Building’s Facilities for Nearly Zero Energy Consumption

di Francesco Paolo Lamacchia Presidente del primo network italiano per gli edifici a consumo zero e Giuseppe Perfetto Vice-Presidente del primo network italiano per gli edifici a consumo zero

Il quadro per il clima e l’energia 2030 fissa tre obiettivi principali da conseguire entro l’anno indicato: una riduzione almeno del 40% delle emissioni di gas a effetto serra (rispetto ai livelli del 1990); una quota almeno del 27% di energia rinnovabile; un miglioramento almeno del 27% dell’efficienza energetica. Per raggiungere l’obiettivo di una riduzione almeno del 40%, i settori interessati dal sistema di scambio di quote di emissione (ETS) dell’UE dovranno ridurre le emissioni del 43% (rispetto al 2005); a questo scopo l’ETS dovrà essere riformato e rafforzato; i settori non interessati dall’ETS dovranno ridurre le emissioni del 30% (rispetto al 2005) e ciò dovrà essere tradotto in singoli obiettivi vincolanti nazionali per gli Stati membri. Sulla base della direttiva sull’efficienza energetica il Consiglio europeo ha appoggiato un obiettivo indicativo in materia di risparmio energetico del 27% entro il 2030. L’obiettivo verrà riesaminato nel 2020 partendo da un obiettivo del 30%. Il settore chiave per rispettare l’agenda è il mercato delle costruzioni. La leva importante per avere edifici a basse emissioni è l’introduzione di nuove tecnologie per definire e realizzare gli impianti a servizio dell’edificio stesso, e per integrarli nella propria struttura portante. Il tipo di edifici che l’Europa vuole nei prossimi anni sono gli edifici nZEB. La regola fondamentale per realizzare gli nZEBs è provvedere a massimizzare lo sfruttamento di tutte le superfici dell’involucro dell’edificio per renderli produttrici di energia attraverso la tecnologia principe del fotovoltaico. Il fotovoltaico, opaco o trasparente che sia, diventa d’ora in poi parte integrante della definizione di un edificio, come lo è stato il “mattone” per millenni, soprattutto per l’Occidente. Questo è il cambio di paradigma epocale che ogni progettista ed imprenditore edile dovrà seguire nell’immediato futuro. Se, negli ultimi tempi, il fotovoltaico ha visto grande diffusione sulle superfici opache con la giustapposizione dei pannelli, oggi è possibile rendere le superfici trasparenti capaci di garantire, non solo isolamento e illuminazione naturale, ma anche produttività elettrica a servizio del conduttore dell’abitazione. Il fotovoltaico trasparente della Glass to Power è un esempio virtuoso per raggiungere tali risultati, soprattutto nelle architetture tipiche delle facciate vetrate o palazzi per uffici ed anche scolastici, ove la necessità di illuminazione e quindi l’estensione delle superfici trasparenti è rilevante. Il progettista di tali opere dovrà far leva su un’analisi costi benefici dell’intervento di riqualificazione energetica per testimoniare e dimostrare la fattibilità dell’intervento ed il ritorno economico dell’investimento. Inoltre, tra i sistemi impiantistici di rilievo che possono essere previsti in dotazione all’Edificio a Consumo Zero, degno di nota è il cosiddetto sistema termo-fotovoltaico ovvero la cogenerazione con un unico dispositivo di energia elettrica e calore da fonte solare. Ciò perché tra i fabbisogni fondamentali, di chi vive in casa, c’è quello per il riscaldamento e l’acqua calda sanitaria. Tale dispositivo risulta una perfetta simbiosi tra prestazioni elettriche e termiche che consente un risparmio sia nei tempi d’installazione che di spazio occupato. In termini generali possiamo considerarlo quindi molto valido per le caratteristiche di alta efficienza ed innovazione tecnologica sia per nuove realizzazioni sia per retrofitting su edifici esistenti e particolarmente in quelli che presentano una limitata area utile a disposizione. Il dispositivo si presenta come un classico modulo fotovoltaico del tipo standard ovvero con composizione vetro/tedlar posteriore e cornice in alluminio al quale viene abbinato mediante incollaggio posteriore un roll bond generalmente in alluminio, rame o acciaio dotato di attacchi idraulici da ½” . Il dispositivo viene quindi dimensionato per la produzione di energia elettrica in modo convenzionale mediante i dati di irraggiamento per località, azimuth e tilt del piano utile mentre per l’aspetto termico può vantare un’efficienza pari ad almeno il 50%. La tecnologia di produzione dei moduli termo-fotovoltaici consiste nel processo di installazione di un collettore termico in rame/alluminio/plastica sulla superficie del backsheet del Modulo PV (usualmente in teflon) tramite uno specifico layer di interposizione che consente l’isolamento elettrico tra i due componenti e il miglior rendimento dello scambio termico consentendo anche, durante l’irraggiamento solare, le diverse dilatazioni termiche dei componenti che costituiscono il Modulo PVT. Dal punto di vista termico la cogenerazione del medesimo modulo PV (tramite conduzione termica) permette un rendimento termico nominale superiore in genere al 45% (nel caso di collettori in rame superiore in genere al 55%). Ciò determina un componente che presenta un’efficienza complessiva superiore al 70% circa rendendolo molto interessante in termini di costi e di area impegnata. Considerato che l’edificio, normalmente un parallelepipedo di cui una faccia è occupata dal suo basamento a terra, presenta una notevole estensione in termini di superfici verticali, appartenenti all’involucro, ma anche ad opere accessorie come i parapetti dei balconi e dei terrazzi, la possibilità di integrazione è ampiamente fattibile soprattutto nei paesi del Mediterraneo e non solo ad alta producibilità solare.

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