Miglioramento del comfort termico negli edifici
Le proiezioni climatiche indicano che le ondate di calore estremo in estate potrebbero diventare più frequenti durante il XXI secolo per effetto dei cambiamenti climatici, specialmente in Europa meridionale e sud-orientale (EEA indicators, 2019). Le coste mediterranee, dove sono ubicate molte città e località densamente popolate, sono particolarmente minacciate dall’aumento delle temperature estreme e dalle ondate di calore. Queste aree sono esposte ad un’alta radiazione solare che in estate può causare il surriscaldamento delle parti esterne degli edifici (tetto e pareti) e dell’ambiente interno, facendo aumentare la domanda di aria condizionata e il consumo di grossi quantitativi di energia. Una delle principali sfide nei paesi a clima caldo è realizzare il raffreddamento degli edifici mantenendo un basso impatto ambientale e ridotti costi energetici.
Le misure comprese in questa opzione riguardano modifiche al design interno e all’involucro degli edifici (l’interfaccia tra ambiente interno ed esterno), allo scopo di migliorare il comfort termico e far fronte in particolare all’eccessiva calura durante estati calde. Le misure includono sia sistemi e tecniche usate nell’architettura tradizionale per ridurre l’accumulo di calore (per es. corretto orientamento solare dell’edificio, distribuzione ottimizzata degli spazi interni), sia approcci innovativi (per es. nuovi materiali e tecniche di costruzione) e soluzioni hi-tech (per es. regolazione ottimizzata dei sistemi di aria condizionata, regolazione automatica dell’umidità dell’aria).
Il controllo dell’accumulo e della dissipazione di calore, ottenuto senza ricorrere all’uso di dispositivi meccanici o elettrici, è considerato “raffreddamento passivo”. Il raffreddamento passivo comprende un’ampia gamma di soluzioni specifiche volte a scongiurare l’accumulo diretto di calore solare, immagazzinare l’aria fresca all’interno dell’involucro dell’edificio, eliminare il calore assorbito e rallentare il trasferimento di calore dall’ambiente esterno all’interno dell’edificio. La progettazione tradizionale degli edifici nel Mediterraneo già prende in considerazione le condizioni climatiche locali, compresi gli elementi di raffreddamento passivo volti a minimizzare il surriscaldamento e ridurre il consumo energetico estivo, come pareti spesse, orientamento secondo la brezza marina estiva, uso di materiali lapidei facenti funzione di massa termica, pareti dipinte di bianco. Pareti spesse o ben isolate, aperture idonee, sistemi di schermatura e spazi esterni (per es. cortili), che offrono ombreggiatura e ventilazione naturale, sono alcune delle possibili soluzioni per aumentare il comfort termico e allo stesso tempo risparmiare energia. Facciate e tetti, in quanto elementi più esposti alla radiazione solare, offrono importanti superfici di scambio termico. La loro progettazione può aiutare a ridurre il surriscaldamento negli edifici, senza perdita di energia. Utilizzare tetti e facciate verdi, dipingere i tetti con colori riflettenti o impiegare tegole ventilate sono tra le soluzioni più adottate. Risulta rilevante anche l’organizzazione degli spazi in prossimità degli edifici: in particolare la distribuzione strategica degli alberi può aumentare il flusso d’aria e ridurre l’impatto della radiazione solare e l’effetto isola di calore tipico delle città moderne.
Pure le soluzioni hi-tech possono giocare un ruolo molto importante. Queste includono sensori che permettono un preciso monitoraggio delle condizioni termiche e dunque la regolazione ottimale dell’aria condizionata e della ventilazione, così come consentono l’orientamento dei pannelli ombreggianti secondo le condizioni di insolazione in tempo reale. I sensori e i dispositivi digitali di regolazione termica possono anche essere accoppiati con misure di gestione della domanda, che aiutano a ridurre l’impatto della fabbisogno di raffreddamento nei momenti di picco quando il sistema elettrico è sotto stress.
Nell’ambito del progetto LIFE Herotile, sono state esplorate nuove soluzioni per la regione mediterranea allo scopo di migliorare la prestazione energetica degli edifici attraverso lo sviluppo di tegole innovative, capaci di aumentare la ventilazione sottotegola. Una delle attività dimostrative del progetto è stata svolta a Cadelbosco (Emilia Romagna, Italia), con l’installazione di tegole di nuova progettazione in un vecchio edificio.
Sia i nuovi che i vecchi edifici necessitano di essere adattati al crescente cambiamento di temperatura, per continuare ad offrire un clima interno confortevole e salutare. Le azioni di riqualificazione energetica dei vecchi edifici nei centri storici rappresentano una sfida, ma sono anche importanti opportunità di adattamento poiché costituiscono una quota considerevole del parco immobiliare in Europa (circa il 40% degli edifici è stato costruito prima del 1960. BPIE, 2011).
La Strategia italiana per l’adattamento ai cambiamenti climatici raccomanda l’uso di standard climatici per i materiali di costruzione che limitino l’accumulo di calore negli edifici, incoraggiando soluzioni efficienti a livello energetico e sistemi di raffreddamento passivo per raggiungere il comfort termico desiderato con un ridotto consumo di energia.
In Croazia, il Fondo per la tutela ambientale e l’efficienza energetica implementa i programmi di rinnovamento energetico adottati dal governo croato e cofinanzia le misure di efficienza energetica in vari tipi di edifici (abitazioni residenziali, condomini, edifici commerciali non residenziali ed edifici pubblici). L’obiettivo di tali programmi è quello di ridurre il consumo di energia e le emissioni di CO2 a livello nazionale, attraverso misure che aumentino la protezione termica così come l’efficienza dei sistemi di riscaldamento, raffreddamento e ventilazione. Il portale nazionale croato sull’efficienza energetica offre collegamenti a diverse linee guida e opzioni per audit energetici, isolamento termico, edifici passivi e a basso impatto energetico e case intelligenti.
Costi e benefici
L’utilizzo di sistemi di raffreddamento sostenibili deve essere presa fin dalle prime fasi di progettazione dell’edificio per permettere a questi sistemi di raggiungere il potenziale massimo. I costi variano a seconda della soluzione applicata e del luogo in cui sono realizzati. Per esempio, l’isolamento di pareti e tetti ha prezzi che variano notevolmente a seconda del materiale isolante utilizzato, ma generalmente si aggirano tra 40 e 100 Euro al m2. I prezzi dei vetri a controllo solare sono comparabili o marginalmente più alti dei vetri a isolamento standard, comunemente installati nelle finestre delle abitazioni europee. Lo stesso discorso vale per il vetro a basse emissioni (Low E) che può migliorare considerevolmente l’efficienza del riscaldamento e del raffreddamento.
Questi costi devono essere soppesati con gli impatti benefici sulle abitazioni, sulle aziende e sui budget delle amministrazioni pubbliche in termini di risparmio energetico, che per soluzioni all’avanguardia possono essere molto sostanziali e persino portare a un uso netto di energia vicino allo zero. Al settore edilizio è imputata un’ampia quota di combustibile fossile globale legato alle emissioni di gas serra, principalmente derivante dal riscaldamento e raffreddamento degli ambienti interni. Gli edifici sono responsabili del 40% del consumo energetico totale in Europa. È stato spesso rilevato che circa il 75% degli edifici dell’UE è considerato inefficiente a livello energetico, ma la recente analisi BPIE (Building Performance Institute Europe – Istituto europeo per la prestazione energetica nell’edilizia) nota che il 97,5% del parco immobiliare dovrebbe essere aggiornato. Nel 2018, con la Direttiva 2018/844/EU, sono entrate in vigore nuove regole per la prestazione energetica negli edifici. Dal 1° gennaio 2021 tutti i nuovi edifici nell’UE dovrebbero usare poca o zero energia per il riscaldamento, il raffreddamento e l’acqua calda. Dunque, l’approccio più efficace per ottimizzare le condizioni termiche negli edifici risiede nel migliorare l’efficienza energetica e contribuire alla mitigazione dei cambiamenti climatici.
I benefici in termini di comfort termico dipendono dalla soluzione implementata e sono molto specifici per il sito, e dipendono in gran parte dalle variabili climatiche (temperatura notturna/diurna, vento, umidità dell’aria) che devono essere prese specificatamente in considerazione nella progettazione degli edifici. L’aumento di spazi verdi in un contesto urbano porta anche un certo numero di co-benefici in termini di miglioramento della salute, biodiversità urbana, interazioni sociali e migliorie estetiche. Inoltre, contribuisce a mitigare i cambiamenti climatici.
Tempi di implementazione e durata
I tempi di implementazione mutano a seconda della misura considerata nello specifico, variando da poche ore per installare tende e pannelli ombreggianti fino a diversi mesi o addirittura anni per progettare e costruire o rinnovare un edificio “a prova di clima”. La durata dipende dal tipo di intervento, spaziando da pochi anni fino alla durata residuale dell’edificio. A titolo esemplificativo, il nuovo edificio residenziale a Torino (Italia) “25 verde” ha una durata prevista di circa 50 anni, con la sola manutenzione ordinaria. L’edificio è stato progettato per essere rivestito con oltre 150 alberi e altre piante sulla facciata e sul tetto, con l’obiettivo di creare un micro-clima ideale all’interno dell’edificio e nel contempo ridurre inquinamento aereo e acustico. L’edificio risulta anche ben isolato dalle alte e basse temperature dell’aria esterna, che rispettivamente avvengono durante l’estate e l’inverno.
BPIE ha stimato che il 75-90% degli edifici esistenti rimarrà in piedi al 2050, mentre il tasso di costruzione è complessivamente basso. Per onorare gli impegni presi nell’Accordo di Parigi, per l’Europa è di fondamentale importanza conseguire un tasso di rinnovamento più veloce e profondo (in termini di risparmio energetico).
Risorse per informazioni maggiormente dettagliate
CTCN, Climate Technology Centre and Network
Croatian portal of energy efficiency
Croatian fund for environmental protection and energy efficiency
Freewan, A.A.Y., (2019). Advances in passive cooling design: an integrated design approach. In Zero and Net Zero Energy (edited by Getu Hailu).
Stagrum, A.E.; Andenæs, E.; Kvande, T.; Lohne, J., (2002). Climate change adaptation measures for buildings — a scoping review. Sustainability 2020, 12, 1721.