NZEB: una partnership tra CNR e 16 aziende per un edificio a bilancio energetico nullo.

EDIFICI RESPONSABILI DEL 36% DELLE EMISSIONI UE

Complessivamente, gli edifici dell’Ue sono responsabili del 40% del consumo energetico e del 36% delle emissioni di gas a effetto serra, dovute principalmente alla costruzione, all’utilizzo, alla ristrutturazione e alla demolizione. Con il nuovo obiettivo introdotto dall’aggiornamento nel 2018 delle direttive europee sulla prestazione energetica nell’edilizia e sull’efficienza energetica, gli Stati membri debbono elaborare strategie nazionali a lungo termine per favorire l’efficientamento di edifici residenziali e non, pubblici e privati, al fine di ridurre le emissioni dell’Ue (rispetto ai livelli del 1990) dell’80-95%.

Le strategie nazionali, con step intermedi per il 2030 e il 2040, porteranno, attraverso un programma di ristrutturazione, il parco immobiliare ad essere fortemente decarbonizzato entro il 2050. Per raggiungere questo obiettivo, gli Stati dovranno sostenere e favorire trasformazioni efficaci degli edifici in edifici a energia quasi zero (Nzeb). In questo quadro, la Regione Lombardia ha anticipato al 2016 l’applicazione dei requisiti Nzeb. Il progetto I-Zeb sposta ulteriormente l’obiettivo verso gli edifici Zeb, ovvero “edifici a bilancio energetico nullo”, spiega l’ingegner Ludovico Danza del Cnr. Edifici che “forniscono alla rete di distribuzione tanta energia quanta ne consumano”.

IL PROGETTO I-ZEB

Un edificio sperimentale Zeb, ha spiegato il Cnr illustrando il progetto, intende testare: i consumi energetici; la produzione da Fer; l’efficienza degli impianti di riscaldamento e raffrescamento, della ventilazione meccanica e recupero del calore e dei generatori termoelettrici; il recupero di energia da fonti luminose; il comfort termico, visivo e acustico; la qualità dell’aria; la riduzione dei ponti termici; l’ottimizzazione dei consumi; la modellazione del comportamento energetico e l’analisi fluidodinamica di pareti ventilate.

Il progetto I-Zeb, Verso Edifici Intelligenti a Energia Zero, è stato realizzato nell’ambito dell’Accordo quadro di collaborazione tra Regione Lombardia e il Cnr. Il principale obiettivo è produrre effetti positivi nel settore delle costruzioni stimolando una diretta e sinergica collaborazione fra l’industria e il mondo della ricerca.

Presso l’Istituto per le tecnologie della costruzione (Itc) del Cnr di San Giuliano Milanese, capofila del progetto, è stato realizzato e completato nel giugno 2019 l’edificio sperimentale Zeb, per la conduzione di analisi energetiche e ambientali principalmente finalizzate a: valutare le prestazioni di materiali, componenti e sistemi in condizioni di funzionamento reali; determinare l’interazione tra le diverse soluzioni tecnologiche in una visione omnicomprensiva del sistema edificio-impianto-utente; validare e ottimizzare modelli e rilevare eventuali criticità nella loro applicazione.

Per Ludovico Danza, responsabile del progetto, si è trattato di mettere a comun denominatore “l’infrastruttura di ricerca e gli interessi delle sedici aziende di settore che hanno aderito al progetto. Queste hanno avuto la possibilità di caratterizzare i propri prodotti col supporto di ricercatori specializzati nel monitoraggio, nell’analisi e ottimizzazione di nuove soluzioni finalizzate alla costruzione di edifici ad energia zero”.

UNA COLLABORAZIONE VIRTUOSA TRA RICERCA E IMPRESE

Questa cooperazione rappresenta un esempio virtuoso di collaborazione tra il mondo della ricerca applicata e il settore produttivo. Le caratteristiche tecnico-costruttive dell’edificio sperimentale di 50 mq “hanno permesso di superare le logiche del laboratorio tradizionale, garantendo analisi in condizioni reali di funzionamento e favorendo un grado di sviluppo delle soluzioni tecnologiche analizzate tale da essere pronte per il mercato. E’ stato approntato un vero e proprio cantiere edile che ha rappresentato un hub per le imprese per le ricerche sul campo”. La struttura edificio simula una piccola unità immobiliare ad uso terziario con struttura in travi e pilastri e tamponamenti in laterizio. La copertura è in latero-cemento piana. Internamente l’edificio è organizzato in due ambienti riscaldati e dedicati alle sperimentazioni e un ambiente più piccolo, assimilabile ad un ambiente di servizio, dedicato agli impianti tecnologici e gestione delle fonti energetiche rinnovabili.

Le sedici aziende come partner commerciali, prosegue Danza, “hanno reso disponibili i materiali, ognuna con le proprie soluzioni, salvaguardando le proprie prerogativa ma siamo riusciti a mettere a sistema le esigenze di tutti”. Peraltro il coinvolgimento delle aziende nella configurazione dell’edificio-laboratorio, “ha inteso sensibilizzare l’industria edilizia alle tematiche Zeb indirizzandone l’upgrade dell’attività produttiva in questa direzione”.

La sperimentazione di soluzioni tecnologiche funzionali alla riqualificazione energetico-ambientale in ottica Zeb “ha dato risposte molto interessanti relativamente alle principali tematiche che avevamo individuato: dal consumo e produzione di energia relativa a sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento e illuminazione al confort termico, alla qualità dell’aria, al confort visivo e acustico fino al building automation”.

UN’ANALISI INTEGRATA DI UN EDIFICIO NZEB

“A tutt’oggi non esistono edifici sperimentali come quello realizzato presso di noi, il che permette un’analisi in maniera integrata”, spiega Danza. “Bisogna considerare che l’edificio Zeb ha un equilibrio molto precario, i materiali deperiscono nel tempo e quindi diminuiscono le prestazioni. Da tener presente inoltre il cantiere stesso ha rappresentato una sperimentazione sul campo testando da parte delle aziende la facilità, velocità e correttezza di installazione dei loro prodotti”.

Danza sottolinea come “uno degli aspetti più delicati nella progettazione riguarda la qualità dell’aria a cui bisogna dare molta attenzione, perché occorre raggiungere un compromesso tra funzionamento degli impianti, ricambio dell’aria, recupero del calore”.

Terminata questa sperimentazione che ha favorito un primo confronto tra mondo della ricerca e aziende, “l’ambito della ricerca si sposta in avanti. Va affrontato il concetto di integrazione delle tecnologie e durabilità delle prestazioni. E’ qui che può presentarsi la difficoltà di dialogo tra le aziende e di corretta progettazione integrata. Quest’ultima troppo spesso è ancora demandata all’improvvisazione delle soluzioni in cantiere. Ma progettare un edificio Zeb non è la stessa cosa di un edificio tradizionale. Serve una corretta progettazione”.

Quanto alle prospettive, “applicare le tecnologie di un edificio Zeb per le ristrutturazioni urbane è ancora troppo costoso. Costruire un edificio da zero resta più conveniente”, conclude Danza.