Minori costi d'investimento e di gestione con i miscelatori a basso consumo idrico - anche con le certificazioni LEED, BREEAM e DGNB

L'analisi dei dati climatici della DWD (servizio meteorologico tedesco) come principio base della teoria

All'atto della consegna presso l'istituto universitario professionale, il tema del lavoro di tesi è stato introdotto dal Dr. Peter Arens: S'intitola "Impianti di acqua potabile: gli effetti di un consumo ridotto di acqua potabile di fronte alla crescente richiesta dell'igiene dell'acqua potabile". Nella parte teorica del lavoro, Luca Güsgen si è dedicato alla valutazione dei dati climatici del servizio meteorologico tedesco (DWD).

Giornate calde in aumento e conseguente aumento del fabbisogno idrico

I dati climatici del DWD dimostrano inoltre un netto aumento, pari al + 2,2 K, nell'andamento lineare delle temperature nel periodo decorso dal 1881 al 2022 (fig. 1). Contrariamente a ciò, non si registra ancora nessuna tendenza di precipitazioni ridotte: Sulla base della rispettiva media annuale delle alterazioni nelle precipitazioni nel periodo decorso dal 1881 al 2022, è evidente che in Germania attualmente le precipitazioni si riducono solo minimamente in estate, mentre in inverno si registra un netto aumento (fig. 2 e 3).

Ciò potrebbe rassicurarci, ma secondo recenti calcoli di modelli climatici occorre considerare che le precipitazioni in estate potrebbero sì ridursi fino al 40%, tuttavia in inverno e in autunno potrebbero aumentare, secondo quanto riportato nel lavoro di tesi. Dal bilancio, gli autori Krahe/Nilson (2020) assumono infatti che nel complesso le precipitazioni aumenteranno del 2,5%. Tuttavia le risorse d'acqua disponibili diminuiranno ca. del 10%, poiché a causa delle temperature si verificherà una maggiore percentuale di evaporazione di superfici terrestri e distese d'acqua. A tal proposito inoltre occorre considerare che il fabbisogno idrico nell'agricoltura incrementerà in modo notevole.

Certificazioni LEED, BREEAM e DGNB – Cautela necessaria negli edifici esistenti

I tre maggiori sistemi per la certificazione ambientale degli edifici – LEED, BREEAM e DGNB – promuovono la riduzione del consumo idrico negli edifici nuovi e in quelli già esistenti, senza tuttavia tenere in considerazione le problematiche relative al mantenimento della qualità dell'acqua. Nel complesso, il sistema di certificazione attribuisce alla riduzione del consumo idrico una percentuale dal 2,3 al 10% sul punteggio totale. A tal proposito il Dr. Peter Arens ci invita urgentemente a riflettere: "Posso soltanto mettere in guardia dal ridurre le potenze dei rubinetti al di sotto della portata nominale negli edifici già esistenti, misura su cui ci si è basati nel dimensionamento delle tubature. Se, ad esempio, il consumo idrico di un edificio esistente viene ridotto fino al 50%, si verificherebbero delle conseguenze per la qualità dell'acqua potabile. Perché negli impianti di acqua potabile già esistenti, la scarsità di prelievi causerebbe, parlando metaforicamente, un "ingorgo" dell'acqua potabile. Ne potrebbero derivare quindi un accumulamento dei componenti dei vari materiali e una conseguente riproduzione eccessiva di batteri."

L'esperto in igiene dell'acqua potabile aggiunge: "Inoltre occorre chiedersi se un miscelatore per lavabo di 1,32 l/min, come nel caso della LEED, consente realmente di risparmiare più acqua rispetto a uno di 3 l/min, perché in fin dei conti è sempre necessaria una certa quantità d'acqua per, ad esempio, sciacquare completamente il sapone dalle mani. Di conseguenza, con un miscelatore di 1,32 l/min un lavaggio dura semplicemente di più e non genera quindi alcun risparmio, se non soltanto una grande rinuncia alle comodità." Pertanto i risparmi garantiti dalla certificazione non sono da considerarsi automaticamente una garanzia di successo, per di più negli edifici già esistenti potrebbero addirittura danneggiare l'igiene dell'acqua potabile.

La considerazione delle portate nominali ridotte al momento della progettazione (DIN 1988-300)

Al fine di ottenere notevoli potenziali di risparmio nei nuovi edifici, è necessario tenere in considerazione le portate nominali ridotte dei rubinetti. Queste portano a installazioni d'acqua potabile più "snelle" e pertanto più economiche. Ai sensi della tabella 2 della DIN 1988-300 esistono tre gruppi di pressioni minime e portate nominali, in base ai quali di norma vengono definiti singolarmente i valori tabellari nel software di programmazione per gli impianti d'acqua potabile. Tuttavia nella nota a piè di pagina della tabella 2 sono riportate delle "note importanti", le quali avvertono che le portate nominali potrebbero essere superiori o inferiori ai valori della tabella 2. Raccomandano inoltre che i progettisti non devono affidarsi solamente ai valori del software, bensì utilizzare le portate nominali reali:

Caso di studio: Ricalcolo di un edificio abitativo con sei unità d'uso

Il lavoro di tesi di Luca Güsgen contiene un esempio pratico altamente significativo accompagnato dai relativi calcoli e potenziali di risparmio. Sulla base delle portate nominali dei miscelatori a risparmio idrico e WC presenti sul mercato (tab. 1) e dei valori della tabella 2, DIN 1988-300, ha condotto un calcolo comparativo di una residenza con sei unità abitative (fig. 4).*

Come si potrebbero ridurre notevolmente i costi d'investimento in un edificio più grande lo si evince dal confronto focalizzato sulle due misure più grandi. In questo edificio di 6 unità abitative con portate nominali ridotte, si può fare completamente a meno della dimensione DN 25 e persino la DN 20 viene ridotta in lunghezza. In questo modo per queste due dimensioni si ottiene un risparmio pari a circa il 78%: Prima corrispondeva a € 1.596, poi è passato a € 358. Infatti le grandi dimensioni per tubi, connettori, isolanti e fascette dei tubi contribuiscono in modo sproporzionato ai costi nei grandi edifici. In sintesi è evidente che, nonostante le sfavorevoli circostanze sovra menzionate, per questi edifici è comunque possibile ridurre i costi d'investimento di circa il 17 % ovvero intorno a € 642. Per questo confronto ci si è basati sui prezzi lordi per tubi in rame, connettori a compressione, isolanti e fascette dei tubi.

Ulteriori notevoli risparmi nella gestione

Ulteriori potenziali di risparmio risultano anche nella gestione. Da un lato, considerando il ridotto consumo idrico, si ha una diminuzione automatica dei costi annuali dell'acqua e delle acque reflue. Inoltre si abbassano anche i costi dell'energia, perché occorre riscaldare meno acqua potabile e mantenerla a temperatura in un ricircolo. Tuttavia questi costi energetici non sono stati riportati nell'ambito del presente lavoro di tesi. "Possono comunque essere dedotti indirettamente dal contenuto d'acqua ridotto", spiega il Dr. Peter Arens. Quest'ultimo si riduce di circa il 40% per questo edificio, calcolato soltanto sulla base del metro utilizzato per i tubi in rame. Questa riduzione del volume d'acqua di circa il 40% consente di ridurre anche la quantità d'acqua che deve essere espulsa in una simulazione del funzionamento progettato, ad esempio durante le ferie." Per non dover eseguire questi risciacqui manualmente, e facendo invece in modo che avvengano in maniera automatizzata risparmiando così tempo e denaro, si propone l'utilizzo di un sistema di gestione dell'acqua, come l'SWS di SCHELL.

Come progettare sulla base di portate nominali ridotte abbassa i costi d'investimento e gestione

I tre sistemi principali per la certificazione ambientale degli edifici – LEED, BREEAM e DGNB – classificano il tema dell'acqua potabile come una categoria a sé stante, con l'accezione di "risparmio idrico". Nessuno dei tre sistemi però prende in considerazione il tema dell'igiene dell'acqua potabile. "Per questo bisognerebbe interrogarsi su varie problematiche", afferma il Dr. Peter Arens. Dopotutto negli edifici esistenti non sarebbe possibile, ad esempio, limitare i prelievi d'acqua al di sotto delle portate nominali della DIN 1988-300, senza pregiudicare l'igiene dell'acqua potabile. Perché si verificherebbe un "ingorgo" dell'acqua potabile nell'installazione e di conseguenza probabilmente si causerebbero danni alla salute. Pertanto negli edifici esistenti, con le apparecchiature a risparmio idrico, il prelievo d'acqua può essere ridotto soltanto limitatamente(vedi anche qui).