L’edificio a energia zero Net Zero Energy Building

Come già anticipato, attualmente il dibattito scientifico non ha ancora trovato una sostanziale convergenza sulla definizione di Zero Energy Building (ZEB) e degli acronimi derivati che negli ultimi anni hanno fatto la comparsa nel panorama internazionale.

Un importante progetto di ricerca, il Task 40-Annex 52 Towards Net Zero Energy

Solar Buildings (2008-2013), dell’International Energy Agency all’interno del programma Solar Cooling and Heating, sta lavorando sull’elaborazione di una univoca e condivisa

definizione d poste dalla

irettiva 2010/31/UE della Comunità Europea, che prevede edifici a energia “quasi” zero a partire dal 2021.

la ricerca scientifica si ta concentrando su alcuni fattori principali:

vita

o Energy Building appare per la prima volta nel 20065 _{e viene}

defini

] un edificio residenziale o commerciale che riduce drasticamente il suo fabbisogno zzazione dei e impianti che tte le loro esigenze di energia tramite fonti di energia a

evidenzia subito tre punti di contatto con le finalità di uesta ricerca:

del progetto tecnologico dell’involucro efficiente, condizione necessaria er ottenere uno ZEB;

el concetto ZEB; esso tiene conto anche delle prospettive D

Essendo il concetto ZEB una tipologia energetica di edificio, s

 la metodologia di calcolo del fabbisogno energetico da considerare;

 il periodo su cui impostare il bilancio energetico (annualità o l’intero ciclo di del manufatto architettonico);

 la connessione o meno dell’edificio alle reti energetiche (on-grid, off-grid);

 il tipo di bilancio basato o sul fabbisogno energetico o sulle emissioni di CO2 in

atmosfera dell’edificio.

Il concetto di Zer to come:

[…

energetico grazie a una progettazione dell’involucro efficiente e all’ottimi guadagni termici e in cui il fabbisogno energetico viene soddisfatto tramit

producono energia da fonti rinnovabili […]. Al cuore del concetto di ZEB vi è l’idea che gli edifici siano in grado di soddisfare tu

basso costo, disponibili in loco, non inquinanti, rinnovabili.

La definizione sopracitata q

 la priorità p

5 _{Torcellini P. et al., “Zero Energy Buildins: a critical look at the definition”, conference paper, ACEEE summer}





a trattato come questione determinante ai fini dell’ottenimento di uno ZEB, poiché gli stessi ricercatori prevedono la possibilità di posizionare indifferentemente

di sistema energetico che viene stabilito. Le FER possono

ndizione sottende

ifica “qualitativa” della fornitura nergetica da FER:

nterno dello stesso attraverso le reti energetiche già sottoforma di energia

R, idroelettrico.

ne; esse etica), nei

grid building), utilizzando

l’ottimizzazione dei guadagni termici (per irraggiamento solare e per apporti interni) ottenibile solo attraverso una mirata progettazione preliminare;

il soddisfacimento del minimo fabbisogno energetico richiesto dall’edificio da parte di impianti a FER (Fonti Energetiche Rinnovabili o RES Renewable Energy Source) reperibili in loco, tra cui, appunto, l’energia solare.

E’ da notare come il tema dell’integrazione dei sistemi attivi nell’involucro edilizio non venga ancor

i sistemi attivi sull’involucro o al di fuori di esso, o addirittura del lotto di riferimento, a seconda del diverso “limite”

essere sia nelle vicinanze (comunque all’interno del lotto) che lontane dal sito di riferimento (grandi impianti di generazione energetica); questa co

anche la possibilità di connessione dello ZEB alle reti energetiche locali (on site energy

grids).

Nello stesso articolo viene stilata una sorta di class e

 disponibilità e uso di FER derivante dal risparmio energetico, ottenuto attraverso l’ottimizzazione della tenuta termica dell’involucro edilizio (energy saved);

 disponibilità e uso di FER entro il perimetro dell’edificio (building footprint);  disponibilità e uso di FER entro il lotto di riferimento dell’edificio (site footprint);  disponibilità e uso di FER reperibili al di fuori del lotto di riferimento per generare,

attraverso processi termici, energia all’interno dello ZEB;

 disponibilità e uso di FER reperibili al di fuori del lotto di riferimento e trasportate all’i

utilizzabile; ad esempio: campi fotovoltaici, eolici, geotermici, teleriscaldamento alimentato a FE

Queste opzioni di fornitura energetica aprono questioni importanti nella definizione del concetto ZEB. Sono sicuramente auspicabili la prima e la seconda soluzio

definiscono un edificio a bassissimo consumo (tendente all’autosufficienza energ che compensa il debito energetico nei mesi più sfavorevoli autoproducendo l’energia mesi più favorevoli. Lo stesso edificio deve avere la possibilità di cedere alla rete il surplus energetico e richiedere alla rete il debito energetico (on

la stessa come elemento “compensatore” ed evitando complessi e onerosi sistemi di stoccaggio.

Questa in sostanza prefigura la logica dello “scambio energetico sul posto” che caratterizza, nel caso italiano, il sistema incentivante sul fotovoltaico dei piccoli impianti

ino a 20 kWp) denominato “conto energia”.6 _{Esso ha ottenuto e sta ottenendo risultati}

ben s

onsiderare la problematica della qualità della stessa: nel medio-lungo termi

tmosfera. L’orientamento anglosassone (il Regn

(f

uperiori alle più rosee aspettative; è arrivato al quinto aggiornamento e ha portato l’Italia al secondo posto in Europa, dopo la Germania, come livello complessivo di potenza fotovoltaica installata. Considerando il dibattito in corso sulla ripartenza del programma nucleare italiano è sempre importante sottolineare che, sommando tutti gli impianti attivati nel nostro paese, è stata recentemente raggiunta (2011) la potenza di

una centrale nucleare di quarta generazione.7

Nella nuova ottica di questi edifici produttori energetici connessi alla rete, è importante c

ne, prevedendo sviluppi considerevoli dei volumi energetici scambiati e avvalorati dagli attuali trend di crescita del mercato del fotovoltaico, bisognerà valutare la capacità della rete di assorbire le quantità di energia immessa nei picchi di produzione e non immediatamente richiesta. Questo aspetto potrebbe essere risolto ipotizzando idonei siti di stoccaggio energetici (sorta di grandi “batterie”) che diano la possibilità di compensare la prevalenza dell’offerta rispetto alla domanda di energia.

In ordine generale uno ZEB può essere definito considerando due riferimenti

principali: o attraverso il bilancio energetico (solitamente su base annuale)8 _oppure

attraverso il bilancio delle emissioni di CO2 in a

o Unito in particolare fin dal 2006)9 _{considera il bilancio delle emissioni come}

prioritario nell’ottenimento di un edificio a bassissimo consumo. La considerazione di questo fattore, rispetto alla valutazione del bilancio energetico, comporta delle metodologie di calcolo differenti, ma sostanzialmente con finalità equivalenti: ridurre drasticamente il consumo di energia da fonte fossile, perciò non rinnovabile, degli edifici di nuova costruzione e, in un’ottica di efficientamento energetico, anche del più esteso patrimonio edilizio esistente.

6 _{Questo sistema di incentivazione è stato introdotto in Italia nel 2005, con il Decreto Ministeriale del 28 luglio}

2005 (Primo Conto Energia) ed è attualmente regolato dal Decreto Ministeriale del 05 maggio 2011 (Quarto Conto Energia). Il Quinto Conto Energia si applica a partire dal 27 agosto 2012. Possono beneficiare del Conto

for sustainable homes. A step-change in sustainable home

Energia le persone fisiche, le persone giuridiche, i soggetti pubblici, gli enti non commerciali e i condomini di unità abitative e/o di edifici. (fonte: GSE gestore dei servizi energetici); cfr. nota 57

7 _{La capacità produttiva annuale del fotovoltaico in Italia, raggiunta nell’arco del 2011, supera di una volta e} mezzo quella di una centrale nucleare di ultima generazione: 13.200 GWh contro i 9.600 GWh dell’impianto di Olkiluoto in Finlandia (fonte: www.tuttogreen.it)

8 _{Diversi autori cominciano a considerare anche vari aspetti qualitativi sia del fattore energetico, che sul tipo e} durata del bilancio, cfr. Lavagna, Bonanomi, De Flumeri, Edifici a consumo energetico zero, 2012, pp. 19-22

9 _{Cfr. Communities and local government, Code}

building practice, London, 2006. Communities and local government, Building a greener future: towards zero carbon development, London, 2006.

S. Robson, ZEB Lighthouse prototype: concept energetico (fig. 2.9) e dettaglio (fig. 2.10)

Rimane un fattore prioritario l’utilizzo di sistemi a FER per soddisfare il fabbisogno energetico residuo; tra questi, i sistemi attivi e passivi di sfruttamento solare sono inequivocabilmente i più semplici da implementare, per la loro caratteristica di poter sfruttare convenientemente l’involucro architettonico come supporto.

In Italia una prima classificazione delle possibilità d’integrazione di questi sistemi

nell’edificio, è stata fatta a partire dalle indicazioni d erzo conto energia;10 _{esso infatti}

prev tivi

fortemente integrati nelle stesse compon ti costitutive dell’involucro. Queste parti

somm

avviene per i fabbisogni dei periodi di maggior consumo e coincidono nella maggioranza dei casi con quelli di minor produzione. Alle latitudini el centro e del nord Europa, questo periodo coincide essenzialmente con la stagione l fabbisogno per riscaldamento è quantitativamente prioritario rispetto al raffreddamento; lo stesso

el t

edeva, tra le possibilità di maggiore incentivazione, l’utilizzo di sistemi at en

ano alle funzioni tipiche di funzionamento dell’edificio (tenuta strutturale, all’acqua, al vento, d’isolamento) anche quella di produzione di energia elettrica per conversione fotovoltaica o solare termica.