impegno europeo per fronteggiare gli effetti del cambiamento climatico ha portato all’adozione delle misure di mitigazione nel settore edilizio che è responsabile di più del 40% dell’energia primaria in Europa, rivelandosi un settore cruciale sul quale poter incidere. La Commissione Europea ha, infatti, stimato che l’uso di energia per gli edifici può essere ridotto del 30% circa. E’ dunque necessario orientare l’architettura verso strategie di risparmio energetico in grado di alleggerire la pressione sugli ecosistemi.

La Direttiva Europea sulle Prestazioni di Energia degli Edifici (2010/31/UE), prima adottata nel 2002 e poi revisionata nel 2010, ha lo scopo di inquadrare in ogni Stato Membro la creazione di Nearly Zero Energy Buildings attraverso un sistema che definisce requisiti minimi di prestazione energetica per gli edifici nuovi e per quelli esistenti. Un sistema che deve essere trasparente, attraverso il rilascio della certificazione che attesta i valori della performance, e monitorabile, attraverso le ispezioni.

Il termine Nearly Zero Energy Buildings indica la sinergia tra l’efficienza energetica di un edificio e la possibilità di utilizzare l’energia autoprodotta da fonti energetiche rinnovabili che ha come risultato un bilancio energetico annuo neutrale, o comunque vicino allo zero. L’edificio gode di una elevata performance energetica quando possiede una domanda energetica ridotta, o quasi nulla, che è compensata attraverso la produzione energetica da fonte rinnovabile in loco o nelle vicinanze. Da semplice consumatore l’edificio si trasforma così in un organismo produttore-consumatore di energia.

Riguardo l’ampia casistica disponibile di edifici ad alta prestazione energetica, l’Intelligent Energy Agency ha analizzato circa 300 esempi di nearly zero energy buildings nell’ambito dei programmi Solar Heating and Cooling e Energy Conservations in Buildings and Community Systems con l’intento di disseminare tali esempi; inoltre sempre di iniziativa europea è la creazione del portale BUILD UP che rappresenta uno strumento per lo scambio di informazioni e competenze per i professionisti nel settore dell’efficienza energetica.

Tra gli strumenti finanziari europei che sostengono progetti pubblici per l’efficienza energetica, come indicato nella direttiva 2010/31/UE, c’è ELENA (European Local Energy Assistance) finanziato dalla Intelligent Energy Europe. Con tale strumento la provincia di Milano ha intrapreso la ristrutturazione di edifici scolastici in 40 Comuni con il coinvolgimento delle ESCO per il periodo 2010 – 2013. Si tratta della replica di un modello già applicato in Germania e Austria: l’obiettivo è colmare il limite delle capacità dei Comuni – sia dal punto di vista tecnico che dell’investimento – tramite la predisposizione di un’unità di coordinamento provinciale che fornisce assistenza e analizza le potenziali proposte progettuali di ogni Comune facilitando la gestione e l’implementazione dell’intero programma.

Questo progetto si inserisce tra gli obiettivi dell’iniziativa Patto dei Sindaci, promossa dalla Commissione Europea nel contesto della mitigazione dei cambiamenti climatici, nella quale i Comuni aderenti si impegnano a contribuire alla riduzione dell’emissione dei gas serra del 20% entro il 2020. Anche le province di Modena e Chieti hanno dato il via al programma nel 2011 tramite lo strumento di assistenza tecnica ELENA.

Gli edifici pubblici possiedono esigenze energetiche diverse rispetto a quelli residenziali in base alla funzione a cui sono adibiti (scuole, palestre, luoghi di lavoro, teatri, biblioteche) e al comportamento dei fruitori (impiegati, studenti, bambini). Per quanto concerne il caso delle scuole elementari a elevata performance energetica, la lista elaborata dall’Intelligent Energy Agency illustra casi – sia edifici nuovi che da ristrutturare – mirati a promuovere oltre alla diminuzione dei consumi anche il comfort di chi usa gli spazi architettonici.

Ad esempio la scuola elementare di Wolfurt in Austria (2010) appartiene alla categoria di edifici ristrutturati in funzione di alti livelli di prestazione energetica. L’intento dell’autorità locale di Wolfurt, che ha commissionato la modifica dell’edificio scolastico, è stato il frutto della decisione di adeguare sia i nuovi edifici che le ristrutturazioni a standard ambiziosi. Numerosi incontri tra amministratori della scuola, insegnanti e architetti hanno permesso di definire le strategie da adottare per rendere l’edificio scolastico un ambiente idoneo all’apprendimento: alte prestazioni in termini di comfort dello spazio, qualità dell’aria e qualità termica. La ristrutturazione ha incluso l’adeguamento della struttura agli standard della passive house e un aumento della compattezza dell’involucro dell’edificio, ottenuto chiudendo lo spazio aperto tra l’edificio principale e la palestra ed allargando il fabbricato di quattro metri. Il sistema di illuminazione artificiale installato nella scuola è regolato in funzione della presenza delle persone e della profondità degli ambienti; il sistema di ventilazione, anch’esso controllato tramite sensori di presenza, è decentralizzato e permette il ricambio d’aria circa ogni ora. Per quanto riguarda il sistema di produzione di energia, il fabbisogno di riscaldamento e acqua calda sanitaria viene coperto da un’ampia area di collettori solari e da una pompa di calore con un potenza di 56 kW th permettendo così la riduzione di un quarto del consumo di energia primaria. Il fabbisogno elettrico viene invece soddisfatto dai pannelli fotovoltaici con una potenza di 26 kW collocati sul tetto. L’energia generata soddisfa sia il fabbisogno dell’edificio scolastico sia quello della confinante caserma dei pompieri.

Da segnalare anche il caso del nuovo edificio della scuola elementare di Hohen Neuendorf, in Germania (2011), che comprende, oltre alle aule di lezione, una hall d’ingresso, una libreria, una sala insegnanti, una mensa e una palestra. Questa struttura adopera strategie progettuali diverse da quelle del primo esempio per ottenere l’alta performance energetica, ossia: il controllo dell’illuminazione artificiale con Led e l’utilizzo di risorse rinnovabili tramite impianto a cogenerazione alimentato a biomassa (pellet). Il boiler a biomassa con una potenza di 200kw th copre il fabbisogno termico annuale dell’edificio mentre l’impianto fotovoltaico sul tetto genera l’elettricità necessaria alla scuola e immette il surplus nella rete.

Sia nel caso di Wolfurt che in quello di Hohen Neuendorf sono stati applicati i seguenti elementi progettuali: compattezza dell’edificio, isolamento dell’involucro edilizio, ottimizzazione dell’orientamento, ventilazione naturale, illuminazione naturale, utilizzo passivo dell’energia solare, ombreggiamento, uso di materiali ecologici, applicazione dei principi di domotica e sensori di presenza, ventilazione meccanica con recupero di calore, pannelli fotovoltaici.

References

1. BUILDUP, the European portal for energy efficiency in buildings
2. Concerted Action on Energy Performance of Buildings
3. Intelligent Energy Agency, Task 40/Annex 52, 2008. Towards Net Zero Energy Solar Buildings
4. E. Musall, et.al., 2010. Net Zero Solar Buildings: An Overview and Analysis on Worldwide Projects, In the Proceedings of EuroSun
5. REVHA European HVAC Journal, Special issue on ACREX/2012
6. Unione Europea, 2010. Direttiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 19 Maggio 2010 sulla prestazione energetica nell’edilizia.
7. K. Voss, E. Musall, 2011. Net zero Energy building. International projects of carbon neutrality in buildings, EnOB.

Approfondimenti

1. DetailGreen n°1, J. Schoop, Energiesymbiose, Maggio 2011
2. Energieeffiziente Haustechnikplanung
3. Forschung fr Energieoptimiertes Bauen
4. Landesprogramm für energieeffiziente Gemeinden
5. Plusenergie-Grundschule in Hohen Neuendorf, Baunutzen Wissen
6. Erste Plusenergieschule geht ans Netz, Detail, das Architekturportal
7. Energieeffiziente Schulen

Di Manuela Gervasi

Manuela Gervasi ha conseguito la Laurea Magistrale in Pianificazione Urbana e Politiche Territoriali presso la Facoltà di Architettura e Società del Politecnico di Milano con periodi di studio e tirocinio in Germania e Olanda. Dal 2010 è dottoranda nel corso interdisciplinare ‘Territory, Risk and Public Policies’ offerto in partnership dall’Università di Lisbona, Coimbra ed Aveiro (Portogallo). Precedentemente ha svolto attività di ricerca come collaboratore per il Politecnico di Milano e come borsista presso il Centro di Studi Sociali di Coimbra e di recente è stata consulente per la Provincia Regionale di Trapani nel settore Ambiente, Territorio e Protezione Civile.