Gli edifici devono essere sottoposti a una profonda revisione per poter rispondere alle necessità di avere migliori prestazioni energetiche, riducendo consumi ed emissioni, e garantire ai residenti un adeguato livello di benessere. In poche parole, c’è bisogno di un’edilizia sostenibile e confortevole, oltre che resiliente alle sfide climatiche. A quest’ultimo proposito, l’ultimo report di Copernicus sta a indicare la vera sfida su cui lavorare: assicurare abitazioni e luoghi di lavoro in grado di mantenere a una adeguata temperatura chi li abita e vive.
Gli impianti di riscaldamento, climatizzazione e raffrescamento possono, anzi, devono garantire il loro contributo per decarbonizzare il costruito ed evitare di andare a sovraccaricare le reti elettriche. Si contano almeno 2 miliardi di impianti d’aria condizionata (IEA, 2022), prevedendo qui al 2050 il numero triplicherà. Il Centro euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici (CMCC) stima che la quota di famiglie dotate di aria condizionata potrebbe aumentare dal 27% attuale a una percentuale compresa tra il 33% e il 48% entro il 2050.
Se l’Europa punterà sulla transizione energetica, l’elettrificazione dei consumi richiederà sufficiente quantità di energia per alimentare gli impianti di riscaldamento e raffrescamento presenti, senza provocare problemi alla rete elettrica. Sono sfide da affrontare e che richiedono soluzioni tecnologiche efficienti e performanti, resilienti e in grado di garantire comfort.
Su cosa puntare lo hanno spiegato i relatori del convegno “Climatizzazione e raffrescamento sostenibile: innovazioni per il comfort negli edifici residenziali e industriali”, organizzato da Prospecta Formazione – Infoweb.
Riscaldamento, climatizzazione e raffrescamento: obiettivi e sfide
Gli impianti di riscaldamento, climatizzazione e raffrescamento sono oggetto di importanti cambiamenti con l’arrivo della direttiva EPBD che l’Italia dovrà recepire nel 2026.
Stefano Casandrini, policy officer di Assotermica, ha messo in evidenza le implicite difficoltà a garantire il raggiungimento degli obiettivi di decarbonizzazione e di efficienza energetica nel patrimonio edilizio esistente. Ricordando l’ammissione inserita nella Dichiarazione di Chatillot, sottoscritta da 70 Paesi a marzo 2024 nell’ambito del Forum delle Nazioni Unite, in cui si riconosceva che il settore edile è “difficile da decarbonizzare”, ha affermato che «gli edifici residenziali non sono cablati per il riscaldamento elettrico», rischiando di mettere in difficoltà la rete esistente.
Le pompe di calore full electric impongono determinate caratteristiche spaziali e progettuali per poter essere installate, specie in edifici esistenti. A oggi «i sistemi ibridi factory made sono l’unica soluzione affidabile per il cittadino per molteplici motivi, uno dei quali è la garanzia di contare su un’unica soluzione (l’ibrido factory made contempla, in un impianto integrato, caldaia a condensazione e pompa di calore), realizzata da un unico produttore», un vantaggio anche in termini di manutenzione e di assistenza. Inoltre, va considerato che sono un elemento di competitività industriale per l’Italia: i sistemi ibridi factory made, infatti, sono nati in Italia e rappresentano un fiore all’occhiello dell’industria nazionale, utili per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione. Inoltre, sono tra le prime tecnologie a essere incentivate con il Conto termico.
Pompe di calore nel residenziale: la convenienza c’è
Nel novero delle soluzioni per riscaldamento, climatizzazione e raffrescamento, le pompe di calore elettriche sono le principali candidate per garantire prestazioni e contribuire alla decarbonizzazione dell’edilizia.
A oggi pagano ancora costi di investimento sensibilmente superiori a quella basata su caldaia a condensazione, «anche in ragione del fatto che nella maggioranza dei casi sono previsti significativi interventi per la sostituzione del sistema di diffusione del calore», ha spiegato Lorenzo Croci, Responsabile dei Laboratori di Efficienza Energetica di RSE e co-autore di uno studio condotto su 78 casi studio, da abitazioni monofamiliari ai condomini, in zone climatiche diverse e con vetustà differenti. Sono state valutate otto possibili soluzioni tecnologiche, dalla caldaia tradizionale alla pompa di calore a bassa temperatura combinata col fotovoltaico. Se il costo iniziale premia le caldaie a condensazione, i risparmi energetici evidenziano una superiorità sostanziale delle PdC di qualsiasi tipologia.
Inoltre, in termini di sCOP (Coefficiente di prestazione stagionale) minimo di convenienza, «ai prezzi attuali dell’energia è sufficiente un valore di COP medio stagionale di circa 2,5 per avere un risparmio economico sulla bolletta energetica di una abitazione residenziale. Valore ottenibile dai semplici climatizzatori split e dalle moderne PdC anche con terminali a media/alta temperatura».
C’è un ulteriore motivo che avvantaggia la scelta di una pompa di calore, specialmente nelle abitazioni monofamiliari (nelle plurifamiliari potrebbe essere sufficiente un incentivo per l’acquisto): il prezzo futuro dell’energia elettrica. «Secondo le valutazioni di scenario RSE il prezzo dell’energia elettrica nel prossimo futuro sarà destinato a ridursi, grazie all’impiego sempre più importante delle fonti rinnovabile (fotovoltaico in primis) e dall’introduzione a partire dal 2027 dell’ETS2 che graverà sui costi del gas». Oggi i costi dell’ETS sono già applicati in fase di produzione dell’energia elettrica, ma non sul gas.
Decarbonizzazione del calore industriale
Oltre alle necessità residenziali di climatizzazione e raffrescamento ci sono poi da considerare le necessità di decarbonizzazione del calore industriale. Una possibilità concreta che può essere colta mediante l’impiego di pompe di calore. Quelle ad alta temperatura possono assolvere al meglio tale compito, contando su soluzioni offerte da svariate aziende produttrici, specie sfruttando calore a bassa temperatura (120-160 °C), a salire.
Lo ha evidenziato Daniele Forni, responsabile tecnico FIRE, che ha illustrato le varie soluzioni sfruttabili, contando anche sugli accumuli termici e mettendo in rilievo i benefici multipli dell’efficienza energetica nello sfruttare il potenziale del calore industriale, in modo da ridurre energia ed emissioni. Sono necessarie, però, politiche a supporto lato domanda, oltre a politiche per realizzare impianti presso le imprese e di riduzione del costo dell’energia elettrica e una revisione della tassazione energetica. Così sarebbe possibile contare sui benefici offerti da efficienza, elettrificazione e rinnovabili, sfruttando le opportunità ottenibili anche da risorse diverse dalle FER elettriche, ma convenienti a livello locale (esempio, biomasse e biogas).
Sulle potenzialità dell’accumulo termico è possibile contare su tecnologie innovative come quelle presentate da una ex startup, ora Pmi innovativa italiana come i-TES, che ha sviluppato e commercializza dispositivi per l’accumulo termico sostenibile attraverso l’uso di materiali innovativi, chiamati PCM (Phase Change Materials). È una soluzione che trova un’ideale combinazione con le pompe di calore, ha spiegato l’amministratore delegato i-TES, Michele Santovito, che mostra le sue potenzialità nell’uso residenziale (Il PCM è in grado di mantenere la temperatura del suo punto di fusione per lunghi periodi, una caratteristica vantaggiosa rispetto agli accumuli d’acqua) oltre a essere smart grid enabler, ovvero permette il processo di digitalizzazione negli usi termici.
Il ruolo della tecnologia e dell’automazione
Per ovviare alla necessità di riscaldamento oltre che a una sempre maggiore richiesta di climatizzazione e raffrescamento sostenibili, c’è bisogno di un approccio a più livelli, a partire dall’approccio progettuale più corretto.
«Il punto di partenza di un progetto è considerare tutte le soluzioni che riducono il fabbisogno di energia di raffrescamento», ha affermato Roberto Rocco, consulente KNX ed esperto di tecnologie. L’impiego di soluzioni di automazione si incardinano nelle scelte progettuali per ottimizzare consumi e ridurre le emissioni accanto all’adozione delle soluzioni più confacenti per singola necessità, dai sistemi a pannelli radianti al free cooling notturno.
«L’automazione d’edificio è uno strumento al servizio della sostenibilità, dell’efficienza energetica, del benessere ambientale. Aiuta a riflettere fin dalla prima fase sugli impatti che ogni decisione ha sul resto del sistema edificio-impianto. Grazie alle sue logiche, consente di affrontare la complessità crescente del sistema edificio-impianto, finalizza il lavoro multidisciplinare e integrato dei vari professionisti, consente di ottenere l’obiettivo ottimale globale».
La giusta combinazione con l’impianto di produzione e gestione energetica (in primis fotovoltaico e accumulo) diventa l’elemento che completa una soluzione di climatizzazione e raffrescamento sostenibili.
Climatizzazione e raffrescamento sostenibili: il caso virtuoso dell’asilo nido nZEB
Tutte queste accortezze, progettuali e impiantistiche, quando trovano applicazione, portano risultati tangibili. L’esempio fornito dall’asilo nido di Cella di Misano Adriatico, illustrato da Claudio Masini, coordinatore del progetto per il Comune romagnolo, e da Matteo Carloncini, progettista impianti, area manager ENGLOBE, è una conferma.
L’asilo nido, ha illustrato Masini, conta su un sistema di climatizzazione naturale in grado di garantire il giusto benessere degli ambienti ed è il risultato di una progettazione bioclimatica che tiene conto dell’orientamento ottimale rispetto a sole e di una efficiente ventilazione naturale.
A ciò si aggiunge la presenza di schermature, aggetti, superfici vetrate, e la distribuzione distribuzione dei volumi per favorire la regolazione termica passiva, riducendo al minimo gli apporti meccanici. A completare il tutto c’è l’impiego di un involucro performante (in XLAM) al fine di ridurre il fabbisogno energetico complessivo dell’edificio.
La scelta impiantistica è ricaduta su un impianto VMC, unito a un impianto radiante per il pavimento e anche su un impianto per riscaldamento e raffrescamento con generazione ad espansione diretta del tipo VRF. «La tecnologia a temperatura del refrigerante variabile (VRT) con regolazione del compressore e refrigerante per un’efficienza stagionale superiore fino al 28%», ha sottolineato Carloncini, mettendo in rilievo che realizzazione di un asilo nido nZEB è un fondamentale presupposto di edilizia sostenibile, capace di coniugare comfort ed efficienza, offrendo un ambiente sano e confortevole ai bambini e riduce l’impatto ambientale della comunità.
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