale ma determinare un eccessivo aumento di quello per il raffrescamento estivo. Di conseguenza, nel caso in cui si realizzassero edifici dotati di serre esposte a sud, è necessario prevedere una rimozione totale delle superfici verticali vetrate nel periodo estivo. In questo modo, purché la copertura sia opaca, è possibile ottenere un elemento di schermatura solare della facciata. In alcune recenti ricerche condotte presso la Technische Universität di München è stato dimostrato che l'orientamento che comporta il minor fabbisogno energetico è quello verso nord. Proprio come è stato pensato in questo progetto cagliaritano. L'orientamento dell'edificio parallelamente alla direzione principale dei venti prevalenti

costituisce una strategia efficace di raffrescamento passivo. Il movimento d'aria sulla facciata contribuisce a diminuire la temperatura superficiale della facciata stessa e a limitare gli effetti dell'irraggiamento diretto. La presenza di aperture contrapposte posizionate ortogonalmente alla direzione dei venti prevalenti favorisce il raffrescamento passivo dovuto alla ventilazione naturale.

La ventilazione naturale costituisce una delle principali strategie per il raffrescamento passivo degli edifici. È infatti sufficiente lasciare aperte due aperture contrapposte, nella direzione del vento prevalente, per generare un movimento d'aria utile ad abbassare la temperatura interna. Nei climi caldi sono comunemente utilizzati dei camini di ventilazione che, grazie a differenze di pressione, consentono il ricambio d'aria con il conseguente abbassamento della temperatura interna attraverso aperture poste nella parte sommitale del camino. Nei climi caldi secchi è possibile combinare la strategia dei camini di ventilazione con l'utilizzo di acqua nebulizzata per raffrescare l'aria. Soluzione usata anche da noi a Torino proprio nella nuova stazione ferroviaria di Porta Susa.

Nei climi caldi, oltre alla trasmittanza termica, è l'inerzia termica ad assumere un ruolo di fondamentale importanza. Per evitare l'eccessivo surriscaldamento interno nei mesi estivi è infatti necessario che i picchi di temperatura esterni giungano all'interno dell'edificio con un tempo di sfasamento ed un'attenuazione sufficienti, combinati poi ad un'opportuna strategia di ventilazione.

Quest'effetto, generalmente garantito da involucri in muratura, può essere ottenuto anche mediante l'utilizzo di materiali innovativi dotati di inerzia termica. Per quanto riguarda invece i materiali isolanti, i più adatti ai climi caldi sono quelli dotati non solo di un ridotto coefficiente di conducibilità termica, ma anche di un'elevata densità che ne aunzare il comportamento termico di un involucro opaco contribuisce inoltre in maniera sostanziale la colorazione della superficie esterna. Tonalità scure favoriscono l'assorbimento della radiazione solare provocando un aumento della temperatura interna, mentre colori chiari, caratteristici degli edifici tradizionali delle zone a clima mediterraneo, respingendo la radiazione solare, evitano guadagni termici solari incontrollati.

Le dimensioni ridotte delle superfici vetrate, in inverno riducono le eccessive dispersioni termiche e, in estate, contribuiscono notevolmente a ridurre i guadagni termici diretti. Aperture troppo piccole però, non garantendo un'illuminazione naturale sufficiente, potrebbero determinare un aumento del fabbisogno energetico dovuto all'illuminazione artificiale.

Non è quindi possibile definire una regola generale nel dimensionamento dell'involucro trasparente, tranne la necessità di prevedere aperture contrapposte che favoriscano la ventilazione naturale e una sistema di schermatura solare appropriato. Affinché un sistema di schermatura risulti efficiente è necessario che sia posizionato esternamente rispetto alla superficie vetrata che, se irraggiata direttamente, diventa essa stessa un corpo radiante. Spesso in edifici alti non è possibile prevedere schermature esterne a causa di problematiche relative alla manutenzione o alla presenza di vento. In questo caso sarebbe auspicabile prevedere elementi di schermatura solare interni alla vetrocamera. Il sistema di schermatura più adatto varia anche in relazione all'orientamento della facciata sul quale viene posizionato. Sul prospetto nord è possibile prevedere dei sistemi fissi, in quello sud risultano particolarmente efficienti frangisole a lamelle orizzontali, meglio se movibili o selettivi. Nelle facciate est e ovest, difficilmente schermabili nelle prime ore del mattino o poco prima del tramonto, possono essere utilizzati sistemi di lamelle verticali. È per questa serie di studi che la residenza studentesca in progetto ha un determinato orientamento e posizione nonché dei sistemi frangisole