Edifici ad alto rendimento energetico con il concept di Net-Zero Energy Building

Net Zero Energy Building (NZEB) costituisce un nuovo concetto di sostenibilità applicato al settore edile. Gli immobili che rientrano in determinati parametri, stabiliti secondo regole precise, hanno un rendimento energetico altissimo che si basa su fonti rinnovabili e su una progettazione altamente efficiente. In generale, un edificio Net Zero Energy ha come caratteristica principale quella di riuscire a produrre tanta energia quanta ne consumerebbe nell'arco di un anno, cioè tale da avere un «livello molto alto di rendimento energetico» tanto che «il consumo totale annuale di energia primaria è uguale o inferiore alla produzione energetica ottenuta in loco con le energie alternative».  

(Certificazione Net Zero Building - Credi Foto: Solar Feeds)

Net Zero Building sono esempi di edifici che hanno una tecnologia e una logica costruttiva tese al raggiungimento di un'indipendenza energetica, per cui ogni aspetto concorre a raggiungere questo obiettivo : materiali, valore estetico, certificati locali, ogni tipo di dettaglio, compresi il design e le forme architettoniche. Ad esempio, nei Paesi dal clima particolarmente freddo si cerca di utilizzare il calore passivo fornito dal Sole, rivolgendo gli edifici verso sud e rifornendoli di ampie finestre. Il lato nord della costruzione, risultante più freddo, viene munito invece di finestre più piccole con un'apertura angolare più larga per avere più luce e meno dispersione di calore.   

(Primo spazio commerciale Net Zero Energy al Grand Central District,
St. Petersburg - Credi Foto: Business Journal)

Gli accorgimenti impiegati in un edificio Net Zero, insomma, sono tanti. Tra quelli più utilizzati per arrivare allo status di "Net-Zero" vi sono : pannelli solari, sistemi di recupero del calore, riscaldamento geotermico e turbine eoliche. In alcuni stabili, ad esempio, per ridurre il consumo di acqua trattata, sono realizzati degli impianti sul tetto in grado di raccogliere l'acqua piovana.  

(Net Zero Energy, esempio di schema di efficienza - Credit foto : Simpaticohomes)

Raggiungere il target Net Zero è piuttosto impegnativo e possono presentarsi tre diverse situazioni:

• Edifici e altre strutture che producono quasi tanta energia quanto quella che consumano. Sono a volte detti "Nearly Zero Energy buildings" ( nnZEB, "Edificio ad Energia Quasi Zero"). L'uso di energia primaria è pari a 0 kWh/(m²anno)
• Edifici che producono un surplus  di energia e inviano l'eccedenza ad una griglia elettrica. Sono conosciuti come  "Plus Energy Building".
• Gli edifici che sono autosufficienti, per cui utilizzano un nuovo sistema di sfruttamento delle fonti rinnovabili. Sono detti "Off Grid", cioè "senza rete", poiché non sono allacciati ad alcuna rete elettrica.

(La nuova sede di Morphosis a Los Angeles - Credit Foto: Evolo)

Vi sono molte definizioni di NZEB che dipendono dal parametro di misura: il consumo energetico, le connessioni con l'ambiente esterno, le fonti rinnovabili da cui attingere, ecc. Si è concordi tuttavia sul fatto che gli edifici NZE combinano: una progettazione esemplare tale da ridurre al minimo il fabbisogno energetico con sistemi che rispondano a tali esigenze facendo affidamento a fonti rinnovabili.

(Seul: Energy Dream Center - Credi Foto: Fraunhofer ISE)
 

Concetti relativamente nuovi, gran parte del lavoro su di essi è stato guidato dal Dipartimento dell'Energia (Department of Energy, DOE) e il Laboratorio Nazionale per le Energie rinnovabili (National Energy Laboratory, NREL). In una pubblicazione, Zero Energy Buildings: A Critical Look at the Definition, NREL suggerisce quattro direzioni per definire Net Zero Energy:

• Luogo (Net Zero Site Energy). Si riferisce all'energia consumata in un sito (per es. un fabbricato), indipendentemente da come e dove viene creata. Il rapporto tra energia generata e quella consumata in un anno deve essere pari a zero, per cui ogni unità di energia utilizzata corrisponde ad un'unità di energia prodotta.
• Fonti ( Net Zero Source Energy). Riguarda l'energia primaria che serve ad estrarre e a fornire energia ad un sito, compresa quella che potrebbe perdere o sprecare nel processo di generazione, trasmissione e distribuzione.
•  Costi ( Net Zero Energy Cost). Significa che un edificio, nel corso di un anno,  ha una bolletta energetica utile pari a zero dollari. In alcuni casi, i proprietari degli edifici e gli operatori potrebbero usufruire della vendita dei Crediti di Energia Rinnovabile (RECs, Renewable Energy Credits).  Essi sono una certificazione richiesta  dai produttori di energia da fonti rinnovabili. I RECs sono ceduti ai trader, i quali li propongono agli utenti finali attraverso contratti di energia verde certificata.
• Emissioni (Net Zero Emissions).  Riguarda la produzione energetica o la trasformazione da una forma ad un'altra, senza emissioni, soprattutto senza anidride carbonica.
  

( Head Quarter Packard Foundation progettato dagli architetti dello studio EHDD - Credit Foto: EHDD)

Molti gli edifici NZEB (residenziali, commerciali, storici ecc.) presenti nel mondo.  In California, a Los Altos, si trova uno dei più grandi edifici dallo standard NZEB: l'Head Quarter della Packard Foundation commissionato da David e Lucille Packard (della società tecnologica Hewlett-Packard). Il desiderio è stato quello di possedere come sede della loro fondazione no-profit, un fabbricato sostenibile, che avesse un impatto ambientale inferiore e consumasse meno energia. Gli architetti dello studio EHDD hanno così realizzato un immobile che si è guadagnato la certificazione LEED Platinum. I materiali utilizzati sono stati tutti naturali e locali. Grande attenzione è stata data al comfort e alla salute, in vista del fatto che in quelle stanze gli ospiti avrebbero dovuto trascorrere la maggior parte del tempo.
A Los Angeles c'è la sede di Morphosis. In Florida, a St. Petersburg, al Grand Central District vi è il primo centro commerciale  ospitante tre diverse società. In Italia un potenziale NZEB è l'edificio commerciali della Naturalia Bau, in provincia di Bolzano.  A Seul c'è l'Energy Dream Center, inaugurato nel 2012.

(Sede della Naturalia Bau, edificio a emissioni zero - Credit Foto: Archinfo.it)

La maggior parte degli edifici NZEB sono collegati ad una rete elettrica. Quando le fonti rinnovabili non riescono a soddisfare al fabbisogno energetico richiesto, ci si affida a quelle tradizionali (gas naturale, elettricità, ecc.). Indipendentemente dalle definizioni e dai parametri, una progettazione edilizia tesa a dare priorità agli NZEB risulta fondamentale, strategica e conveniente. 

Fonti:
Whatls.com
Green Building, Rinnovabili.it
WBDG (WHole Building Design Guide)

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