Nuove strategie progettuali per edifici ad altissime prestazioni energetiche
Rispetto al recente passato, si assiste ad un radicale e profondo cambiamento in materia energetico ambientale, avviato dall’emanazione di normative comunitarie che hanno introdotto e introdurranno trasformazioni importanti nelle modalità progettuali da un lato e nelle prassi tecnico-costruttive dall’altro, confermate dalla Direttiva EPBD 2 del 2010 che ha avviato l’inizio di una nuova stagione, riferita agli edifici a energia quasi zero, dove il termine intende individuare edifici ad altissime prestazioni energetiche, caratterizzati da un fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo, coperto perlopiù da fonti energetiche rinnovabili. Tali sfide, già operanti, comportano una reinterpretazione dei principi e una rivalutazione delle strategie di approccio progettuale che investono sia le prassi progettuali, sia le modalità tecnico-realizzative che l’integrazione tra edificio e impianti (D. D’Olimpo 2014). In questo senso, occorre definire nuovi approcci energetici secondo i quali concepire le prossime attività di modificazione dell’ambiente costruito, ovvero dei nuovi modelli energetico-progettuali in grado di gestire le straordinarie opportunità offerte dalle tecniche e tecnologiche correnti e risolvere efficacemente la complessità contemporanea delle questioni ambientali ed energetiche.
Gli approcci progettuali diffusamente riconosciuti fino ad oggi, che possono essere ricondotti a quelli definiti da R. Banham alla fine degli anni 60, relativamente all’approccio “conservativo” e a quello “selettivo” come modelli di riferimento fra loro alternativi in funzione delle condizioni bioclimatiche dei luoghi (R. Banham 1969; V. Olgyay 1973), devono trovare una nuova configurazione e formalizzazione ai fini del conseguimento degli obiettivi energetico-ambientali, sottesi al concetto di edificio a energia zero, che comporterà a breve un profondo cambiamento nelle prassi e nelle tecniche sia di progettazione che di realizzazione dell’edilizia contemporanea. Pertanto, appare opportuno rivalutare e ridefinire nuovi modelli progettuali in grado di essere al tempo stesso sia conservativi in riferimento al mantenimento di condizioni ottimali di comfort interno, sia selettivi nei confronti dei cambiamenti delle condizioni ambientali e dei loro effetti all’interno degli spazi abitati, ovvero in grado di modulare e filtrare i flussi di materia ed energia e sia adattivi in funzione dell’integrazione sempre più profonda con i sistemi impiantistici. I nuovi modelli energetici di riferimento dovrebbero inoltre essere in grado di includere e supportare le funzionalità di tipo responsivo, attualmente concretizzabili attraverso l’utilizzo di materiali innovativi a cambiamento di fase, nuovi componenti edilizi e nuove tecnologie di controllo ambientale capaci di variare autonomamente il comportamento energetico in funzione del grado e del tipo di sollecitazione ambientale o in rapporto ai fabbisogni dell’utenza per la realizzazione di condizioni ambientali interne, il più possibile efficienti e a basso consumo energetico.
Allo scopo di fornire un contributo in questo senso, è possibile individuare in maniera quanto più operativa possibile, i contenuti di un nuovo possibile approccio energetico-progettuale, a partire dalla revisione e dallo sviluppo dei tradizionali approcci di riferimento. Pertanto, risulta utile chiarire le caratteristiche funzionali e prestazionali di questi ultimi, evidenziandone la loro trasformazione e ridefinizione in nuovi modelli e specificandone i contenuti tecnologici alla luce delle più recenti innovazioni.Il modello energetico conservativo rappresenta un approccio metodologico e progettuale basato tradizionalmente sull’uso di soluzioni d’involucro edilizio di tipo “massivo” in grado di schermare, accumulare e immagazzinare il calore, trattenendo il più possibile l’energia all’interno dello spazio confinato, secondo una strategia conservativa, derivata dalla Conservative Wall di Chatsworth, realizzata nel 1846 da J. Paxton, che ha rappresentato un’esperienza pioneristica fondativa e divenuta in seguito un riferimento nelle tecniche costruttive europee. In Italia, a testimonianza della diffusione e del valore portato da questo concetto energetico, tale approccio conservativo ha trovato ricadute anche in ambito normativo come nella Legge 373 del 1976 e nella Legge 10 del 1991 nelle quali si poneva come obiettivo principale, la conservazione all’interno degli ambienti delle condizioni di comfort e dell’energia termica nel periodo invernale mediante la prescrizione di determinate caratteristiche fisico-costruttive dell’involucro edilizio (trasmittanza stazionaria) e di rapporti compositivi specifici (rapporto di forma S/V).
Il modello energetico selettivo deve la sua definizione e sviluppo invece nella ricerca di strategie e soluzioni appropriate per climi umidi e caldi. Le caratteristiche dell’approccio di tipo selettivo sono state descritte da J. Marston Fitch, attraverso alcuni importanti studi in relazione ai caratteri bioclimatici dell’architettura tradizionale di alcune regioni del mondo (J.M. Fitch 1961): ampie coperture leggere per schermare il soleggiamento troppo intenso e la pioggia, porticati, pergole e balconi per l’ombreggiatura estiva dei fronti esterni, altezze interne più alte per migliorare il comfort nei periodi di maggior calore, grandi aperture per massimizzare la ventilazione, ecc. Le tecniche e le soluzioni sottese all’approccio selettivo, attualmente, trovano applicazione in differenti contesti climatici, in virtù del fatto che l’ottenimento di buone condizioni di comfort e di elevati livelli di efficienza energetica prevedono di far interagire nel modo più efficace l’involucro edilizio con i flussi energetici esterni, sfruttando le condizioni climatiche favorevoli e massimizzando i contributi passivi disponibili derivanti dal microclima del luogo.
Questi modelli originari devono però essere riconosciuti come due approcci generali entro cui, si sono generate nel corso degli anni diverse declinazioni con connotazioni a volte orientate alla bioclimatica, in riferimento alle sperimentazioni di abitazioni passive prodotte in Germani negli anni 80, o in altri casi fortemente caratterizzati dall’adozione di sistemi impiantistici. Il raggiungimento dell’obiettivo di realizzazione di edifici ad altissime prestazioni energetiche, identificati con il termine a energia quasi zero, passa pertanto attraverso la definizione di nuovi modelli caratterizzati dalla integrazione delle caratteristiche e delle strategie energetico-progettuali dei modelli precedenti, in maniera tale da compensare alle carenze che tali modelli presentano singolarmente e di potenziarne gli effetti positivi, in grado di condurre alla definizione di soluzioni edilizie capaci sia di conservare le condizioni di comfort interno, sia di attivare sinergie con i flussi energetico-ambientali esterni, sia di ottimizzare la presenza d’impianti specifici integrati, principalmente di tipo rinnovabile, e di adattarsi ai cambiamenti microclimatici locali attraverso una variazione dei livelli prestazionali offerti. In altri termini, l’approccio da ricercare al fine di fornire risposte efficaci alle attuali esigenze normative, climatiche, ambientali ed energetiche deve condurre ad un nuovo modello energetico non ascrivibile ad una categoria specifica, per il quale possono valere criteri, soluzioni e tecnologie mutevoli e ibride.
Da un punto di vista operativo, la definizione di un nuovo approccio energetico, richiede innovazioni che coinvolgono necessariamente prodotti e processi e che devono condurre allo sviluppo e alla diffusione di nuovi materiali, nuovi prodotti, nuove ricerche e nuove tecnologie. In questa direzione, diversi sono i possibili ambiti nella produzione edilizia verso cui rivolgersi, come quello del Building Automation attraverso il quale è possibile realizzare un controllo delle condizioni ambientali, conferendo al sistema edificio-impianto funzionalità di tipo responsivo, o come quello delle nanotecnologie per l’edilizia che consentono la produzione di nuovi materiali con caratteristiche multifunzionali capaci di modificare il proprio stato, o quello degli impianti di produzione di energia, sempre più concentrati sui sistemi rinnovabili che sono oramai al di là dei convenzionali sistemi fotovoltaici e solare termici, fino a quello della prefabbricazione e dell’autocostruzione che propongono nuove tecniche costruttive e nuovi componenti edilizi capaci di offrire soluzioni predefinite d’involucro con un bassissimo impatto ambientale e tempi di realizzazione sempre più veloci, pur garantendo ottimi livelli di sicurezza ed efficienza ed il rispetto dei requisiti di legge. La ricerca per una definizione di un nuovo modello energetico, pertanto, comporta la sinergia e l’interazione di differenti sistemi tecnologici, componenti e materiali avanzati in grado di supportare lo sviluppo di una progettazione innovativa non solo dal punto di vista tecnico ma anche dal punto di vista formale e architettonico.M.I.