Cosa vuol dire progettare edifici a zero energia incorporata?

Cosa vuol dire progettare edifici a zero energia incorporata?

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Il tema è cercare quelle soluzioni per edifici a zero energia incorporata, in quanto troppo spesso sentiamo parlare di cambiamento climatico e aumento delle temperature, ma trascuriamo il problema nel quotidiano della professione di progettisti.

Esiste un legame diretto tra scelta dei prodotti edili e riduzione delle emissioni di CO2, la responsabilità del progettista – e del committente – è strettamente legata alla riduzione degli effetti del cambiamento climatico.

“Dal momento che dobbiamo ridurre le emissioni di CO2 in modo rapido e ampio, dobbiamo eliminare i fossili dalla produzione e allo stesso tempo limitare l’energia per produrre i prodotti edili. Qualsiasi energia che useremo richiederà investimenti, anche nei dispositivi di conversione dell’energia rinnovabile. Dobbiamo limitare le emissioni di CO2 al di sotto del limite delle emissioni consentite nell’ambito dello scenario di riscaldamento globale di 1,5 gradi.”[1]

Edifici a zero energia incorporata. In che modo combattono il cambiamento climatico?

L’energia incorporata si conteggia sia con la quantità di CO2 emessa per produrre un materiale, sia con la quantità di Joule di energia consumati per produrre il materiale.

La storia è ricca di esempi di edifici a zero energia incorporata: dalla capanna di legno, all’igloo di ghiaccio, alla tenda dei mongoli. Se analizziamo questo tipo di edifici scientificamente, vediamo che essi hanno in comune un bilancio energetico zero o addirittura negativo al momento della costruzione, perché i materiali utilizzati erano già presenti sul luogo e richiedevano solo la messa in opera.

Gli edifici a zero energia incorporata sono manufatti che non hanno prodotto un impatto in termini di aumento di CO2. In molti casi anzi il bilancio della CO2 è negativo, poiché, utilizzando materiali di origine vegetale (legno, paglia, fogliame, terra, ecc.), il carbonio che è incorporato dalle piante durante la crescita viene “imprigionato” nell’edificio e non ritorna in atmosfera con i naturali processi di decomposizione.

Queste dovrebbero essere le caratteristiche del materiale del futuro per contrastare il cambiamento climatico: materiale locale, abbondante, duraturo e riciclabile.

Negli ultimi 150 anni circa, l’energia incorporata negli edifici è esplosa, con sempre più tecnologie e materiali processati coinvolti. Nello schema a seguire (Fig.1) si vede la comparazione del carbonio incorporato per differenti tipi di struttura.

Edifici a zero

Fig.1_C. De Wolf, Low carbon pathways for structural design, in Bruce King, The New Carbon Architecture. Building to Cool the Climate, New Society Publishers, 2017

La scelta di una tecnologia costruttiva piuttosto che di un’altra può avere un impatto di riduzione pari a circa 1/4 degli effetti del cambiamento climatico. Lo stesso edificio emette 147 kg/CO2 se costruito in cemento armato, 135 kg/CO2 se in acciaio e solamente 34 kg/CO2 se in legno.

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Materiali naturali o materiali “tradizionali”?

Le scelte possibili per edifici moderni a bassa energia incorporata esistono ed è doveroso sperimentarle. Di seguito sono riportati i dati ricavati da uno studio che ho condotto per calcolare l’energia incorporata dei muri esterni di un’abitazione unifamiliare (Fig.2). Si tratta di un edificio a un piano, in totale 385 mq di muratura.

Edifici a zero

Fig.2_progetto Arch. Nicola Preti, grafica Arch. Linda Comerlati

Ho seguito due ipotesi per la tecnologia costruttiva del muro. La prima è una struttura “tradizionale” in blocchi di laterizio e cappotto in polistirolo per uno spessore complessivo di 50 cm. La seconda è una struttura a telaio in legno con riempimento in balle di paglia pressate, per uno spessore totale di 36 cm.

A parità di trasmittanza, e quindi a parità di energia consumata in fase d’uso, il calcolo valuta la sola energia incorporata al momento della costruzione e quindi l’impatto che l’edificio avrà fin da subito.

I valori ottenuti sono pari a:

  • muro in laterizio con cappotto: 544.200 MJ di energia consumata e 28.700 kg di Co2 emessa
  • muro a telaio in legno e paglia: 17.500 MJ di energia consumata e 26.000 kg di Co2 assorbita.
edifici a zero energia

Fig.3_ Interno di una casa in paglia a Pederobba (TV), progetto Arch. Francesco Adami e Arch. Nicola Preti, Foto Simone Mantovani

Si tratta di un risultato che porta alla conseguenziale riflessione che soluzioni progettuali alternative esistono dato che un  muro in paglia richiede circa 1/30 dell’energia richiesta per il muro in laterizio e assorbe CO2 nell’atmosfera, perché utilizza materiali vegetali che incorporano il carbonio al loro interno.

[1] Fonte: Ronald Rovers, FROM ZEB TO ZEEB : 0-EMBODIED ENERGY BUILDINGS, in http://www.ronaldrovers.com/
[2] Fonte: C. De Wolf, Low carbon pathways for structural design.
[3] Per il calcolo è stato utilizzato il software “LCA-ARCA”, sotto il coordinamento di Stefano Menapace (coordinatore tecnico ARCA) con il supporto del Laboratorio Progettazione Edilizia (LPE) dell’Università degli Studi di Trento, nella persona dell’Ing. Maria Cristina Grillo.

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