Neumann Werner

Grattacieli e energia. Un altro segreto delle banche [15/07/2008]

Traduzione di Paola Rudan

Il punto di partenza. L’energia non è un problema negli edifici non residenziali

Nell’Unione Europea, gli edifici commerciali (edifici non residenziali) consumano più del 25% dell’energia finale complessivamente utilizzata, determinando un innalzamento del livello delle emissioni di carbonio e un aumento dei costi energetici. Tuttavia, cominciano a vedersi i primi sforzi e i primi incentivi consistenti verso la progettazione e la costruzione di edifici commerciali con un consumo energetico significativamente inferiore. Negli ultimi anni, le iniziative locali e i progetti europei hanno elaborato nuovi metodi per analizzare la domanda di energia, e sono stati costruiti diversi edifici commerciali a basso consumo energetico – riducendo la domanda di energia, combinando in modo efficiente calore e elettricità, integrando fonti di energia rinnovabili. Gli edifici a basso consumo energetico sono economici da costruire, hanno costi operativi inferiori e sono molto confortevoli.

In che modo riconoscere il problema dell’energia

Ci sono molte ragioni per cui le questioni energetiche non sono adeguatamente integrate nel processo di progettazione degli edifici non residenziali. Anche se i prezzi aumentano, infatti, i costi dell’energia rappresentano solo una parte relativamente modesta dei costi complessivi di un edificio – come le spese in conto capitale/affitto, i costi di mantenimento, la pulizia, la sicurezza, ecc. – e costituiscono una parte ancora minore se confrontati con i costi totali di un posto di lavoro, compresi i salari.

Un punto fondamentale è l’esclusione degli aspetti energetici dalle competizioni per il design e l’architettura dei nuovi grattacieli. L’architettura definisce la forma e la facciata esterna dell’edificio, ma, nella maggior parte dei casi, non si considera che l’architetto, con le sue decisioni relative alla facciata, incide anche, “tra parentesi”, sulla determinazione del fabbisogno energetico.

Il passo successivo – lo studio degli impianti di illuminazione e di ventilazione per il riscaldamento e l’aria condizionata (Heat Ventilation Air Conditioning, HVAC), ecc. – costituisce, di solito, una fase separata. Per soddisfare determinati requisiti e condizioni di comfort, gli impianti diventano più costosi, dovendo “combattere” contro le immodificabili decisioni dell’architetto. Il problema principale è la mancanza di trasparenza e di una procedura iterativa aperta volta a trovare soluzioni migliori. Un ostacolo intrinseco è che l’onorario dei progettisti è proporzionale alla potenza dei sistemi di consumo energetico installati. Le dimensioni eccessive sono una risposta anche al problema della garanzia.

L’energia primaria è il punto di riferimento

Come prima reazione al problema dell’energia negli edifici commerciali, un gruppo di architetti ha cominciato a orientarsi, alla metà degli anni ’80, verso una “architettura solare” (Behnisch, Herzog, ecc.). Tuttavia, il fatto che il sole fornisca gratuitamente l’energia per il riscaldamento, consentendo di risparmiare sui relativi combustibili, può tradursi in uno svantaggio, soprattutto nei grattacieli con facciate completamente di vetro perché, qui, aumenta la domanda di raffreddamento. Un problema ancora più critico è che l’elettricità necessaria ai sistemi di raffreddamento o ad altri scopi non è sempre trattata come “energia”, sia perché i progettisti pensano solo al riscaldamento sia perché, più in generale, l’elettricità non è considerata un problema ambientale o un problema di costi. Di conseguenza, si tende a concentrarsi sull’“energia primaria”, cioè a utilizzare per questi edifici ogni tipo di energia ricavata dai pozzi petroliferi e dalle miniere, consumando così il 50-70% dell’elettricità prodotta dalle centrali nucleari e dagli impianti energetici fossili.

Di conseguenza, le questioni relative all’efficienza energetica non sono affrontate adeguatamente e, talvolta, vengono del tutto ignorate. A peggiorare la situazione contribuisce il fatto che le esperienze negative emerse nella fase di utilizzo sono mantenute nel più assoluto segreto, onde evitare di incorrere in dispute senza fine con l’architetto o con altri progettisti dell’equipe. Ne risulta che i fallimenti non sono in grado di innescare alcun feed back, mentre i successi non vengono sufficientemente pubblicizzati.

Enormi differenze nella domanda energetica dei grattacieli

Con la crescita dei costi energetici, al livello di un “secondo affitto”, per gli edifici commerciali, con le decisioni politiche volte a ridurre le emissioni di CO2 e la dipendenza energetica, si sono sviluppate, a partire dal 1995, alcune iniziative per analizzare in dettaglio la domanda di energia. In una comparazione “campione” realizzata a Francoforte sul Meno, è emerso che lo spettro del consumo di energia primaria (elettricità*3+riscaldamento) va dai 1000 kWh/m2*a del 1970 (facciate completamente chiuse e climatizzazione) ai 400 kWh/m2*a del 1980-1990 (semi-climatizzazione) e ai 100-200 kWh/m2*a per gli edifici commerciali di nuova costruzione. Interessante è il fatto che, nella maggior parte dei casi, la climatizzazione e il comfort degli utenti sono migliori nei moderni edifici a basso consumo energetico.

La domanda successiva, ovviamente, è se i costi aggiuntivi per gli “investimenti nell’efficienza energetica” mostrino la propria convenienza nel giro di pochi anni. Questa questione preoccupa, di solito, le compagnie di investimento, mentre, al contrario, gli investitori “autonomi” (banche, assicurazioni) dispongono, per gli ammortamenti, di un arco temporale più lungo (> 30 anni) e si sono rivelati dei veri e propri precursori nella costruzione di edifici commerciali e grattacieli a basso consumo energetico. In alcuni casi, i costi degli investimenti per la costruzione di edifici efficienti dal punto di vista energetico sono stati addirittura inferiori, perché l’ottimizzazione della facciata e la minore domanda energetica hanno permesso di ridurre gli impianti di ventilazione e raffreddamento o di beneficiare del raffreddamento gratuito.

La direttiva europea dà nuovi impulsi

Sapendo che l’elettricità ha un forte impatto ambientale (il rischio nucleare e le scorie atomiche; l’elettricità derivata dal carbone produce il 40% delle emissioni di CO2 in Germania), la Direttiva Europea sulla performance energetica degli edifici ha fornito nuovi impulsi. Basandosi sulla domanda primaria, che include l’elettricità per l’illuminazione, la ventilazione e il raffreddamento, i proprietari degli edifici devono presentare un certificato energetico (kWh/sq.m) e una serie di proposte di miglioramento. Tutti gli Stati membri dell’Unione Europea devono implementare questa direttiva, ma sono emersi 25 schemi differenti. Delle etichette informative illustrano sia la domanda energetica in condizioni standard sia il consumo reale effettivo dell’edificio.

Energy Performance Certificate
Energy Performance Certificate

Percorsi tecnici verso gli edifici a basso consumo energetico

Gli accorgimenti tecnici degli edifici a basso consumo energetico sono:

  • Riduzione della parte della facciata composta da elementi di vetro;
  • Doppie finestre con ombreggiatura interna;
  • Modalità di raffreddamento gratuito notturno;
  • Soffitti termoattivi, come sistema di riscaldamento e raffreddamento auto-regolato;
  • Tecnologie ad alta efficienza in ogni campo, come l’illuminazione, le pompe, la ventilazione;
  • Dispositivi di controllo “facili” per gli utenti, combinati con un sistema di gestione dell’edificio e dell’energia;
  • Una cogenerazione di calore ed elettricità altamente efficiente, a volte con una refrigerazione ad assorbimento che utilizzi il calore in eccesso durante l’estate;
  • L’integrazione di energie rinnovabili, come pannelli fotovoltaici sulle pareti e sul tetto, recupero di calore con apposite pompe, impiego del pellet (granules bois, combustibile sotto forma di cubetti o sfere di legno) per il riscaldamento.

Percorsi organizzativi verso gli edifici a basso consumo energetico

Ancora più importante delle componenti tecniche è l’organizzazione della progettazione e della costruzione. La decisione principale deve venire dalla parte dell’investitore. Il vertice manageriale deve dire “vogliamo avere un edificio energeticamente efficiente, con meno di 150 kWh/m2*a”. Questo presupposto deve essere oggetto della competizione tra gli architetti. Parallelamente alla progettazione architettonica e tecnica, una “perizia energetica” deve accertare che quest’obiettivo sia costantemente calcolato e controllato. Poiché alcuni dei nuovi schemi di calcolo (DIN 18599 (D), CEN standard) non sono semplici da applicare agli edifici commerciali e ai grattacieli complessi, si raccomanda di ricorrere a sistemi di simulazione o di costruire stanze-modello per effettuare le misurazioni.

Per affrontare i problemi di incompetenza manifestatisi nel processo di progettazione separato, il team energetico dovrebbe essere strettamente responsabile di fronte agli altri soggetti coinvolti nella progettazione, e dovrebbe controllare e garantire i valori dell’obiettivo energetico durante i primi 2-3 anni di utilizzo dell’edificio. Edifici di questo tipo devono essere “rodati”.

Esempi brillanti

A Francoforte sul Meno vi sono alcuni buoni esempi di grattacieli a basso consumo energetico. Innanzitutto la “Commerzbank Tower”, il primo grattacielo le cui finestre possono essere aperte a un’altezza di oltre 200 metri. La domanda di energia per il raffreddamento e il riscaldamento è stata significativamente ridotta. La “Helvetia Insurance” ha costruito un edificio a basso consumo energetico, con una domanda di energia per il riscaldamento inferiore a 25 kWh/m2*a. La “KfW Bank” (banca dello Stato tedesco) ha costruito un edificio con un consumo energetico davvero basso, meno di 100 kWh/m2*a. Anche senza un raffreddamento attivo, la temperatura delle stanze è stata mantenuta, nell’estate del 2003, sotto i 26°. Ora, la KfW si è basata su questa esperienza per un progetto di ristrutturazione e per altri due progetti, volti alla costruzione di nuovi edifici a basso consumo energetico. L’obiettivo è di avere una domanda di energia primaria inferiore a 100 kWh/m2*a, soddisfatta per più di un terzo da fonti energetiche rinnovabili come l’energia solare e la biomassa.

Commerzbank Tower
Commerzbank Tower
KfW Bank
KfW Bank

Sitografia

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