Analisi energetica ambientale

La prima definizione di sviluppo sostenibile si trova all’interno del Rapporto Bruntland del 1987, messo a punto dalla World Commission on Environment and Development, su incarico delle Nazioni Unite, con l’obiettivo di fornire elementi e strumenti che favoriscano lo sviluppo sociale ed economico in un contesto di compatibilità ambientale. Nella circostanza, si definì sostenibile quello sviluppo teso al soddisfacimento dei bisogni del presente senza compromettere la possibilità delle generazioni future di raggiungere i loro propri obiettivi. La protezione e difesa dell’ambiente non viene più considerata un ostacolo allo sviluppo, ma come condizione necessaria affinché esso sia duraturo. Ai fini della presente ricerca ci si è posti l’obiettivo di definire quale sia la connessione tra architettura e sostenibilità ambientale. Il prodotto architettonico, in ogni sua forma, deriva strettamente dall’evoluzione tecnologica che l’uomo ha dato e continua a dare in direzione dell’adeguamento alle caratteristiche ambientali: per la realizzazione di oggetti in grado di rispondere alla crescente richiesta di confort che il progresso induce è necessario introdurre differenziazioni significative tra i diversi contesti ambientali. Questo processo di rimodellazione dell’ambiente avviene, principalmente, attraverso l’impiego di soluzioni di carattere strutturale ed energetico. Oltre all’evoluzione delle

1 _{Di Battista V., Giallocosta G., Minati G., Architettura e approccio sistemico, Polimetrica,} Milano, 2006

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tecniche costruttive dell’involucro edilizio (fig. 2.1) è importante comprendere il rapporto che intercorre tra i sistemi di controllo ambientale e l’oggetto architettonico, nell’ottica della ricerca di una sempre maggiore qualità abitativa declinata come ricerca di maggior comfort del microclima interno. Detto con Reyner Banham2

l’uomo, tramite il mezzo tecnico, ha plasmato l’ambiente per mezzo di due approcci molto diversi concettualmente, e definibili come costruttivo ed energetico. L’ambito costruttivo (conservativo - selettivo o naturale) coniuga la difesa e la selezione ambientale prevalentemente come un insieme di sistemi statici e stabili, costituiti dalle parti strutturali dell’edificio, dall’involucro e dalla sua distribuzione funzionale. Questa modalità di controllo ambientale viene definita naturale o passiva. L’ambito energetico (rigenerativo o artificiale), finalizzato al mantenimento delle condizioni di comfort, si esplicita con l’impiego di risorse che necessitano di un costante rinnovamento, sistemi più dinamici che permettono maggior flessibilità nel controllo ambientale e che possono essere definiti appunto energetici. L’evoluzione delle tecnologie edilizie è stata profondamente condizionata dai fattori al contorno presenti nei contesi di sviluppo delle tecnologie stesse, e in parte ove ancora continua a svilupparsi, nonostante la globalizzazione delle produzioni e l’omologazione delle culture. Sono forti le connessioni tra tecnologie adottate e fattori condizionanti: situazioni ambientali, struttura sociale, insediativa e cultura locale. Nell’ambito socio- ambientale occidentale sono stati impiegati i sistemi conservativo - selettivi, sempre più integrati con elementi o impianti con funzione di filtro dei fattori ambientali (luce, aria, suono, calore), a protezione dagli agenti esterni e per l’incremento del comfort abitativo. Queste soluzioni hanno portato da un lato ad una nuova flessibilità dei modelli costruttivi, dall’altro ad un sempre maggiore ricorso all’impiantistica, per giungere alla totale sconnessione dalle tecniche tradizionali dal contesto, come sostenuto nei principi dell’International Style (un solo edificio per tutte le nazioni e i climi3_).

Dopo il secondo conflitto mondiale, la crescita economica e l’evoluzione tecnologica hanno favorito una consistente innovazione costruttiva, formale e tecnologica: quest’ultima, in particolare, ha indotto all’abbandono del controllo del confort ambientale mediante le strutture massive e l’introduzione di sistemi ad alto consumo di combustibile. Si è delegata la funzione di generare il confort ambientale alla tecnologia basata sul consumo, in particolare, di combustibili fossili non rinnovabili. La consapevolezza che le costruzioni debbano trovare un naturale equilibrio energetico con l’ambiente, senza dissipare le risorse energetiche del pianeta, si sta

2 _{Reyner Banham, Ambiente e tecnica nell’architettura moderna, Editori Laterza, Roma, 1995} 3 _{Le Corbusier, Précisions, Parigi, 1930}

Figura 2.1 Cambiamenti negli standard d’isolamento dal 1984 al 2000; in ordinata il calore specifico in kWh/m2a; in ascissa i valori standard di isolamento (1984, 1995, 2000 ed edificio passivo).

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diffondendo sempre più, anche se la piena coscienza di tale necessità non è ancora sufficientemente radicata in maniera diffusa.

Ancora oggi, in gran parte delle esistenti costruzioni, gli impianti sono considerati, formalmente, come un elemento strettamente funzionale, e quindi da occultare. Questa cultura ha caratterizzato la quasi totalità della produzione moderna, soprattutto contemporanea; solo in alcuni casi all’elemento tecnico si è inteso dare il significativo di un nuovo linguaggio formale e plastico, come ad esempio nell’High Tech.

Risulta, tuttavia, più interessante l’effettiva capacità di sfruttamento dei flussi energetici (luce, calore, aria, suono) all’interno del progetto tecnologico a prescindere dal sistema impiantistico. Dai primi esempi di edifici tecnologizzati concepiti morfologicamente come sistemi di captazione dell’energia solare, si è passati alla realizzazione di edifici definiti passivi e solarizzati. I primi intendono perseguire l’integrazione costruzione/confort ambientale attraverso gli apporti naturali del sole tramite l’impiego di materiali e scelte formali consone all’ambiente nel quale sono realizzate; i secondi concepiscono l’edificio come una macchina complessa che integra forma e tecnologia sia dal punto di vista morfologico che da quello tecnologico, impiegando a fini formali dispositivi capaci di captare e trasformare l’energia solare in elettricità e calore per le necessità funzionali e di confort abitativo. Ma anche queste sono condizioni transitorie: evolvono le tecnologie, le conoscenze e di conseguenza devono evolvere, necessariamente, anche le relazioni uomo ambiente. Oggi non è più sufficiente pensare alle costruzioni come elementi materialmente amorfi: si ricercano le soluzioni per arrivare all’edificio intelligente. I nuovi scenari che si aprono in ambito tecnologico sono finalizzati al risparmio energetico ottenuto mediante il controllo dinamico dei fattori ambientali e dei flussi termici e luminosi, governati da un complesso sistema impiantistico capace di garantire condizioni di confort interno al variare delle condizioni ambientali prevalentemente attraverso l’impiego di sistemi dinamici di controllo e gestione delle condizioni microclimatiche interne.

In quest’ottica di rinnovamento della pratica costruttiva, risulta comunque necessario procedere con un impiego consapevole dell’innovazione tecnologica, i cui prodotti vengano integrati nel processo progettuale, rimodulandone le istanze e contribuendo a formulare prodotti che siano in grado di armonizzare, in un unico insieme, aspetti formali e tecnologici. Il progettista deve, quindi, operare scelte basate sia sulla conoscenza delle più opportune tecnologie da impiegare, in ragione delle necessità funzionali alle quali deve dare risposte, sia in ragione delle tradizioni territoriali locali che inevitabilmente e necessariamente devono correlare l’intervento al contesto nel

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quale viene calato. Le caratteristiche locali sono un patrimonio che entra come vincolo nel processo di progettazione, ma come tale, se correttamente interpretato, non può che tradursi in valore aggiunto sul prodotto finito. Tale valore può trovare ulteriori elementi di qualificazione nella ricerca della sostenibilità tra le necessità tecnologiche e ambientali, ed in particolare nella consapevolezza che è ormai indifferibile la scelta di impiegare nuove tipologie tecniche a più alto rendimento ed a minor dispendio di risorse energetiche non rinnovabili e ricorrere, in maniera consistente e convinta, a risorse rinnovabili. Un apporto energetico integrativo per le necessità funzionali delle costruzioni è imprescindibile per mitigare o superare le condizioni ambientali che generano disagio psico-fisico nelle persone ed al quale gli edifici non riescono a rispondere. A tal fine occorre integrare struttura e impiantistica impiegando un complesso di dispositivi enviromentally conscious che non compromettono la qualità formale e funzionale delle costruzioni, garantendone, al contempo, il comfort abitativo. È tramite una visione unitaria e complessiva, anche se necessariamente dinamica, che si sfrutta l’effettivo potenziale di trasformazione sostenibile: per rendere compatibile l’ambiente antropizzato ed i sistemi naturali, l’architettura deve costituire l’anello di congiunzione tra natura e tecnologia in grado di promuovere l’uso intelligente delle energie naturali disponibili con i sistemi tecnici più avanzati4_.

L’affermarsi di questi concetti accompagnato ad una insufficiente conoscenza generalizzata provoca equivoci, a volte anche strumentalmente indotti: anche nella letteratura recente, gli involucri definiti ed indicati come altamente performanti e sostenibili non sempre vengano descritti facendo puntuale riferimento ai dati prestazionali relativi all’efficienza ed al costo energetico ed alle ricadute ambientali. A volte una singola prestazione, quale il corretto orientamento o l’installazione di un impianto solare, diventano elementi qualificanti per cui si ritiene legittimo affermare che si tratta di una costruzione improntata ai principi della sostenibilità. In altri casi, l’utilizzo di determinate tecnologie, come la doppia pelle o altre soluzioni tecniche relative alla coibentazione delle chiusure esterne, dalla più semplice alla più evoluta, vengono considerate come paradigmatiche per poter definire a priori la sostenibilità del costruito.

Il risparmio e l’efficienza energetica sono diventati argomento molto controverso nel dibattito degli ultimi decenni, un argomento largamente e diffusamente interpretato nel dibattito architettonico. Il concetto non risulta però ancora né definito né condiviso, a causa della complessità di fattori e conseguenze che implica e

4 _{Rafael Serra Florensa, Helena Coch Roura, L’energia nel progetto di architettura, CittàStudi} Edizioni, Milano, 1997

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presuppone. L’architetto Thomas Herzog, ricercatore in questo campo, ha realizzato significativi interventi dall’elevato livello di innovazione tecnologica e si è interrogato sulla responsabilità degli operatori del settore e sull’impatto ambientale del settore edile: la sostenibilità è da qualche anno un’immagine latente che si staglia nell’orizzonte del dibattito architettonico contemporaneo. La maggior parte dei progettisti la considera come un dato acquisito di cui si ha una conoscenza implicita e diffusa. […] Come architetti e progettisti siamo responsabili del fatto che circa il 40% dell’energia primaria impiegata nel mondo viene consumata nel funzionamento termico degli edifici. Siamo anche responsabili dei volumi di traffico risultanti dalla pianificazione urbanistica. La sostenibilità gioca un ruolo importante in diversi aspetti della vita di un edificio: nella selezione dei materiali da costruzione, nella quantità di energia necessaria per la loro lavorazione ed il trasporto, nei diversi processi edilizi, nell’efficienza termica, nella durata, nella manutenzione, nella flessibilità, nella adattabilità alle nuove tecnologie, nel grado in cui si pone nel processo di assemblaggio, smontaggio e riassemblaggio e quindi nelle possibilità di riciclo dei suoi componenti e soprattutto nel grado in cui esso offre l’opportunità di sfruttare l’energia solare per il riscaldamento, il raffrescamento, la ventilazione, l’illuminazione naturale e la generazione di energia elettrica5_.

È dunque attraverso una rilettura del costruito per mezzo del filtro, parziale ma significativo, dell’analisi energetico - ambientale, che si cercherà, in questo studio, di comprendere la validità e l’applicabilità delle tecnologie edilizie che sono e che possono essere applicate come soluzioni di involucro a doppia pelle, ai fini del raggiungimento di soluzioni effettivamente caratterizzate dal risparmio energetico e dalla riduzione dell’impatto ambientale.

Sono già numerosi gli edifici contemporanei progettati e realizzati, soprattutto a livello internazionale, con sistemi che integrano formalismo architettonico e soluzioni tecnologiche innovative di tipo dinamico, finalizzati all’ottenimento di effetti positivi, sia per quanto riguarda la qualità energetica, sia per la qualità architettonica. Molti edifici progettati su queste basi rappresentano punti di riferimento da analizzare e valutare al fine di procedere verso un rinnovato modo di intendere l’organismo architettonico, caratterizzato da una forte attenzione per l’ambiente, il contesto e l’innovazione tecnologica che la ricerca rende via via disponibile, sia per quanto riguarda i materiali sia per quanto riguarda i componenti. Si tratta, tuttavia, di prototipi la cui ripetitività, in termini di prestazioni, non può essere garantita. Risulta comunemente assunta come assiomatica la condizione per la quale strumenti e

5 _{Herzog, T., “Abbastanza sostenibile? Progetto per un ministero”, L’Architettura Naturale 18,} EdicomEdizioni, 2003

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tecnologie impiegate efficacemente in contesti diversi producono prestazioni non omogenee. Si opera, infatti, in un contesto internazionale che non presenta pari livelli né di conoscenze né di standardizzazione; risulta perciò difficile e frammentaria la possibilità di fornire un quadro di riferimento univoco. Nel presente lavoro, durante la raccolta dei casi best practice, per la composizione della parte conoscitiva di base dell’argomento, si è ritenuto utile focalizzare l’attenzione su involucri che siano stati concepiti come soluzioni altamente performanti ed in ragione di principi adattativi alle condizioni al contorno come elemento forte e caratterizzante della ricerca progettuale, al fine di analizzare i presupposti che hanno portato a quelle specifiche scelte tecnologiche.