Una produzione che superi i consumi. Il modello degli edifici Plus Energy

Secondo le disposizioni dell'Unione Europea, dal 2020 tutte le nuove costruzioni dovranno essere a Energia Quasi Zero. Per gli edifici pubblici l'obbligo è anticipato di due anni. Nonostante non vi sia ancora chiarezza su quali siano i parametri specifici per realizzare un edificio NZEB (Nearly Zero Energy Building, Edificio a Energia Quasi Zero), sappiamo che le sue prestazioni devono essere talmente elevate da raggiungere nell'arco di un anno solare un bilancio energetico pari a zero, mediante l'utilizzo (parziale o esclusivo) di fonti rinnovabili. Ciò significa che in un anno, la produzione autonoma di energia da parte dell'edificio mediante fonti rinnovabili (soprattutto fotovoltaico ed eolico) deve essere pari, o quasi, ai suoi consumi. 

Si riuscirà a raggiungere questo risultato? Solitamente quando ci si pone questa domanda, i dubbi maggiori sono relativi all'enorme patrimonio edilizio già esistente, i cui processi di riqualificazione energetica sono notevolmente più complessi rispetto alla realizzazione di un nuovo edificio. Le disposizioni europee, tuttavia, riguardano per il momento solo le nuove costruzioni, quindi la risposta alla nostra domanda non può che essere positiva. Sì, è possibile costruire edifici la cui produzione energetica sia pari ai consumi. Non solo, è possibile addirittura realizzare edifici sia residenziali che commerciali in grado di produrre utilizzando solo fonti rinnovabili più energia di quanta ne necessitano per il loro ordinario funzionamento. 

Le Plus Energy Houses

Stiamo parlando di quelli che convenzionalmente vengono definiti edifici Plus Energy, una definizione risalente agli anni Novanta, i cui principi teorici hanno già trovato applicazione sia in singoli edifici che in interi quartieri. Il primo ad adottare questa definizione è stato Rolf Disch, architetto tedesco autore nel 1994 della prima Plus Energy House del mondo, la Heliotrope di Friburgo, nonché progettista tra il 1999 e il 2006 del Solar Siedlung (o Solar Settlement, sempre a Friburgo), considerato il primo quartiere interamente Plus Energy.

(Heliotrope di Rolf Disch, la prima plus energy house al mondo)

In generale, si definisce Plus Energy House un edificio (residenziale o commerciale) connesso alla rete pubblica che in un anno solare produce, tramite l'utilizzo di fonti rinnovabili, più energia di quella consumata. Affinché questi risultati siano raggiunti, è necessario che l'edificio (o il gruppo di edifici, nel caso in cui il modello Plus Energy sia applicato a interi quartieri), abbia almeno tre caratteristiche:

• Costruzione passiva
• Produzione attiva di energia tramite fonti rinnovabili
• Connessione alla rete pubblica 

La prima caratteristica, cioè l'utilizzo di strategie passive, è comune a qualsiasi tipo di edificio che voglia essere considerato "sostenibile".  Qualsiasi soluzione costruttiva che voglia ridurre il proprio impatto ambientale deve necessariamente ridurre in primo luogo il proprio fabbisogno energetico, cioè la quantità di energia necessaria per assicurare adeguate condizioni di comfort a chi vive o lavora all'interno dell'edificio. Visto che la gran parte dell'energia attualmente utilizzata negli edifici - per il riscaldamento, l'illuminazione, l'utilizzo di elettrodomestici e così via - proviene da fonti fossili, diminuire la quantità di energia necessaria significa sia emettere quantità minori di gas serra, sia avere un risparmio economico in bolletta. La riduzione del fabbisogno energetico avviene adottando una serie di strategie passive, tra le quali ad esempio un adeguato isolamento, il corretto orientamento dell'edificio, l'utilizzo di vetrate in posizione ottimale per sfruttare gli apporti solari, una corretta ventilazione e così via. È, in sostanza, il principio di funzionamento delle case passive.

Affinché un edificio possa essere definito Plus Energy, però, una costruzione passiva non è sufficiente. Se l'obiettivo da raggiungere è una produzione energetica superiore ai consumi, tale produzione deve avvenire utilizzando impianti appositi in grado di produrre energia tramite fonti rinnovabili. I più comuni, nonché quelli economicamente più vantaggiosi per gli utenti finali, sono gli impianti fotovoltaici, gli impianti micro-eolici e, se le condizioni lo permettono, gli impianti geotermici. 

Un plus energy building ha bisogno anche di un'altra condizione: deve essere connesso in rete. Teoricamente sarebbe possibile realizzare anche edifici isolati in grado di produrre più energia del necessario, ma una connessione in rete permette non solo di non sprecare il surplus di energia prodotta, ma di avere anche un duplice vantaggio. Innanzitutto, la connessione in rete permette di poter usufruire dell'energia della rete anche nei momenti in cui vi è una produzione autonoma inferiore alle proprie necessità. Ribadiamo che il calcolo del saldo energetico è annuale, quindi è possibile che in alcuni momenti (del giorno o dell'anno) si produca temporaneamente meno energia di quella di cui si ha bisogno, purché alla fine dell'anno solare l'energia prodotta sia maggiore di quella consumata. Vi è però un altro vantaggio nella connessione alla rete: l'energia in eccesso viene venduta alla rete pubblica. In questo modo l'edificio diventa quasi una piccola centrale elettrica, in grado di vendere l'energia che non consuma e, quindi, di trarre anche un profitto dalla propria sostenibilità.