Dato che per l’eco-villaggio è previsto uno sviluppo progressivo, in questo lavoro sono stati sviluppati degli scenari rappresentanti fasi evolutive diverse. Ad ogni scenario so-no associati una numero di abitanti, una domanda termica ed elettrica ed una differente distribuzione degli abitanti.
In un primo momento verrà abitato l’edificio già presente (Liebfrauenberg klo-ster), il quale sarà sottoposto a dei lavori di efficientamento energetico, soprattutto per limitarne le dispersioni termiche. Per questa prima fase gli scenari sviluppati sono tre, che differiscono per la diversa domanda energetica, in conseguenza di usi diversi dell’energia elettrica e di lavori di efficientamento dell’edificio.
In un secondo momento l’eco-villaggio prevede di espandersi fino a raggiungere i mille abitanti. In questo caso gli scenari sono stati sviluppati in base alle scelte progettuali dell’insediamento, che si ripercuotono a loro volta sulle possibili scelte di tipo energetico.
L’utilizzo di questi scenari ha permesso di analizzare le differenze in termini di possibilità tecniche, di costi e di impatto sull’ambiente in base alle scelte progettuali dell’ eco-villaggio.
In particolare gli scenari 1,2 e 3 studiano le differenze derivanti dal variare della richiesta energetica da parte degli abitanti dell’edificio; grazie ad un uso differente
dell’energia e a miglioramenti tecnici.
Lo scenario 4, suddiviso a sua volta in 4a, 4b-100 e 4b-10, è stato sviluppato per da-re uno strumento in più per decideda-re la dislocazione e la dimensione degli insediamenti secondari dell’eco-villaggio.
Nel prossimo capitolo per ogni scenario verranno simulate diverse soluzioni ener-getiche basate sullo sfruttamento di risorse rinnovabili. I risultati verranno messi a paragone con soluzioni energetiche utilizzanti fonti rinnovabili, denominate “situazio-ni di rifermento”. Il fabbisogno termico per i primi tre scenari viene coperto dalle caldaie ad olio combustibile già presenti, mentre per lo scenario 4 è soddisfatto da una caldaia a gas naturale. Per tutti gli scenari, nelle situazioni di riferimento la domanda di energia elettrica viene coperta acquistando energia elettrica dalla rete.
Qui di seguito vengono illustrati gli scenari sviluppati, mettendone in evidenza il fabbisogno energetico.
4.4.1 Scenario 1
In questo scenario l’edificio non ha subito nessun opera di efficientamento energetico ed il consumo di energia elettrica giornaliera è pari a 4,3 kWh, uguale a quello medio nazionale tedesco. Questo scenario funge da paragone rispetto ai successivi.
Abitanti Dispersioni annuali [kWh/m2] Termico annuale [MWh] Elettrico annuale [MWh]
200 190.00 1127.00 313.9
Tabella 1: Scenario1.
Figura 16: Fabbisogno energetico corrispondente allo scenario 1 lungo l’arco dell’anno. In rosso il fabbisogno termico ed in verde quello elettrico.
4.4.2 Scenario 2
E’ uno scenario intermedio, in cui l’edificio non è ancora stato ristrutturato ma il con-sumo di energia elettrica pro capite è quello stimato per l’eco-villaggio. Il concon-sumo giornaliero di energia elettrica scende rispetto allo scenario 1, con 1,43 kWh giornalieri
“pro capita”; i quali corrispondono al consumo medio presso l’eco-villaggio di “Sie-ben Linden”. Questa equiparazione può essere considerata lievemente conservativa, in quanto “Sieben Linden” dichiara di poter diminuire la domanda elettrica attraverso l’utilizzo di sistemi di illuminazione più efficienti.
Questo scenario oltre che mettere in evidenza la differenza di domanda energetica che potrebbe avere l’eco-villaggio rispetto la media nazionale è possibile che sia quello che si verrà a creare nella prima fase nello sviluppo di “Lebensdorf”.
L’applicazione di tecnologie efficienti e stili di vita volti al risparmio energetico sono attuabili in modo più rapido rispetto all’efficientamento energetico dell’edificio.
Abitanti Dispersioni annuali [kWh/m2] Termico annuale [MWh] Elettrico annuale [MWh]
200 190.00 1127.00 104.4
Tabella 2: Scenario 2.
Figura 17: Fabbisogno energetico corrispondente allo scenario 2 lungo l’arco dell’anno. In rosso il fabbisogno termico ed in verde quello elettrico.
4.4.3 Scenario 3
Il terzo scenario prevede la ristrutturazione dell’edificio ed il consumo di energia elet-trica pro capite stimato per l’eco-villaggio. Rappresenta il consumo energetico dell’e-dificio già presente una volta che i principi di risparmio energetico sono stati imple-mentati, sia a livello di stile di vita che di costruzioni.
Abitanti Dispersioni annuali [kWh/m2] Termico annuale [MWh] Elettrico annuale [MWh]
200 50 300 104.4
Tabella 3: Scenario 3.
Figura 18: Fabbisogno energetico corrispondente allo scenario 3 lungo l’arco dell’anno. In rosso il fabbisogno termico ed in verde quello elettrico.
4.4.4 Scenario 4
Nel quarto scenario l’eco-villaggio ha superato la fase di transizione raggiungendo i mille abitanti preventivati. Rispetto gli scenari precedenti si distingue quindi per il numero di abitanti che è quadruplicato. Il progetto Lebensdorf prevede un nucleo cen-trale attorno al quale si sviluppino degli insediamenti secondari chiamati “quartieri”. In base alla dimensione ed alla dislocazione dei quartieri è possibile avere una gestione più o meno centralizzata dell’energia.
La dimensione dei suddetti “quartieri” sarà fra i cento ed i dieci abitanti. Vengono simulati i due estremi, cercando di trarre indicazioni generali sulle differenze principali dovute alle dimensioni.
Scenario 4a
L’insediamento è costituito da un nucleo centrale attorno al Liebfrauenberg kloster, con degli insediamenti secondari piuttosto vicini in modo che la domanda energetica possa essere gestita a livello centralizzato. Questa scelta, come si vedrà più avanti, offre dei vantaggi ma presenta dei vincoli di progettazione dell’eco-villaggio piuttosto stringenti.
Abitanti Dispersioni annuali [kWh/m2] Termico annuale [MWh] Elettrico annuale [MWh]
1000 50 (vecchio)-40 (nuovo) 1100 521.95
Figura 19: Fabbisogno energetico corrispondente allo scenario 4a lungo l’arco dell’anno. In rosso il fabbisogno termico ed in verde quello elettrico
Scenario 4b-100
L’insediamento è costituito da un nucleo centrale di cinquecento persone e da cinque insediamenti secondari abitati da cento persone. Gli insediamenti secondari sono ener-geticamente indipendenti dal nucleo centrale. Il carico termico ed elettrico pro capite è uguale a quello ipotizzato per i nuovi insediamenti dello lo scenario 4a.
A variare sono le soluzioni energetiche implementabili ed i costi specifici delle tecnologie utilizzate dovuti all’effetto scala.
Scenario 4b-10
L’insediamento è costituito da un nucleo centrale di cinquecento persone e cinquanta insediamenti secondari abitati da dieci persone. Ogni insediamento è energeticamente indipendente dall’altro.