Verso l’edilizia Zero Emissioni: il ruolo dell’involucro nell’efficienza energetica tra nZEB e ZEmB

Negli ultimi anni, la lotta al cambiamento climatico ha reso sempre più urgente la necessità di ridurre le emissioni di CO₂, soprattutto nel settore delle costruzioni che contribuisce significativamente all’inquinamento atmosferico e al consumo di energia.

In questo contesto, il concetto di edificio a zero emissioni si sta affermando come uno dei pilastri della strategia europea per la transizione energetica.

Il passaggio verso edifici a zero emissioni non solo riduce l’impatto ambientale, ma migliora anche il comfort abitativo e può generare risparmi economici nel lungo termine.

Con la recente revisione della Direttiva europea in materia di efficienza energetica, l’EPBD IV (Energy Performance of Buildings Directive), gli standard per gli edifici a emissioni zero sono stati ulteriormente definiti, rafforzando l’obiettivo di decarbonizzare il parco edilizio entro il 2050.

PER APPROFONDIRE LEGGI
Guida alla Direttiva Case Green (EPBD IV)

Contestualizziamo la sostenibilità

In un contesto globale sempre più attento ai temi della sostenibilità ambientale e delle emissioni zero, termini come "edifici sostenibili" e "case ecologiche" sono diventati parte del lessico quotidiano. Tuttavia, con l'aumento dell'interesse verso l'efficienza energetica e l'architettura biosostenibile, emerge la necessità di fare chiarezza su queste tematiche, soprattutto per un pubblico sempre più consapevole e attento.

Negli ultimi vent'anni, la consapevolezza verso l'ecologia e la bioarchitettura è cresciuta notevolmente. Questo cambiamento ha avviato una rivoluzione sia progettuale che tecnologica nel settore delle costruzioni, mirata ad ottimizzare l'efficienza energetica degli edifici e a ridurne l'impatto ambientale.

Il primo passo significativo in questo percorso è stata la Direttiva 2002/91/CE sulla prestazione energetica degli edifici, a cui ha fatto seguito la più conosciuta Direttiva 2010/31/UE, che ha introdotto il concetto di nZEB (Nearly Zero Energy Building), ossia edifici a energia quasi zero. Questi edifici sono progettati per minimizzare i consumi energetici sfruttando ampiamente le fonti rinnovabili.

L’ultima revisione della normativa europea, la Energy Performance of Buildings Directive (EPBD IV), mira ancora più in alto: raggiungere l’azzeramento delle emissioni di gas serra entro il 2050, in linea con il pacchetto Fit for 55 e il Green Deal Europeo.

Un concetto centrale introdotto da questa nuova direttiva è quello di ZEmB (Zero Emission Building).

Negli ultimi mesi, l'EPBD IV, spesso definita mediaticamente Direttiva Green o Direttiva Case Green, ha suscitato l’attenzione non solo degli specialisti del settore, ma anche del pubblico più ampio, generando dibattiti e talvolta disinformazione.

È importante sottolineare, tuttavia, che questa normativa è ancora in fase di approvazione e non è stata pienamente recepita da tutti gli Stati membri.

I professionisti del settore conoscono bene le sfide legate al patrimonio edilizio italiano, caratterizzato da una grande varietà di destinazioni d’uso, tipologie costruttive e materiali.

Purtroppo, una significativa parte degli edifici esistenti mostra scarse prestazioni energetiche: secondo i dati ENEA, evincibili dal Rapporto annuale sulla Certificazione Energetica degli Edifici 2024, dall’analisi degli Attestati di Prestazione Energetica (APE) si evince che il 46,6% degli edifici certificati nel 2023 non supera la classe F.

NOVITA' DELL'EPBD IV
La novità cruciale introdotta dalla direttiva EPBD IV è l'attenzione posta non solo sul consumo energetico degli edifici, ma anche sull'impatto ambientale complessivo, considerando le emissioni di gas serra prodotte lungo tutto il ciclo di vita dell’edificio. Questo spostamento di focus rappresenta un cambiamento importante nella regolamentazione, sottolineando l'urgenza di non rivolgere il proprio interesse solo all’indice di prestazione energetica globale, ma anche le emissioni di CO₂ associate alle costruzioni ed al loro uso.

I protagonisti della migrazione verso l’efficienza e le zero emissioni: tra nZEB e ZEmB

La quarta revisione della Direttiva EPBD rappresenta un passo decisivo verso l’obiettivo della neutralità climatica entro il 2050. Questa direttiva stabilisce che tutti i nuovi edifici dovranno essere a zero emissioni a partire dal 2030, mentre per gli edifici pubblici l’obbligo è anticipato al 2027.

In sostanza si evince come risulti crescente l’importanza di avere un’edilizia energeticamente sempre più efficiente.

Il confronto tra edifici ZEmB (o ZEB, Zero Emission Buildings) e nZEB (Nearly Zero Energy Buildings) è cruciale per evidenziare l'evoluzione delle tecnologie e delle normative in questo settore.

Definizioni e  differenze tra ZEmB e nZEB

Le differenze chiave possono essere così riassunte:

• ZEmB (Zero Emission Buildings): secondo la EPBD IV, un edificio ad emissioni zero non solo deve essere energeticamente efficiente, ma deve coprire il proprio fabbisogno energetico con fonti rinnovabili prodotte in loco, riducendo così le emissioni di CO₂ prodotte dal consumo di energia fossile. La direttiva spinge anche verso la riduzione delle emissioni incorporate nei materiali da costruzione, considerando l’intero ciclo di vita dell’edificio; l’obiettivo è arrivare a zero emissioni clima-alteranti. In questi edifici, l’involucro ha un ruolo strategico.

• nZEB (Nearly Zero Energy Buildings): Gli edifici a energia quasi zero sono stati introdotti dalle precedenti revisioni della Direttiva come una tappa intermedia verso la decarbonizzazione. Gli nZEB sono edifici con un fabbisogno energetico estremamente basso, coperto principalmente da energie rinnovabili. In un nZEB, l’involucro è fondamentale per minimizzare la dispersione termica e ridurre i fabbisogni energetici, ma è opportuno che sia affiancato da impianti tecnici avanzati.

Anche le loro definizioni normative hanno subito un’evoluzione così come di seguito evidenziato.

Passare dagli edifici nZEB agli ZEmB (o ZEB) rappresenta un passaggio fondamentale per ridurre ulteriormente le emissioni nel settore edilizio, responsabile di circa il 40% del consumo energetico complessivo dell'UE.

Mentre i modelli nZEB hanno contribuito a ridurre il fabbisogno energetico, gli edifici ZEB mirano a rendere le strutture attori attivi nella transizione energetica, attraverso la riduzione delle emissioni di carbonio a lungo termine e l’integrazione delle fonti rinnovabili nell'involucro edilizio.

Questi concetti si ispirano al noto metodo Passive House, una metodologia costruttiva in cui l’involucro edilizio e i sistemi di ventilazione sono integrati in modo da offrire elevati livelli di comfort abitativo, soddisfacendo buona parte del fabbisogno energetico per riscaldamento e raffrescamento tramite sistemi passivi.

Un edificio può essere considerato Passive House se rispetta i seguenti parametri:

• fabbisogno energetico utile per il riscaldamento ≤ 15 kWh/(m²a)
• fabbisogno energetico utile per il raffrescamento ≤ 15 kWh/(m²a)
• carico termico invernale ≤ 10 W/m²
• tenuta all’aria (n50) ≤ 0,6/h
• fabbisogno energetico primario ≤ 120 kWh/(m²a)

L’approccio delle Passive House ha avviato una rivoluzione nel risparmio energetico, soprattutto attraverso interventi di retrofit che privilegino l’ottimizzazione dell’involucro edilizio, riducendo la necessità di modifiche impiantistiche.

La componente passiva del costruito riveste un ruolo cruciale in questa transizione, infatti, il tentativo di ridurre l’uso di fonti energetiche, siano esse fossili o rinnovabili, comporta comunque un dispendio di energia. Adottare una prospettiva diversa nell’affrontare questi interventi di rinnovamento potrebbe rendere l’intero processo meno energivoro.

La progettazione dell’involucro non può quindi prescindere dalle esigenze energetiche dell’edificio.

Aspetti come le caratteristiche termo-igrometriche, il comfort acustico e il benessere ambientale degli occupanti, nel rispetto dei differenti dispendi metabolici, contribuiscono a configurare una progettazione orientata a minimizzare i consumi.

Il ruolo dell’involucro nell’efficienza energetica

La “pelle” dell’edificio rappresenta il primo "filtro" tra l'ambiente esterno e gli spazi interni di un edificio.
La sua progettazione ha un impatto diretto sui consumi energetici, e svolge un ruolo fondamentale nella regolazione del microclima interno, riducendo la necessità di riscaldamento e raffreddamento.

In particolare, negli edifici nZEB e ZEmB, l'involucro è una delle componenti chiave per ottenere prestazioni energetiche elevate e minimizzare le emissioni.

Negli edifici a energia quasi zero e a emissioni zero, le componenti perimetrali (verticali ed orizzontali, opache e trasparenti) sono una componente fondamentale per raggiungere alte prestazioni energetiche e minimizzare le emissioni. Oltre a fungere da barriera contro le dispersioni, l’involucro ottimizza il flusso energetico tra interno ed esterno.

Negli nZEB, quest’ultimo, deve essere ottimizzato per ridurre il fabbisogno energetico per la climatizzazione. Negli ZEmB, invece, l’involucro non solo deve garantire l’efficienza energetica, ma anche contribuire a ridurre o eliminare le emissioni, integrando materiali sostenibili, a basse emissioni o carbon-negative.

Tenuta all’aria, gestione del comfort e ventilazione

Un sistema edificio-impianto in cui non vi siano ponti termici e siano limitate le perdite per infiltrazione, massimizza la cosiddetta efficienza passiva. Questo approccio è centrale sia negli nZEB, dove l’obiettivo è mitigare i consumi energetici, sia negli ZEmB, in cui si mira a ridurre a zero le emissioni operative, aumentando il comfort abitativo.

La tenuta all’aria è fondamentale per garantire che l'involucro non permetta infiltrazioni indesiderate che possano compromettere il bilancio energetico.

Per gli ZEmB, è comune l'uso di ventilazione meccanica controllata (VMC) con recupero di calore, che migliora l’efficienza complessiva e assicura la qualità dell’aria interna.

Negli nZEB, si può trovare una combinazione di ventilazione naturale e meccanica, a seconda del progetto e delle esigenze specifiche.

Materiali e tecnologie avanzate

In questa ampio quadro di lettura è però importante che vengano utilizzati materiali e tecnologie opportunamente adattate, come:

• Materiali isolanti ad alte prestazioni: negli nZEB, si usano materiali come pannelli di polistirene espanso o lana minerale, mentre nei ZEmB si punta su soluzioni più avanzate come pannelli isolanti a base di aerogel o cappotti termici di nuova generazione che considerano l’intero ciclo di vita dell’edificio.

• Vetri a controllo solare: vetri a bassa emissività e facciate vetrate ad alte prestazioni limitano le perdite di calore, ottimizzano l’apporto di luce naturale e prevengono il surriscaldamento estivo.

• Facciate ventilate: questo sistema migliora l’efficienza termica dell’involucro grazie a uno strato di ventilazione naturale, che riduce il carico termico estivo e migliora il comfort indoor.

Fattore solare e schermature

Un altro aspetto cruciale per l’efficienza energetica dell'involucro è la gestione del fattore solare, cioè la quantità di energia termica che entra nell’abitazione per irraggiamento.

Sia negli edifici nZEB che negli ZEmB, è essenziale bilanciare l'apporto di luce naturale per evitare il surriscaldamento estivo.

Soluzioni come schermature dinamiche, vetri a controllo solare o facciate ventilate contribuiscono a ottimizzare le prestazioni dell'involucro.

Nei ZEmB, l'involucro può anche essere parte integrante di sistemi avanzati per la captazione e gestione dell’energia solare, contribuendo alla produzione energetica rinnovabile dell’edificio.

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L'articolo continua con.

• Progetti ZEmB: alcuni Case study
  
• Tecnologie per raggiungere le zero emissioni
  
• Verifica e monitoraggio delle prestazioni
• Conclusioni