Questa guida è destinata a chiunque sia interessato a utilizzare l’energia in modo più sostenibile nei propri progetti edilizi. Vi fornirà una panoramica dei metodi più efficaci e ampiamente disponibili per rendere gli edifici più “verdi” dal punto di vista energetico.
Abbiamo diviso la guida in due sezioni principali, in modo che possiate considerare sia come alimentare il vostro edificio, sia come utilizzare saggiamente l’energia una volta che è stata collegata. La sezione I si concentra sulle fonti energetiche alternative rinnovabili che potete incorporare nel vostro progetto edilizio. La sezione II vi illustra alcune strategie per ridurre la quantità di energia che il vostro progetto completo utilizzerà.
La guida è orientata più verso progetti residenziali che verso grandi progetti commerciali o pubblici, anche se le informazioni sono applicabili a tutti. In ogni sottosezione sono incluse ulteriori risorse, se si desidera ottenere informazioni più tecniche su uno qualsiasi degli argomenti.
I. Fonti alternative di energia rinnovabile
Uno degli aspetti più importanti della sostenibilità da considerare in un progetto edilizio è la provenienza dell’energia che alimenterà il progetto completato. Sia le nuove costruzioni che le ristrutturazioni offrono l’opportunità di passare da fonti energetiche convenzionali, basate sui combustibili fossili, a fonti energetiche più pulite. Ecco le opzioni pulite più comuni.
Sistemi a energia solare
I sistemi a energia solare utilizzano in genere una serie di celle solari per trasformare la luce solare in elettricità. I sistemi prontamente disponibili sul mercato includono pannelli fotovoltaici (PV) montati su un tetto o su un campo a terra, ma esistono anche altre opzioni per l’energia solare.
I sistemi fotovoltaici integrati negli edifici (BIPV) incorporano la tecnologia solare a film sottile in componenti edilizi quali tetti o facciate. Le coperture solari sono l’opzione più diffusa e pratica per le abitazioni residenziali. I materiali per coperture solari includono tegole o scandole dall’aspetto convenzionale. Queste possono essere installate come i materiali convenzionali per coperture e collegate alla rete o a un banco di batterie.
Una terza opzione, meno comune, è la conversione solare termica. Come suggerisce il nome, la tecnologia solare termica converte la radiazione solare in calore. I collettori assorbono i raggi del sole e trasferiscono il calore al fluido vettore che scorre nei tubi dai collettori al sistema HVAC o di acqua calda di un edificio. Sebbene la conversione solare-termica-elettrica sia in aumento, la conversione termica è tipicamente utilizzata al giorno d’oggi per il riscaldamento domestico e l’acqua calda.
Pro, contro e considerazioni
Poiché i sistemi solari stanno diventando sempre più comuni, sono anche più facili da trovare e meno costosi da installare. Il solare è un’opzione flessibile, con diverse dimensioni e tipi di sistemi disponibili a seconda delle esigenze e del budget.
La produttività di qualsiasi sistema solare dipende dalle sue dimensioni. Se si dispone di uno spazio limitato per un impianto solare, anche la produzione di energia sarà limitata. Anche l’ubicazione del sito è un fattore determinante per la quantità di energia che si sarà in grado di produrre.
Se nella tua zona non c’è molto tempo sereno, o se hai un tetto che non è orientato per sfruttare al meglio i raggi del sole (ad esempio, rivolto a sud se ti trovi nell’emisfero settentrionale), puoi comunque utilizzare la tecnologia solare, anche se potrebbe volerci più tempo per recuperare il tuo investimento finanziario.
I sistemi solari possono essere off-grid o collegati alla rete elettrica. I sistemi off-grid sono ideali per chi si trova in località remote, ma richiedono l’uso di un banco di batterie per immagazzinare l’energia. Chi ha accesso alle reti elettriche potrebbe prendere in considerazione l’idea di collegare il sistema.
La maggior parte dei paesi europei offre il net-metering, che consente ai proprietari di sistemi di inviare alla rete l’energia prodotta in eccesso per ottenere un credito. Il credito viene applicato alle bollette dell’energia quando la resa solare è bassa e il sistema deve attingere ulteriore energia dalla rete.
Con un sistema collegato alla rete, la produzione irregolare di energia è meno problematica, anche se l’assenza di collegamento alla rete significa che non si è soggetti alle interruzioni di corrente che colpiscono le normali utenze.
Una nota sulle batterie
Chi sta pensando di installare sistemi solari per motivi ambientali dovrebbe essere consapevole che c’è un dibattito sulla compatibilità ambientale della tecnologia stessa.
Le batterie sono particolarmente preoccupanti (sia per i sistemi solari che per quelli eolici). La produzione di batterie per immagazzinare energia pulita richiede pratiche e materiali non molto ecologici. L’estrazione del litio, ad esempio, è ad alta intensità energetica e soprattutto idrica. Uno studio del 2017 dell’Università del Texas a Austin ha scoperto che l’immagazzinamento dell’energia solare nelle batterie “aumenta effettivamente sia il consumo energetico che le emissioni” rispetto ai sistemi collegati alla rete. E riciclare le batterie quando raggiungono la fine della loro vita utile può essere difficile, non da ultimo a causa dei componenti tossici coinvolti.
Questo non per dissuaderti dall’utilizzare le batterie per andare off-grid, ma per illustrare che, con lo sviluppo di tecnologie rinnovabili alternative, avremo anche bisogno di politiche e pratiche pubbliche lungimiranti per affrontare le lacune e garantire che non stiamo scambiando una serie di preoccupazioni ambientali con un’altra.
Eolica
L’energia eolica, o piccoli impianti eolici, alimenta una casa utilizzando il vento per far girare le pale di una turbina, che si collega a un generatore che converte l’energia rotazionale in elettricità. Come i sistemi solari, le turbine eoliche possono essere collegate alla rete o essere off-grid. I sistemi eolici off-grid possono anche utilizzare banchi di batterie per immagazzinare l’energia in eccesso.
Non tutte le turbine eoliche devono essere strutture gigantesche, ma l’altezza della torre e il diametro del rotore della turbina determineranno la quantità di energia che si può produrre. Come minimo, sarà necessario assicurarsi che la turbina sia montata al di sopra di eventuali ostacoli significativi (“9 metri sopra qualsiasi cosa entro 91 metri”, secondo Energy.gov).
Pro, contro e considerazioni
Se installate correttamente, le turbine eoliche sono durevoli e resistenti. Se vivi in una zona ricca di risorse eoliche, una turbina può fornirti una fonte di energia stabile e pulita. I piccoli impianti eolici si abbinano bene ai pannelli solari per compensare i modelli meteorologici irregolari.
Lo spazio è una considerazione importante in questo caso. La chiave del successo delle turbine eoliche è la scelta del sito appropriato, per il quale i proprietari di case rurali avranno maggiore flessibilità. Le torri possono essere autoportanti o con tiranti, e le torri con tiranti, che sono meno costose da installare, hanno bisogno di spazio per le linee.
Il vento è variabile, quindi anche la quantità di energia che si può generare lo sarà. È essenziale fare ricerche sulla velocità media del vento nella propria regione, così come sulla dimensione appropriata della turbina per il proprio sito particolare. Anche le leggi locali potrebbero essere un ostacolo: non tutte le aree permettono l’installazione di una turbina.
Energia geotermica (pompe di calore geotermiche)
I sistemi di energia geotermica sfruttano la temperatura costante del sottosuolo per riscaldare e raffreddare le abitazioni. Il funzionamento è simile a quello dei frigoriferi, con refrigerante e acqua che vengono pompati nel sottosuolo attraverso tubature. Il terreno riscalda il liquido (in inverno) o lo raffredda (in estate). Il liquido riscaldato o raffreddato viene poi distribuito attraverso radiatori o un sistema convenzionale ad aria forzata.
I sistemi geotermici sono solitamente installati come un sistema a circuito chiuso verticale che viene perforato direttamente nel terreno o come un sistema a circuito chiuso orizzontale che crea lo stesso effetto con tubi interrati in una griglia o in anelli a una profondità di 1,8-3 metri.
Pro, contro e considerazioni
Per cominciare con i contro, il costo può essere un fattore proibitivo per l’installazione di sistemi di energia geotermica. I sistemi verticali a circuito chiuso richiedono una perforatrice per raggiungere la profondità necessaria, che va dai 90 ai 180 metri, quindi l’esborso iniziale può essere difficile da recuperare.
I sistemi orizzontali a circuito chiuso sono meno costosi da installare, ma richiedono un’area ampia per posare un numero sufficiente di tubi. Scavare le trincee per i tubi è estremamente fastidioso e molti proprietari di case non hanno l’area necessaria per posarli.
Una volta installato, però, il sistema geotermico è economico e richiede poca manutenzione. Oltre ad essere un’energia pulita, il sistema geotermico è molto più efficiente di altri metodi di riscaldamento e raffreddamento (circa il 200-300% di efficienza rispetto alle caldaie a gas ad alta efficienza, pari al 92%). Questi sistemi sono silenziosi e funzionano in modo meno intenso, fornendo una fonte di calore più uniforme. Sono anche molto duraturi e funzionano sia come caldaie che come condizionatori d’aria in uno.
Biodiesel
Il biodiesel è un combustibile prodotto da una combinazione di alcol e oli come l’olio vegetale o i grassi animali. Il processo produce un olio a combustione pulita che è biodegradabile. Gli oli possono essere nuovi o usati, con grassi riciclati che producono un combustibile con un’impronta di carbonio molto più bassa. Si sente spesso parlare dell’uso del biodiesel nei veicoli, ma può essere utilizzato anche come additivo per l’olio da riscaldamento domestico. Di solito viene aggiunto all’olio combustibile convenzionale per creare una miscela contenente tra il 5 e il 20% di biodiesel.
Pro, contro e considerazioni
Chi possiede una caldaia a gasolio potrebbe trovare nel biodiesel un modo logico per ridurre il consumo di combustibili fossili. È facile da aggiungere ai serbatoi del gasolio e non richiede alcuna nuova attrezzatura o manutenzione.
Detto questo, il biodiesel è un solvente, quindi è necessario monitorare con maggiore attenzione i componenti del sistema, come le guarnizioni in gomma. Il lato negativo è che il biodiesel è più costoso di altri tipi di carburante e può essere difficile da trovare.
Il biodiesel presenta una serie di questioni etiche da considerare in relazione alla sicurezza alimentare. Mentre l’industria sta sviluppando biocarburanti cellulosici (biocarburanti prodotti da materiali vegetali non commestibili), attualmente il biodiesel è tipicamente prodotto da colture alimentari come la soia. La domanda di queste colture in tutti i settori ha portato a un aumento dei prezzi dei generi alimentari.
II. Risparmiare energia
Indipendentemente dalla provenienza dell’energia, l’integrazione di strategie per utilizzarne meno è un elemento fondamentale di qualsiasi progetto di bioedilizia. In questa sezione, offriamo alcuni suggerimenti su quali aree focalizzare le strategie di risparmio energetico, nonché modi per ridurre il consumo energetico continuo del progetto.
L’involucro edilizio
In Europa, a seconda della regione, circa il 60-80% della bolletta energetica di una famiglia è destinato al riscaldamento, il che rende l’involucro edilizio un aspetto fondamentale per il rendimento energetico della casa.
La perdita di calore è uno spreco significativo dell’energia totale di una casa, ma ci sono diversi modi per prevenirla e affrontarla. Tobias Roberts di Rise spiega che la perdita di calore nelle case può essere suddivisa come segue:
- Pareti (35%)
- Finestre e porte (25%)
- Soffitte (25%)
- Seminterrati e pavimenti (15%)
Mantenere il calore in casa dipende da una efficace tenuta all’aria, da ponti termici minimi e da un adeguato isolamento. I nuovi progetti di costruzione hanno le migliori opportunità per garantire che le case siano adeguatamente sigillate con barriere d’aria e vapore, che le pareti siano costruite in modo tale che i materiali di intelaiatura non creino ponti termici nell’involucro e che soffitte, pareti e scantinati siano isolati almeno secondo i codici di costruzione minimi locali.
I progetti di ristrutturazione potrebbero essere più limitati perché alcune misure di efficienza potrebbero non essere pratiche o addirittura fattibili. Detto questo, qualsiasi semplice sforzo come calafatare le finestre e mettere guarnizioni intorno alle porte può fare la differenza in termini di prestazioni energetiche.
Considera la possibilità di fare un audit energetico per avere indicazioni più specifiche su come massimizzare le prestazioni termiche della tua casa. Un audit energetico è il modo migliore per individuare dove si verificano le perdite di calore e dove concentrare gli sforzi di ristrutturazione.
Elettrodomestici
Circa il 10-20% dell’energia utilizzata dalle famiglie europee è destinata agli elettrodomestici, quindi c’è la possibilità di fare una differenza significativa se si acquistano nuovi elettrodomestici per la propria casa.
La legislazione dell’UE sull’etichettatura energetica e sulla progettazione ecocompatibile è stata concepita per migliorare l’efficienza energetica degli elettrodomestici venduti nel continente. I produttori e i rivenditori devono indicare l’etichetta energetica sui loro apparecchi, il che rende più facile per i consumatori trovare il prodotto più efficiente dal punto di vista energetico. L’etichetta energetica indica la quantità di energia che un apparecchio consuma all’anno, nonché altri dettagli sul consumo di risorse (ad esempio, per una lavatrice indica la quantità di acqua che utilizza). L’etichetta energetica è facile da usare: una valutazione con una lettera più alta (da A a G0) indica che l’apparecchio è più efficiente.
La differenza può essere enorme: un frigorifero di 300 litri di classe G potrebbe consumare il 60-70% di elettricità in più rispetto a un frigorifero di classe A, il che potrebbe fare la differenza tra una spesa di 45 euro all’anno o 150 euro all’anno in elettricità.
Qui puoi trovare informazioni sull’etichettatura energetica e i requisiti di progettazione ecocompatibile per vari tipi di elettrodomestici. Se stai cercando di acquistare un elettrodomestico, consulta EPREL – European Product Registry for Energy Labelling per un elenco di elettrodomestici.
Illuminazione
Quando si tratta di ridurre l’energia utilizzata dalle luci, pensa all’illuminazione diurna. L’illuminazione diurna è semplicemente la pratica di utilizzare la luce naturale per ridurre la dipendenza di un edificio dalle luci elettriche. Le strategie specifiche per l’illuminazione naturale spaziano da soluzioni semplici, come spostare una scrivania sotto una finestra, fino a sistemi complessi che reindirizzano e concentrano la luce naturale.
Per sfruttare al meglio questa strategia, incorporatela nel vostro progetto e nella pianificazione fin dal primo giorno. Per le nuove costruzioni, le considerazioni sull’illuminazione possono influenzare la scelta del sito e la progettazione dell’edificio, e avrete maggiori opportunità di scegliere la configurazione delle finestre e prendere decisioni sugli spazi interni tenendo presente la funzione della luce.
In caso di ristrutturazioni, si è più limitati nel modo in cui si può rispondere alle risorse di luce disponibili. Installare lucernari o finestre aggiuntive è un modo semplice per aggiungere luce diurna, ma è importante valutare il costo (sia finanziario che di efficienza termica di un edificio) rispetto ai potenziali benefici. Basta essere furbi con il colore della vernice, le superfici riflettenti e la disposizione dei mobili per rendere una stanza più luminosa senza incorrere in costi aggiuntivi.
In termini di illuminazione elettrica, le scelte più efficienti saranno le lampadine a LED o CFL. Entrambe saranno molto più efficienti dell’illuminazione a incandescenza (circa il 75% più efficienti). Tuttavia, le lampadine CFL presentano alcuni inconvenienti. Il più grande è che contengono una piccola quantità di mercurio; non abbastanza da danneggiare nessuno se dovessero rompersi, ma è essenziale smaltirle correttamente. Le CFL non possono essere regolate e non funzionano bene come luci ad incasso.
I LED durano circa 25 volte di più delle lampadine a incandescenza e 2-4 volte di più delle CFL. Potrebbero essere più costose all’inizio, ma recuperano facilmente il loro costo.
Tecnologia intelligente
Sul mercato sono disponibili diverse tecnologie intelligenti che consentono di monitorare e ridurre il consumo energetico. I produttori ne decantano le capacità di far risparmiare energia e denaro. La loro effettiva capacità in tal senso dipende da fattori che esulano completamente dal controllo del produttore.
I termostati intelligenti, ad esempio, possono o meno far risparmiare energia. Se si dispone di un termostato non programmabile, ma lo si abbassa ogni sera prima di andare a letto e prima di andare al lavoro, il vantaggio del termostato intelligente non sarebbe tanto il risparmio energetico quanto l’automazione. E anche un normale termostato programmabile fornirebbe questo vantaggio.
Detto questo, le tecnologie intelligenti possono fornire dati sul consumo energetico, dati che possono essere utilizzati per apportare altre modifiche per il risparmio energetico in casa e monitorarne l’efficacia. Come in altri settori, la tecnologia in sé non fornisce il vantaggio. Il vantaggio sta nel modo in cui gli esseri umani la utilizzano.
L’elemento umano del risparmio energetico
Le scelte che facciamo nelle nostre attività quotidiane giocano un ruolo enorme nell’aumentare o diminuire le nostre bollette energetiche. Sappiamo già che dobbiamo spegnere le luci quando non siamo nella stanza e scollegare gli apparecchi che non stiamo usando, ma per chiudere, ecco alcuni suggerimenti specifici per ridurre il consumo energetico mentre completi i tuoi progetti di bioedilizia:
Ove possibile, utilizza l’energia naturale che è già a portata di mano. Lavora durante le ore diurne per ridurre al minimo la necessità di luce artificiale. Completa tutti i compiti che puoi all’esterno e approfitta della brezza per ridurre la necessità di ventilatori. Riduci la necessità di stufe elettriche costruendo o ristrutturando in primavera e in autunno invece che in inverno.
Programma i tuoi viaggi ai negozi di forniture edili per ridurre al minimo l’energia associata al trasporto. Puoi fare car pooling con qualcun altro che deve ritirare qualcosa in ferramenta o combinare il tuo viaggio di fornitura con un viaggio per la spesa.
Infine, fai attenzione all’energia di cui hanno bisogno i tuoi strumenti. Scollegali quando non sono in uso e quando puoi, opta per gli utensili manuali per i lavori più piccoli. La tua energia umana potrebbe non sembrare rinnovabile e sostenibile a volte, ma lo è davvero.
