Edifici ad emissioni zero: cosa sono e come si costruiscono
Gli edifici ad emissioni zero detti anche edifici ad energia quasi zero (abbreviati in nZEB), sono edifici la cui progettazione è finalizzata non solo a ridurre al minimo il consumo di energia elettrica e di combustibili fossili, ma anche a produrre l’energia necessaria alla loro attività tramite fonti rinnovabili; in pratica, si tratta di edifici che producono annualmente tanta energia quanta ne consumano.
Caratteristiche di isolamento termico degli edifici nZEB. 1
Sistemi di ventilazione richiesti dagli edifici nZEB. 2
Le fonti rinnovabili che utilizzano gli edifici nZEB. 2
Tecnologie di efficienza energetica compatibili con gli edifici nZEB. 2
Design passivo degli edifici nZEB. 3
Principali caratteristiche
Ai fini della costruzione di un edificio nZEB bisogna evidenziare alcune caratteristiche di base che si dovrebbero ritrovare in ogni tipologia di progettazione e costruzione, e precisamente:
- Isolamento termico: si tratta di un requisito che deve essere ottimizzato in relazione alle perdite di calore in inverno ed a quelle di frescura in estate;
- Ventilazione efficiente: non vi è dubbio che un sistema di ventilazione controllato e programmato possa ridurre il consumo energetico, migliorando la qualità dell’aria interna e prevenendo la formazione di muffe;
- Utilizzo di fonti rinnovabili: l’edificio deve disporre di un sistema di produzione di energia rinnovabile mediante l’utilizzo di pannelli solari, turbine eoliche, biomasse oppure geotermia;
- Uso di tecnologie di efficienza energetica: in questo caso ci si riferisce ai sistemi di illuminazione a LED, ai controlli automatizzati per il riscaldamento di tipo domotico ed agli elettrodomestici a basso consumo;
- Design passivo: si tratta di una caratteristica molto importante, che dovrebbe puntare a massimizzare l’uso della luce solare riducendo contemporaneamente l’effetto delle radiazioni ed ottimizzando le dinamiche di ventilazione naturale;
- Materiali da costruzione a basso impatto ambientale: l’utilizzo di questa categoria di materiali, unitamente a tecniche costruttive che minimizzano sia l’aspetto dei rifiuti e dell’impatto ambientale generale, costituisce una caratteristica molto importante, a patto che venga ad essere utilizzata durante già la fase di costruzione.
Caratteristiche di isolamento termico degli edifici nZEB
Per essere considerata un edificio ad emissioni zero, questa tipologia di costruzione deve avere ottime caratteristiche di isolamento termico: questo significa che le pareti il tetto, il pavimento le finestre e le porte dell’edificio devono essere progettati in modo da trattenere al massimo il calore in inverno e ridurre al minimo la penetrazione di calore durante il periodo estivo.
Mentre le caratteristiche generali dell’isolamento termico sono essenzialmente collegate alla zona climatica in cui si trova l’edificio ed alle condizioni ambientali locali, vi sono tuttavia dei valori generali che consentono di classificare una costruzione come nZEB: le pareti esterne dovrebbero avere un valore di trasmittanza termica (U-value) inferiore a 0,15 W/m2K, mentre il tetto dovrebbe avere i medesimi valori inferiori a 0,10 W/m2K.
Tutto il sistema degli infissi dovrebbe essere progettato per ridurre la dispersione di calore, possibilmente mediante l’utilizzo di finestre a triplo vetro, mentre le porte dovrebbero avere caratteristiche di adeguata sigillatura; anche l’isolamento acustico riveste la sua importanza: in questo caso possono essere utilizzati dei materiali fonoassorbenti, unitamente ad una progettazione adeguata degli spazi interni.
Sistemi di ventilazione richiesti dagli edifici nZEB
L’efficienza dei sistemi di ventilazione da utilizzare negli edifici ad emissioni zero deve puntare a fornire un’adeguata ventilazione interna senza causare perdite di energia; tra i diversi tipi di ventilazione utilizzabile possiamo rilevare i seguenti sistemi:
- Sistema di ventilazione meccanica controllata (MVHR): questa tecnologia utilizza un ventilatore che preleva l’aria esterna e la distribuisce all’interno dell’edificio attraverso un sistema dedicato di tubi e di filtri; l’aria interna viene estratta dallo stesso edificio e quindi viene fatta passare attraverso un dispositivo che recupera il calore trasferendolo dall’area interna a quella esterna in ingresso; ne risulta un sistema in grado di mantenere una temperatura confortevole all’interno, riducendo contemporaneamente la quantità di energia necessaria a riscaldare l’aria esterna
- Sistema di ventilazione naturale: in questo caso si utilizzano le correnti d’aria naturali attraverso aperture dedicate nel sistema generale degli infissi; l’efficienza generale risulta ottima nei climi temperati, ma diminuisce decisamente in presenza di climi più estremi;
- Sistema di ventilazione ibrido: si tratta di una combinazione dei due sistemi precedenti, Che cerca di massimizzare i vantaggi dell’uno e dell’altro.
Le fonti rinnovabili che utilizzano gli edifici nZEB
Gli edifici ad emissioni zero devono utilizzare fonti di energia rinnovabile per soddisfare i loro bisogni energetici e mantenere le loro caratteristiche; tra le fonti utilizzabili rientrano:
- Energia solare: si concentra sull’uso dei pannelli solari fotovoltaici per produrre elettricità e dei pannelli solari termici per produrre acqua calda;
- Energia eolica: questo sistema sfrutta l’uso di turbine eoliche per produrre elettricità;
- Geotermia: in questo caso si utilizzano pompe di calore specializzate per riscaldare e raffreddare l’edificio
- Biomasse: questa fonte può essere sfruttata attraverso l’uso di stufe o caldaie ben posizionate e dimensionate ai fini del riscaldamento complessivo dell’edificio;
- Biogas: prevede l’utilizzo di generatori a biogas in grado di produrre l’elettricità necessaria.
Tecnologie di efficienza energetica compatibili con gli edifici nZEB
Gli edifici nZEB devono utilizzare una vasta gamma di tecnologie di efficienza energetica per ridurre il consumo generale di energia elettrica e termica, tra le quali rientrano:
- Isolamento termico avanzato: mantiene la temperatura interna dell’edificio costante e riduce la quantità di energia necessaria per il riscaldamento ed il raffreddamento dell’edificio;
- Finestre ad alte prestazioni: sono dotate di vetri a doppio o triplo strato con un rivestimento particolare finalizzato alla riduzione della perdita di calore;
- Illuminazione ad alta efficienza energetica: l’utilizzo di lampade a LED può ridurre significativamente il consumo di energia elettrica dell’intero edificio;
- Ventilazione controllata: fornisce un’adeguata ventilazione ai locali con un’efficienza energetica superiore rispetto a qualunque sistema di ventilazione naturale;
- Pompa di calore ad alta efficienza: si utilizza energia geotermica oppure energia solare per riscaldare e raffreddare l’edificio;
- Sistemi di controllo energetico avanzati: queste tecnologie consentono il monitoraggio ed il controllo del consumo energetico dell’edificio in tempo reale, favorendo ogni possibile ottimizzazione e riduzione di sprechi;
- Produzione di energia rinnovabile: non vi è dubbio che l’utilizzo di tecnologie di produzione di energia rinnovabile (pannelli solari oppure turbine eoliche) riduce la dipendenza dell’edificio dalle fonti di energia tradizionali.
Design passivo degli edifici nZEB
Un edificio ad emissioni zero deve avere un design passivo altamente efficiente per ridurre il consumo energetico: questa caratteristica consiste in una progettazione adeguata che sfrutta le caratteristiche climatiche locali per ridurre la quantità di energia necessaria a riscaldare raffreddare ed illuminare l’edificio; tra le principali caratteristiche del design passivo possiamo evidenziare:
- Orientamento corretto: l’edificio deve essere orientato in modo da massimizzare l’apporto di luce solare durante il periodo invernale e da minimizzare il medesimo apporto durante i mesi estivi, facendo particolare attenzione alla disposizione degli ambienti interni e delle aperture;
- Isolamento termico avanzato: questa caratteristica deve ritrovarsi non solo nelle pareti ma anche nel pavimento nel tetto e nelle finestre, in modo da consentire il mantenimento di una temperatura interna costante;
- Tenuta generale rispetto all’aria: questo elemento va attentamente considerato per evitare perdite di calore ed infiltrazioni d’aria indesiderate;
- Ventilazione controllata: l’aria fresca deve poter circolare all’interno senza che vi sia compromissione dell’isolamento termico;
- Schermature solari: l’edificio deve avere schermature solari interne oppure esterne (persiane, tende normali o meccanizzate) in grado di ridurre l’apporto di luce esterna durante i mesi estivi, favorendo contemporaneamente il flusso luminoso durante i mesi invernali;
- Attenzione all’illuminazione naturale: la disposizione delle finestre, l’utilizzo di pareti trasparenti e l’accurato posizionamento degli ambienti interni consente di ridurre al minimo l’uso di luci artificiali.
