La sensibilità ambientale diffusasi ormai da diversi anni nella nostra cultura, ha innescato programmi d’azione e politiche internazionali volte alla riduzione dei consumi di energia primaria e delle emissioni di anidride carbonica.
Il settore edilizio è responsabile, nella fase d’uso degli edifici, del 40% dei consumi di energia e del 25% delle emissioni di CO2. Queste percentuali rendono il settore edilizio un settore strategico sul quale andare a fare interventi di miglioramento. Da diversi anni ormai, un pò tutti gli stati a livello mondiale stanno promuovendo edifici “ZEB, Zero Emission Building o Zero Energy Building” cioè edifici a energia zero o a zero emissioni. Questi sono considerati edifici autosufficienti perchè riescono allo stesso tempo sia a ridurre drasticamente il loro fabbisogno, sia a garantire l’energia necessaria al loro sostentamento mediante l’utilizzo di fonti rinnovabili, a basso costo, disponibili in loco e non inquinanti.
Cosa sono gli edifici ZEB
Gli edifici ZEB, sono edifici che durante la fase d’uso sono a “consumo energetico zero (da fonte fossile)” o “a zero emissione di CO2”. Si tratta in generale di edifici a basso consumo, che sfruttano l’energia da fonti rinnovabili evitando l’energia da combustibili fossili. Per ottenere un edificio di questo tipo bisogna innanzitutto ridurre drasticamente il fabbisogno energetico dell’edificio avendo come obiettivo la progettazione di una passivhaus per poi andare a realizzare un progetto in grado di prendere l’energia necessaria all’uso stesso dell’edificio da fonti rinnovabili.
I criteri da rispettare per definire lo standard passivhaus sono i seguenti: l’edificio deve essere progettato per avere un fabbisogno termico annuo per il riscaldamento inferiore a 15kWh/m2 anno; l’energia primaria complessiva (energia elettrica, acqua calda sanitaria, raffrescamento e riscaldamento) non deve essere superiore a 120 kWh/ m2 anno.
I criteri progettuali per ottenere una passivhaus sono:
· Forma compatta dell’edificio ed elevato isolamento termico dell’involucro;
· Orientamento privilegiato verso sud, per favorire la captazione solare invernale, e adeguate schermature estive;
· Serramenti a elevato isolamento termico;
· Perfetta tenuta all’aria dell’involucro;
· Preriscaldamento dell’aria fresca in ingresso, attraverso dei condotti sotterranei che permettano lo scambio termico con il terreno preriscaldando l’aria;
· Recupero di calore dall’aria esausta attraverso scambiatore di calore aria-aria;
· Fornitura dell’acqua calda sanitaria tramite fonti energetiche rinnovabili;
· Apparecchiature ed elettrodomestici a basso consumo energetico;
La caratteristica prevalente delle passivhaus è rappresentata dalla capacità dell’involucro di trattenere il calore, garantendo delle perdite così minime che il calore fornito dagli apporti solari e quello prodotto e recuperato da sorgenti interne, può coprire la quasi totalità dell’energia necessaria per il riscaldamento invernale, permettendo di rinunciare ad impianti di riscaldamento convenzionali.
L’edificio ZEB si propone come evoluzione della passivhaus, grazie al fabbisogno minimo necessario al suo sostentamento e alla capacità di produrre in loco attraverso energia prodotta da fonti rinnovabili l’intera esigenza d’uso, riuscendo in alcuni casi anche ad avere un esubero da ridistribuire in rete “Plus Energy Building”.
Questa ultima evoluzione, ha permesso la costruzioni di edifici che superano addirittura l’edificio ZEB rendendo l’edificio stesso capace di produrre più energia di quanto sia necessaria e dunque trasformando gli edifici in veri e propri “produttori” di energia, da distribuire in rete.
In Danimarca già dal 2005 il progetto Boling determinava uno standard architettonico per la costruzione di edifici a energia zero. Lo standard danese si base su 5 regole:
· Ottenere un edificio ZEB, a energia zero su base annua, includendo nel bilancio l’elettricità per le apparecchiature domestiche e l’illuminazione;
· L’edificio deve essere “intelligente” e user-friendly;
· L’edificio deve essere flessibile, sia durante l’uso sia nel tempo;
· L’edificio deve essere caratterizzato da qualità dell’aria interna e salubrità;
· L’edificio deve avere una elevata qualità architettonica, adattandosi al contesto in cui si insedia.
Criteri per progettare un edificio ZEB
Per progettare uno ZEB bisogna far convergere tre strategie: risparmio energetico (edificio e involucro), efficienza energetica (impianti), e produzione di energia da fonti rinnovabili. Uno ZEB deve innanzitutto essere a bassissimo consumo energetico, questo significa mettere in atto delle strategie molto articolate, che vanno dal controllo relativo alla forma dell’edificio fino al controllo delle scelte tecniche, dei materiali impiegati e degli impianti installati. La progettazione deve tenere conto dell’ubicazione dell’edificio, molto spesso vediamo edifici simili ubicati in luoghi con caratteristiche geografiche e climatiche opposte. quando però la progettazione architettonica non tiene conto del contesto si rischia di creare edifici che hanno un elevato costo di gestione sia in quanto a consumi che alla manutenzione relativa all’edificio. Un altro criterio molto importante è riferito all’orientamento dell’edificio da disporre preferibilmente con il lato lungo verso sud, quindi con asse principale lungo la direttrice est-ovest. L’esposizione diventa fondamentale dato che parliamo di edifici che coprono la maggior parte del fabbisogno energetico tramite apporti solari durante tutto l’anno e soprattutto in inverno. Il volume da progettare per ottenere un edificio di questo tipo deve avere tre caratteristiche principali: compattezza, porosità, snellezza. La compattezza è il rapporto tra superficie e volume, la porosità è la proporzione tra volume pieno e volume vuoto e la snellezza è la proporzione dell’edificio rispetto al suo sviluppo verticale. Alle nostre latitudini la compattezza è vantaggiosa nel periodo invernale, mentre la porosità è vantaggiosa nel periodo estivo per garantire la ventilazione naturale dell’edificio. La distribuzione degli spazi interni deve collocare i locali maggiormente vissuti come soggiorno, studio ma anche camere da letto verso sud dove godono di irraggiamento diretto, illuminazione naturale e aperture più ampie e i locali di servizio come bagni, cucine, corridoi e ripostigli verso nord. L’isolamento termico si riferisce alla capacità dell’edificio di resistere al passaggio del calore. Nella progettazione dell’involucro bisogna, porre attenzione nell’evitare la creazione di ponti termici, balconi e altri elementi sporgenti, se non ben progettati possono evidenziare delle criticità da questo punto di vista.
Nel prossimo articolo su quest’argomento parleremo delle caratteristiche dell’involucro, sistemi di climatizzazione naturale, scelte tecnologiche e impiantistiche per la riduzione del fabbisogno di energia.
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