Efficienza energetica nella architettura

01

Ott14

Efficienza energetica nella architettura

Sistemi impiantistici ed efficienza energetica. Lo scenario attuale.

Ogni nazione costruisce case adatte al proprio clima. In quest’epoca di compenetrazioni sul piano internazionale delle tecniche scientifiche io propongo: un unico edificio per tutte le nazioni e tutti i climi, la casa con respiration exacte”.

Con questa affermazione Le Corbusier dichiarava[1], riferendosi a proprie architetture, che queste potevano essere progettate e realizzate in qualsiasi luogo purché dotate di adeguati dispositivi meccanici e impiantistici ai fini di garantire il mantenimento della temperatura degli ambienti interni alla temperatura di comfort. La frase, detta da un architetto che è stato uno dei primi a considerare i flussi ambientali naturali, quali il sole e il vento, come veri e propri materiali da costruzione, considerando i loro effetti in grado di influenzare i caratteri architettonici, morfologici e organizzativi dei sistemi insediativi, è significativa di come sia stato difficile, e lo è tuttora, trovare una posizione strategico-culturale equilibrata e sostenibile, tra progettazione architettonica, esigenze energetiche e progettazione impiantistica. Circa trenta anni dopo Victor Olgyay, nel suo trattato “Progettare con il clima. Un approccio bioclimatico al regionalismo architettonico” gettava le basi per lo studio scientifico dei rapporti tra morfologia edilizia e contesto climatico, affermando, al contrario, l’impossibilità di costruire edifici in maniera pressoché analoga o identica in luoghi e contesti diversi, nonché rilevando come le stesse forme di vita, sia animali che vegetali, in funzione del clima avessero forme ed aspetti differenti. Olgyay quindi, sostanzialmente, subordinava l’efficienza energetica degli edifici all’efficienza energetico-ambientale della forma e delle caratteristiche fisico-costitutive, piuttosto che alla mera efficienza degli impianti di climatizzazione. Attualmente appare chiaro che, in funzione degli obiettivi di sostenibilità energetico-ambientale degli assetti costruiti, l’efficienza energetica degli impianti non può oggi essere concettualmente disgiunta dall’efficienza energetica della forma architettonica e dell’assetto fisico-costitutivo (dato dai materiali e dai componenti costitutivi) dell’edificio, ma va considerata nell’ambito di un concetto di efficienza energetica complessiva, nel quale le caratteristiche tecniche e tecnologiche degli impianti vanno rapportate e selezionate in funzione della prestazione energetica degli involucri edilizi. L’efficienza energetica complessiva di un edificio si misura infatti in base al rapporto tra la quantità di energia necessaria all’edificio per garantire le necessarie condizioni di comfort degli ambienti e la quantità di energia fornita dal sistema tecnologico-impiantistico. In rapporto a questo assunto, la semplice applicazione di tecnologie impiantistico-energetiche su di un edificio, anche se meccanicamente efficienti e basate sulla utilizzazione di risorse energetiche rinnovabili, non va automaticamente a conseguire né elevati livelli di efficienza energetica né specifici obiettivi di sostenibilità ambientale.

Fig.1. …la semplice sovrapposizione, ad esempio, di un impianto solare (termico o fotovoltaico), ad una struttura di copertura, non può essere scambiata per una efficace strategia di efficientamento energetico…

Fig.1. ...la semplice sovrapposizione, ad esempio, di un impianto solare (termico o fotovoltaico), ad una struttura di copertura, non può essere scambiata per una efficace strategia di efficientamento energetico...

Considerando che, in relazione all’aumento di complessità delle funzioni impiantistiche, l’impatto dei loro costi e degli spazi necessari, sul sistema edificio, può anche superare, in un edificio complesso il 30%, risulta chiaro come la tematica dell’integrazione delle tecnologie impiantistiche negli edifici richieda particolare attenzione e studio nello sviluppo del progetto. A questo scopo le opzioni tecnologiche oggi praticabili consentono di adattare perfettamente l’impianto energetico sia alla specifica funzione d’uso dell’edificio, sia alle caratteristiche prestazionali dell’involucro: Impianti di riscaldamento ad alta temperatura per edifici e ambienti che necessitano di una pronta risposta nei confronti della richiesta termica, correlati a terminali di erogazione energetica puntuali; impianti a bassa temperatura correlati a superfici radianti (pavimenti, pareti, soffitti) per ambienti in cui si preferisce mantenere circa costante la temperatura ambientale nel periodo giornaliero unitamente ad una il più possibile omogenea distribuzione di calore in ambiente. Relativamente alla fase di produzione dell’energia, la tecnologia ci consente oramai di prescindere del tutto dall’utilizzazione dei combustibili fossili: caldaie a biomassa, cogeneratori a biomassa e a biocarburanti, sistemi di gassificazione e pirogassificazione che utilizzano biomasse o rifiuti, sistemi geotermici a bassa entalpia e sistemi geotermici che utilizzano il calore endogeno, come nel caso di Ferrara, alimentata per il 60% da energia geotermica (vedere anche articolo: “Geotermia e teleriscaldamento. L’esempio di Ferrara”; marzo 2010); tecnologie microeoliche, attualmente al centro di una sperimentazione progettuale finalizzata a  trasferire la tecnologia eolica all’interno dei tessuti urbani e condotta da designer come Philippe Starck, e poi tutta la gamma delle soluzioni tecnologiche per l’utilizzazione dell’energia solare, oramai collaudate, sviluppate e sostenute, anche nel nostro Paese, da specifiche politiche di incentivazione. Pertanto il perseverare nel ricorso a tecnologie di produzione energetica basate sull’utilizzazione delle risorse energetiche esauribili e su processi di produzione energetica caratterizzati da emissioni climalteranti, nonché il perseverare nell’utilizzazione di tecnologie poco efficienti in quanto scarsamente integrate con le caratteristiche funzionali e fisico-costitutive degli organismi edilizi, sono oramai atteggiamenti poco giustificabili, poco comprensibili e decisamente inadeguati in funzione degli specifici, ed oggi irrinunciabili, obiettivi di efficienza energetico-ambientale degli edifici e degli assetti costruiti.

Fig.2. … Relativamente alla fase di produzione dell’energia, la tecnologia ci consente oramai di prescindere del tutto dall’utilizzazione dei combustibili fossili: caldaie a biomassa, cogeneratori a biomassa e a biocarburanti…. sistemi geotermici a bassa entalpia…

(Centrale geotermica a bassa entalpia, ImpreMe Spa; comparto edilizio Z2- “Rinascimento Terzo”; Roma)

Fig.2. ... Relativamente alla fase di produzione dell’energia, la tecnologia ci consente oramai di prescindere del tutto dall’utilizzazione dei combustibili fossili: caldaie a biomassa, cogeneratori a biomassa e a biocarburanti.... sistemi geotermici a bassa entalpia... (Centrale geotermica a bassa entalpia, ImpreMe Spa; comparto edilizio Z2- “Rinascimento Terzo”; Roma)

Fig.3. ….tecnologie microeoliche, attualmente al centro di una sperimentazione progettuale finalizzata a  trasferire la tecnologia eolica all’interno dei tessuti urbani e condotta da designer come Philippe Starck… (immagine tratta dal sito: http://blog.casase.it/)


[1] “Précisions sur un état présent de l’architecture et de l’urbanisme”, Le Corbusier; G.Crès, Parigi, 1930.

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10

Set14

Efficienza energetica nella architettura

Materiali per l’efficienza energetica in architettura.

La Direttiva europea EPBD2 e le varie normative di recepimento promulgate dagli stati membri, costituiscono una forte innovazione normativa nel settore delle costruzioni edilizie, nonché una forte innovazione nel ruolo e nel peso che va ad assumere la questione dell’efficienza energetica degli edifici. Per la prima volta si parla infatti di edifici ad energia quasi zero, ovvero edifici che dovranno prescindere dall’utilizzazione delle fonti energetiche esauribili. Così come un prodotto innovativo può richiedere una trasformazione ed una innovazione dei processi produttivi ai fini della sua realizzazione, analogamente una simile innovazione normativa richiede una innovazione che, in questo caso, coinvolge necessariamente prodotti e processi.

Per perseguire tali innovazioni occorrono spinte di tipo demand pull e di tipo research push, ovvero spinte che nascono da un lato dall’esigenza che si deve soddisfare e che conducono verso la concezione di nuovi materiali, nuovi prodotti e nuovi processi, e dall’altro dalla ricerca scientifica e dall’applicazione dei risultati della ricerca nell’obiettivo di formalizzare i nuovi materiali, i nuovi prodotti ed i nuovi processi.

Certamente non si può pensare di fornire adeguate ed efficaci risposte, all’interno del descritto scenario ambientale e normativo, nonché all’interno dei delineati nuovi quadri esigenziali, utilizzando materiali e tecnologie tradizionali.

In Italia il Dlgs 115/2008 dispone di non computare per la determinazione dei volumi, delle superfici  e dei rapporti di cubatura, quelle parti delle nuove edificazioni che presentino lo spessore delle murature esterne e degli elementi di copertura superiore ai 30 cm e fino ad ulteriori 25 cm, qualora l’aumentato spessore sia finalizzato al raggiungimento di specifiche percentuali di miglioramento della prestazione energetica, concedendo quindi dei “bonus volumetrici”. Confrontando tali istanze normative con quelle più recenti, che richiedono non piccole percentuali di miglioramento energetico-prestazionale ma una efficienza energetica tale da garantire “edifici ad energia quasi zero”, appare chiaro come la strada di concedere scomputi di cubatura ai fini di favorire l’aumento delle dimensioni delle strutture di involucro e di implementare capacità di isolamento termico da conseguire attraverso i tradizionali materiali di coibentazione, risulti in prospettiva poco praticabile, a meno di considerare spessori delle strutture di involucro quantomeno anacronistici. Meglio sarebbe, indubbiamente, incentivare la ricerca e la sperimentazione, rispetto tali obiettivi ed esigenze. Ricerca e sperimentazione peraltro già avviate trasferendo nel settore dell’edilizia tecnologie e materiali sviluppati in settori differenti, come nel caso dell’isolamento ultrasottile e multiriflettente, mutuato dall’ingegneria aerospaziale; oppure, sotto spinte demand pull, sviluppate nell’ambito della nanoinnovazione e di quel nuovo settore della ricerca tecnologica che va sotto il nome di nanotecnologia, quale scienza che studia metodi e tecniche per la manipolazione della materia su scale dimensionali inferiori al micrometro[1] con l’obiettivo di produrre materiali caratterizzati da nuove e specifiche caratteristiche chimico-fisiche: “Al fine di corrispondere ai requisiti imposti oggi ai prodotti ed agli edifici, i materiali debbono essere capaci di contemperare esigenze radicali opposte….Ampliare gli attuali orizzonti della ricerca e della tecnologia richiede sostanze che potrebbero apparire in contraddizione con le consuete leggi della chimica e della fisica…Oggi il legno può essere trattato allo stesso modo dei materiali sintetici, la ceramica può essere saldata, ed il metallo lavorato a maglia[2]. Seguendo ed implementando queste spinte di innovazione tecnologica potremmo quindi evitare di recedere ad uno stato pre-gotico, nel quale non si poteva prescindere dalle spesse masse murarie, in quel tempo per ragioni strutturali.

Fig.1 – Immagine al microscopio del PCM “Micronal” della BASF

(tratta dal sito http://www.micronal.de)

Vernici nanoisolanti, aerogel, materiali a cambiamento di fase (Phase Change Material – PCM), isolanti a film sottile, sono questi i materiali e le tecnologie che possono aprire a nuove modalità di approccio progettuale e tecnico-realizzativo nell’obiettivo di raggiungere elevatissimi livelli di efficienza energetica.

Domenico D’Olimpio


[1] Generalmente comprese tra 1 e 100 nanometri. laddove il nanometro (nm) corrisponde ad un miliardesimo di metro.

[2] Nicola Stattman, “Ultra light – Super Strong: A New Generation of Design Materials”, edition form Birkhauser, Basel, 2003.

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19

Nov09

Cogenerazione | Efficienza energetica nella architettura

Biomasse e produzione energetica.

Il termine “biomassa”, riferito agli usi energetici ed alle modalità di produzione dell’energia, indica qualsiasi sostanza organica avente origine, direttamente o indirettamente, dal processo di fotosintesi clorofilliana. Sostanzialmente, le biomasse vegetali costituiscono una grande varietà di prodotti vegetali, di differente natura, consistenza biofisica e provenienza. Tuttavia, oltre ai prodotti di origine vegetale, il termine biomassa include anche, nella sua accezione complessiva, i composti organici di origine animale attraverso i quali è possibile attivare dei processi di produzione energetica (processi fermentativi in assenza/carenza di ossigeno), anche se il prodotto specifico ottenibile da tali processi viene anche definito con il termine biogas. …leggi

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19

Nov09

Efficienza energetica nella architettura

Biomasse utilizzate nella produzione energetica: classificazione e tipologie.

I vari tipi di biomassa utilizzabili nei processi e nelle tecnologie di produzione energetica possono essere distinti e classificati in funzione della loro specifica tipologia e della provenienza. E’ pertanto possibile distinguere cinque fondamentali tipologie di biomassa:

  • Biomasse da coltivazioni (piante per la produzione di olio vegetale, di etanolo o di sostanza secca combustibile)
  • Biomasse ottenibili da residui delle lavorazioni agricole (paglie di cereali quali frumento, orzo, ecc.; residui di potature arboree,ecc.)
  • Biomasse ottenibili da residui della selvicoltura e dell’industria del legno(rami e cortecce di alberi, trucioli, segatura, ecc.)
  • Biomasse residuali dell’industria (noccioli di frutta, gusci di frutta secca, vinacce e sanse esauste, ecc.)

Biomasse ottenibili da residui biologici dell’allevamento (liquami prodotti da animali vari)

In questo scenario emerge l’importanza del concetto di “filiera”, che va di fatto a contraddistinguere in maniera sostanziale le biomasse dalle altre fonti energetiche, rinnovabili e non. …leggi

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19

Giu09

Efficienza energetica nella architettura

Efficienza energetica dell’edificio in periodo estivo: gli ultimi sviluppi normativi.

La problematica energetica relativa al periodo estivo richiede attualmente particolare attenzione in sede di progettazione dell’edificio e dei suoi sistemi impiantistici, per fronteggiare da un lato l’alterazione climatica che caratterizza oramai il nostro clima a tutte le latitudini, con aumento delle temperature ed estensione dei periodi caldi, dall’altro gli elevati consumi energetici connessi alle più diffuse modalità di climatizzazione estiva degli edifici, basate sull’uso di condizionatori d’aria e climatizzatori spesso caratterizzati da elevati input energetici. …leggi

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25

Mag09

Architettura bioclimatica | Efficienza energetica nella architettura

Forma e dimensione degli edifici nelle strategie per l’efficienza energetica.

Dall’analisi della risposta della forma alla variazione delle condizioni ambientali, di ordine climatico in particolare, il fattore dimensionale è risultato di grande rilevanza ed incidenza nell’economia del comportamento ambientale degli edifici. Gli studi sperimentali hanno dimostrato inequivocabilmente dei maggiori vantaggi connessi con la grande dimensione. …leggi

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03

Ott08

Efficienza energetica nella architettura

L’Istat indaga sull’uso delle energie rinnovabili negli edifici dei comuni italiani.

Sono stati recentemente resi noti i risultati di un’indagine che l’Istat ha effettuato in materia di consumi energetici e di uso delle fonti di energia pulita nei 111 comuni capoluogo di provincia del nostro paese. Gli indicatori ambientali analizzati mettono in evidenza che, nel corso del 2007, è aumentato l’utilizzo delle fonti di energia rinnovabili in quasi tutte le aree della penisola, soprattutto per quel che riguarda l’energia solare. …leggi

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27

Giu08

Efficienza energetica nella architettura

La scelte tecnologiche in rapporto agli obiettivi di ecoefficienza energetica dell’edificio. Indicazioni strategiche e di metodo.

All’interno degli edifici gli effetti dell’interazione involucro/ambiente risultano più o meno rilevanti in funzione delle specificità formali-dimensionali e fisico-costitutive. Lo stato interno di un edificio cambia in risposta alle variazioni delle condizioni ambientali esterne. …leggi

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24

Giu08

Efficienza energetica nella architettura

Pareti ventilate ed ecoefficienza.

La realizzazione di pareti ventilate, attraverso la messa in opera di una controparete che costituisce di fatto il rivestimento esterno dell’edificio, opportunamente scostata dalla struttura muraria principale, oltre che costituire una soluzione tecnico-architettonica per il rivestimento degli edifici, costituisce una scelta strategica funzionale ad obiettivi di comportamento bioclimatico e bioecologico dell’edificio. …leggi

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09

Mag08

Efficienza energetica nella architettura

Assetto costruito e modificazioni microclimatiche.

Sostanzialmente i caratteri dei sistemi insediativi che intervengono nelle modificazioni microclimatiche possono essere ricondotte alle caratteristiche fisiche dei materiali che costituiscono edifici e spazi aperti, a quelle morfologiche degli assetti costruiti, alle caratteristiche di copertura del suolo (in riferimento anche alla presenza ed alla costituzione della vegetazione) ed alle emissioni antropiche in ambiente.

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