La diminuzione dei consumi energetici non è dovuta solo dalla qualità dei sistemi edilizi attuati, ma anche dal miglioramento della strumentazione, tecnologie e rendimenti dei sistemi impiantistici.
L’obiettivo “zero energy” negli edifici preesistenti richiede un’analisi approfondita, che consente di sostituire, o integrare, impianti tradizionali con quelli di ultima generazione.
Alcuni fattori che determinato l’utilizzo di un sistema rispetto ad un altro è dovuto da:
- stagione
- involucro
- di persone presenti
L’interazione tra involucro e impianti è fondamentale perché durante la stagione estiva o invernale lo scambio di calore o freddo è incontrollato.
La scelta di installare superfici vetrate più o meno ampie determina quali impianti e a quale potenza inserire negli ambienti.
Anche l’installazione di un impianto di riscaldamento (radiatori, a pavimento, …) influisce sulla progettazione o l’adeguamento di ambienti preesistenti.
Nel complesso bisogna valutare:
- esigenze dell’utente (scelta estetica / necessità di spazi)
- destinazione d’uso dell’edificio
- disponibilità di locale tecnico
- aspetti economici
Le soluzioni impiantistiche si basano sui seguenti criteri:
- prestazioni alte, ma con costo di costruzione non elevati
- impianto semplice ed efficace
- facilità di installazione e integrazione dei vari componenti
- facilità nelle manutenzioni
- possibilità di gestire i vari sistemi con la domotica
- sfruttare fonti energetiche rinnovabili e integrabilità nell’involucro
BIPV (Building Integrated Photovoltaics) è tra i sistemi più diffusi nel mercato. Sono integrati in facciata piuttosto che in copertura; l’obiettivo è di unire la qualità estetica e architettonica con la capacità di produrre energia elettrica.
Questi sistemi devono garantire tutte le prestazioni che sono richieste all’involucro e alla finitura che si vanno a sostituire.
BIPV: in italiano è “Sistemi Fotovoltaici Architettonicamente Integrati”. Permette ad un sistema fotovoltaico di essere parte dell’involucro e del sistema edilizio generando nel frattempo energia.
I costi sono inferiori rispetto ad un impianto fotovoltaico classico, in quanto non vanno a rimpiazzare i tradizionali elementi costruttivi.
L’integrazione degli impianti deve ambire a due obiettivi:
- coordinamento funzionale dei vari sottoinsiemi per migliorare l’efficienza in termini di comfort, sicurezza ed economia
- posizionamento, installazione e accesso per manutenzione con integrazione ottimale con l’edificio.
Il concetto di edificio a basso consumo energetico non deve essere correlato con l’idea di crescente fabbisogno e miglioramento qualità della vita. La spinta alla riduzione dei consumi energetici è nata dalla scarsa reperibilità, nonché esaurimento dei combustibili fossili.
Ad oggi qual è il quadro relativo a fonti energetiche tradizionali e rinnovabili?
I combustibili fossili e risorse naturali sono destinata ad esaurirsi; nonostante non si abbia una stima delle risorse disponibili.
Un terzo dell’energia primaria del mondo serve per produrre elettricità (che è energia secondaria).
ENERGIA PRIMARIA: deriva da fonti rinnovabili e non rinnovabili che non ha subito una trasformazione.
Per quanto riguarda la produzione di energia elettrica, le fonti fossili possono lavorare per di più del 90% del tempo in un anno; gli impianti ad energia eolica o solare meno del 30% in quanto disponibili quando è presente vento e sole.
Le fonti di energia rinnovabili contribuiscono solo per il 3% e, rispetto all’energia creata dal combustibile fossile, richiedono più spazio e più utilizzo di materia prima.
Vista la grande quantità di energia richiesta è noto come il combustibile fossile avrà ancora un peso dominante nella produzione di energia.
- Tra le fonti fossili li petrolio è quello che va per la maggiore per il facile trasporto e la elevata densità di energia. Questo è impiegato nel 35% della produzione di energia mondiale, nonostante l’impatto ambientale notevole. L’Italia ne utilizza per il 48% per la produzione di energia.
- Il carbone è la seconda fonte energetica più utilizzata per produzione energia elettrica nel settore industriale. La sua disponibilità è garantita ancora per diversi secoli. Le innovazioni tecnologiche permettono l’utilizzo di carbone “pulito” come combustibile, con un impatto ambientale paragonabile alle centrali termoelettriche, nonostante il ciclo di vita sia decisamente inquinante.
- Il gas naturale (o metano) è usato molto come generatore di energia elettrica, oltre che al riscaldamento del carburante. È scarsamente inquinante, ma è difficile da stoccare e trasferire, in quanto richiede ingenti investimenti economici. Questa alternativa sarà fondamentale nel momento in cui cesseranno di funzionare molto centrali nucleari o a carbone, oppure per ridurre l’emissione di gas serra.
- L’energia nucleare, che ha grandi potenzialità e grandi riserve di uranio, i progetti di sviluppo sono rallentati a seguito dei grandi incidenti.
- L’energia idroelettrica è prodotta dal movimento dell’acqua, sfruttando cascate e bacini artificiali. Questa metodologia copre il 20% della domanda di energia elettrica. A livello mondiale copre la richiesta di energia primaria del 6%, ma è distribuita in maniera disomogenea. L’unico inquinamento che provoca è dovuto alla modifica degli ambienti naturali. In italia viene prodotta circa un sesto dell’energia elettrica nazionale.
- L’energia eolica è tra le fonti rinnovabili con più competitività economica tra gli altri metodi di produzione di energia elettrica. L’unico impatto è quello visivo, in quanto necessitano di essere integrati nel contesto ambientale.
- L’energia solare è quella più diffusa sul pianeta ed è disponibile in quantità superiore al fabbisogno mondiale. È lo strumento meno utilizzato (circa l’1‰) dei consumi di energia primaria. Le tecnologie che permettono l’utilizzo di questa fonte non sono ancora ben sviluppate per poterlo sfruttare a pieno.
- Le biomasse sono le fonti più simili a quelle fossili, in quanto possono essere utilizzati secondo una programmazione. La biomassa deve essere trattata e trasformata in base alla composizione materiale.
- L’energia geotermica è legata al calore della terra che fluisce verso la superficie terrestre, trasportato da acqua e vapore. È principalmente investito per le attività agricole e il teleriscaldamento di fluidi che circolano negli ambienti. Le emissioni di gas serra sono quasi nulle.
A prescindere dalla fonte che si vuole utilizzare, è necessario in primis rendere più efficienti edifici, mezzi di trasporto e attrezzature e far sì che abbiano sempre meno di bisogno di fabbisogno energetico.
L’efficienza energetica permette di utilizzare meno energia, ottenendo lo stesso risultato, e ricavare più energia dalla stessa energia prima.