Casa in paglia ed etichetta Minergie: analisi del calcolo termico

Per il nostro progetto di casa in paglia a Broye Fribourgeoise, abbiamo incaricato lo studio di ingegneria Perenzia di effettuare lo studio termico necessario per ottenere il permesso di costruzione. Il dossier ufficiale conclude che c’è stata una non conformità al criterio Minergie.

Il punto principale riguarda la modellazione della ventilazione: secondo il calcolo normativo, l’indice energetico complessivo rimane al di sopra del limite di ammissione dell’etichetta.

Da questo studio, il nostro progetto si è ulteriormente evoluto. Siamo passati da una tecnica classica con telaio in legno riempito di paglia a un innovativo sistema di trasporto della paglia. Questa evoluzione, sviluppata appositamente per questo progetto, permette di rinunciare ad una massiccia struttura in legno, massimizzando così la proporzione di isolamento naturale nello spessore della parete.

L’obiettivo di questo articolo è verificare i dati del rapporto e valutare l’effetto di un’ipotesi di ventilazione inferiore, già documentata negli allegati di calcolo.

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1. Il rapporto ufficiale: 42,6 kWh/m², cosa significa?

Basiamo la nostra analisi sul rapporto termico ufficiale (SIA 380/1) e sulla forma energetica (EN-101b) stabiliti da Perenzia nell’ottobre 2023 [^1]. Sebbene da allora il nostro sistema di costruzione si sia evoluto verso il trasporto della paglia, queste cifre rimangono un ordine di grandezza affidabile e conservativo.

Secondo questo rapporto:

• Fabbisogno di riscaldamento calcolato (Q_H): 42,6 kWh/m² all’anno.
• Legislazione (MoPEC): validata. Il limite legale è 65,3 kWh/m². La nostra casa è in gran parte conforme all’attuale legge svizzera.
• Marchio Minergie: non raggiunto. L’indice energetico complessivo, chiamato MKZ (Minergie-Kennzahl), raggiunge 78,1 kWh/m², mentre il limite di ammissione per il nostro edificio è 63,6 kWh/m².

Nota tecnica: MoPEC vs MKZ

• Il MoPEC è il quadro giuridico cantonale armonizzato. Stabilisce un limite unico (qui 65,3) basato principalmente sul riscaldamento.
• MKZ è l’indice dell’etichetta Minergie. È più rigoroso e specifico per ciascun edificio: aggiunge riscaldamento, acqua calda ed elettricità per gli ausiliari, il tutto ponderato in base alla fonte energetica. Il limite di 63,6 kWh/m² è calibrato sulla compattezza della nostra casa. Nello standard Minergie-P più elevato questo limite scenderebbe ulteriormente a circa 45 kWh/m².

Il rapporto evidenzia un elemento molto penalizzante: la ventilazione. Il progetto è modellato senza installare la ventilazione comfort (ventilazione principale mediante l’apertura delle finestre), con un tasso di ricambio d’aria normativo. Tuttavia, la scheda tecnica menziona occasionali bocchette di estrazione nei WC. Nel calcolo SIA 380/1, l’ipotesi di rinnovo dell’aria mantenuta rimane elevata e senza recupero di calore, il che aumenta notevolmente le perdite di ventilazione e, a sua volta, l’indice MKZ.

Il punto da verificare è quindi la differenza tra questo scenario normativo e uno scenario con portata d’aria ridotta.

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2. Distinguere chiaramente QH e MKZ

Per evitare confusione è necessario separare due diversi indicatori:

• Q_H (SIA 380/1): fabbisogno termico per il solo riscaldamento (kWh/m²·anno).
• MKZ (Minergie): indice complessivo dell’etichetta (riscaldamento, ACS e ausiliari, con pesi).

Il rapporto conferma contemporaneamente:

• Q_H = 42,6 kWh/m²·anno (calcolo base).
• MKZ = 78,1 kWh/m² anno, per un limite di ammissione Minergie di 63,6 kWh/m² anno.In altre parole: il progetto rispetta il limite legale MoPEC sul riscaldamento, ma non rispetta il criterio MKZ del marchio Minergie.

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3. Effetto del flusso d’aria nel rapporto

Nella stessa relazione sono riportati due scenari di calcolo SIA 380/1, con geometria e ingombro identici, che differiscono solo per il flusso d’aria termicamente attivo (qth):

• Scenario di base: qth = 0,7 m³/(h·m²)
• Variante rapporto: qth = 0,3 m³/(h·m²)

I risultati indicati negli schemi di bilancio sono i seguenti [^1]:

Indicatore di riscaldamento (SIA 380/1)	qth = 0,7	qth = 0,3
Perdite per trasmissione Q_T	58,0	57,5
Perdite di ventilazione Q_V	21.1	9.0
Contributi (Q_i + Q_s)	~51.0	~50,1
Fabbisogno di riscaldamento Q_H	42.6	32.1

Il dato 57,5 kWh/m² deriva quindi direttamente dalla riga “totale” della tabella “bilancio termico con portata d’aria termicamente attiva (Qh,eff)” per la variante qth = 0,3.

Il calcolo SIA 380/1 utilizzato è:

[ Q_H = (Q_T + Q_V) - \eta_g \cdot (Q_i + Q_s) ]

dove η_g è il fattore di utilizzo del contributo (quota di contributi interni e solari effettivamente utilizzata per ridurre il riscaldamento). Questo fattore non è pari al 100%: dipende dal bilancio termico mensile, dalla stagione e dal livello delle perdite.

Utilizzando i valori del rapporto:

• Caso qth = 0.7:
  42,6 = (58,0 + 21,1) - η_g × 51,0
  quindi η_g ≈ (79,1 - 42,6) / 51,0 ≈ 0,716 (coerente con ~0,71–0,73 visualizzato a seconda delle zone).
• Caso qth = 0.3:
  32,1 = (57,5 + 9,0) - η_g × 50,1
  quindi η_g ≈ (66,5 - 32,1) / 50,1 ≈ 0,687 (coerente con ~0,68–0,70 visualizzato a seconda delle zone).

Questo spiega perché il calo di Q_H non è strettamente uguale al calo di Q_V: quando cambia la portata d’aria, il software ricalcola anche l’effettivo utilizzo delle erogazioni tramite η_g.

Ciò che possiamo concludere chiaramente:

• Passando da qth = 0,7 a qth = 0,3 si riducono notevolmente le perdite di ventilazione (Q_V) e si riduce Q_H di 10,5 kWh/m²·anno.
• Questa conclusione riguarda la necessità di riscaldamento (Q_H), non direttamente il MKZ.
• Le piccole differenze su Q_T e Q_i+Q_s tra le due tabelle derivano principalmente dall’arrotondamento e dalla modalità di aggregazione visualizzata dal software.

3.1 Stima di MKZ con qth = 0.3 (indicativa)

Il file non fornisce un MKZ ufficiale ricalcolato per qth = 0.3, ma possiamo fare una stima coerente dai dati EN-101b:

• Q_H va da 42,6 a 32,1 (ovvero -10,5 kWh/m²·anno).
• “Q_ww” (acqua calda) rimane 13,9.
• Quota di riscaldamento in (Q_H + Q_ww) nel caso base: 42,6 / (42,6 + 13,9) = 75,4%.
• MKZ base: 78,1.

Applicando la riduzione di 10,5 kWh/m² solo alla componente riscaldamento del MKZ, la stima fornisce un MKZ di circa 67–68 kWh/m²·anno.

Questo valore è indicativo (non è un valore certificabile), ma consente di confrontare ordini di grandezza.

Per quanto riguarda Minergie-P:

• Con una ventilazione prevalentemente manuale, il progetto non rientra nel quadro di certificazione previsto da Minergie/Minergie-P ¹.
• La questione rilevante qui è quindi il confronto delle prestazioni, non l’ottenimento dell’etichetta.
• Per solo riscaldamento (Q_H), la variante qth = 0,3 fornisce 32,1 kWh/m²·anno, ovvero un ordine di grandezza basso e paragonabile a edifici molto efficienti.- Sull’indice Minergie globale (MKZ), la stima a qth = 0,3 rimane intorno a 67–68 kWh/m²·anno, quindi al di sopra del limite di Minergie (63,6) e al di sopra di un livello Minergie-P tipicamente vicino a 45.

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##4. Oltre il riscaldamento: il vero equilibrio ecologico

Anche con un margine di incertezza sulle cifre esatte del riscaldamento, l’ampliamento della visione conferma la rilevanza dell’approccio.

Criterio	Costruzione standard / Minergie “classica”	Il nostro borghetto in paglia portante
Approccio energetico	Alte prestazioni tramite sistemi (PAC, doppio flusso VMC)	Alte prestazioni dell’involucro (spessore, inerzia)
Produzione di energia	Spesso debole o appena sufficiente	Positivo (32 pannelli fotovoltaici + solare termico)
Impronta di carbonio (costruzione)	Positivo (emissioni di calcestruzzo, acciaio, isolamenti industriali) 2	Negativo (dissipatore di carbonio: paglia + legno locale, no cemento)
Impianti tecnici	Complessi (manutenzione, filtri, energia elettrica dedicata)	Semplice (100% manuale, senza macchine)
Gestione dell’umidità	Meccanico (richiesti estrattori)	Naturale (muri respiratori + ventilazione manuale)
Qualità dell’aria	Filtrato (fare attenzione alla secchezza e alla manutenzione del condotto)	Naturale, igroregolato, 0 VOC

Un approccio Minergie classico talvolta compensa l’isolamento “standard” con sistemi tecnici molto efficienti (high-tech). Il nostro approccio è low-tech: ci concentriamo sullo spessore e sul materiale. Utilizzando molta paglia (risorsa locale e rinnovabile) e legno, otteniamo elevate prestazioni termiche riducendo al minimo l’energia incorporata. Inoltre, la nostra tecnica di supporto della paglia rimuove la struttura secondaria del legno, ottimizzando ulteriormente l’impronta di carbonio.

L’assenza di cemento (fondazioni su pali elicoidali in acciaio) è un punto decisivo: essendo il cemento una delle principali fonti di emissioni di CO₂ nelle costruzioni, la sua rimozione consente alla paglia e al legno di svolgere pienamente il loro ruolo di pozzi di carbonio, rendendo negativo il bilancio complessivo dell’edilizia.

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5. Conclusione

Etichette come Minergie rimangono un riferimento utile per oggettivare la prestazione energetica degli edifici.

Tuttavia, oggi stanno mostrando i propri limiti per alcuni progetti a bassa tecnologia. Nel nostro caso il calcolo è molto sensibile all’ipotesi della portata d’aria: il passaggio da qth=0.7 a qth=0.3 riduce significativamente il fabbisogno di riscaldamento, come il rapporto evidenzia chiaramente.

Il file mostra che lo stesso edificio può mostrare risultati significativamente diversi a seconda dell’ipotesi di ventilazione utilizzata.

• Una dotazione ad alte prestazioni confermata dal file (pareti basse a forma di U, perdite di trasmissione controllate).
• Un fabbisogno di riscaldamento che può variare da 42,6 a 32,1 kWh/m² a seconda della portata d’aria trattenuta nel modello.
• Un’impronta di carbonio negativa (grazie all’assenza di cemento e stoccaggio di paglia/legno).
• Salute ottimale (gestione naturale dell’umidità, assenza di COV, assenza di correnti d’aria meccaniche).
• Resilienza totale (nessuna dipendenza dall’elettricità per la ventilazione, sistemi semplici e durevoli).

Questo punto non sostituisce la certificazione: consente un confronto tecnico coerente delle prestazioni di riscaldamento con la ventilazione ragionata.

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Riferimenti e fonti[^1]: Perenzia Ingénieurs Sàrl. SIA 380/1 giustificazione termica e modulo EN-101b – Progetto borgo familiare, Surpierre. Ottobre 2023. Documento privato (non pubblicato). Valori del file: Q_H = 42,6 kWh/m²·anno (calcolo di base, qth=0,7), Q_V = 21,1 kWh/m²·anno, Q_H,eff = 32,1 kWh/m²·anno (variante qth=0,3, con Q_V = 9.0), MKZ = 78,1 kWh/m² anno, limite di ammissione 63,6 kWh/m² anno.

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Analisi basata sulla relazione termica SIA 380/1 redatta da Perenzia Ingénieurs (ottobre 2023) per la richiesta di permesso di costruire. Da allora il progetto si è evoluto in un’innovativa tecnica di trasporto della paglia, confermando il trend di elevate prestazioni energetiche e riduzione dell’impronta di carbonio.

Footnotes

1. Minergie — Les standard Minergie 2023 (FR) ; Guida applicativa alle norme Minergie / Minergie-P / Minergie-A, versione 2023.1 (PDF) (tedesco, documento di riferimento sulla MKZ, i requisiti della norma e la ventilazione). Il nostro confronto sul documento (MKZ, soglie) e sul ruolo della ventilazione per la certificazione si basa su queste fonti, non su una misurazione del consumo reale di Minergie-P per il nostro sito. ↩

2. KBOB — Dati sul bilancio ecologico nell’edilizia (Confederazione Svizzera). Base per confrontare le emissioni (compresi i gas serra) di materiali nel corso del loro ciclo di vita — utile per contestualizzare l’impatto del calcestruzzo o dell’isolamento industriale in relazione ai materiali di origine biologica menzionati nel § 4. ↩