Gestione Energetica resiliente degli Edifici: Adeguarsi a Estremi Climatici

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Premesse

La crescente incidenza di eventi climatici estremi, più volte associata all’evidente cambiamento climatico, sollecita una riflessione approfondita sugli impatti che tali fenomeni possono avere sugli edifici e sulle infrastrutture urbane. La valutazione e la gestione dei rischi climatici per gli edifici richiedono l’adozione di metodologie e strumenti specifici, volti a identificare vulnerabilità, prevedere potenziali danni e implementare misure di mitigazione efficaci.

Quali impatti dei Rischi Climatici per gli Edifici: Metodologie e Strumenti

Anche nella valutazione dei rischi da eventi climatici è corretto affidarsi alle metodologie più solide di Risk Assessment. A riguardo ricordiamo i due approcci chiave: quantitativo e qualitativo.

Tra le metodologie qualitative più adottate, si distinguono:

  • l’Analisi Storica: si basa sull’elaborazione statistica di dati provenienti da varie fonti, quali report interni, database e pubblicazioni specialistiche. Questa tecnica è particolarmente efficace nella prevenzione di incidenti precedentemente verificati, fornendo una comprensione olistica del problema attraverso l’analisi delle cause, delle conseguenze e delle misure correttive adottate.
  • Check-List: creando appositi moduli, strutturati come questionari, si facilita la verifica rapida della conformità alle specifiche di progettazione o agli obblighi legislativi, applicabili sia a sistemi complessi che a loro componenti, inclusi i processi gestionali e organizzativi.

Tra le metodologie qualitative più riconosciute troviamo:

  • Analisi HAZOP (Hazard and Operability): Un metodo di studio di gruppo che permette un esame formale, sistematico e critico degli intenti progettuali e processuali di un sistema, facilitando l’identificazione dei rischi attraverso un confronto diretto e multidisciplinare.
  • What if?: Un approccio basato sul brainstorming che parte dalla domanda “Cosa accade se…?”, utile per effettuare valutazioni rapide e qualitative sui potenziali rischi.
  • FMEA (Failure Modes and Effects Analysis): Questa tecnica aiuta a identificare e analizzare i possibili modi in cui può verificarsi un’anomalia in un processo o sistema, le cause scatenanti e gli effetti, proponendo strumenti per rilevare o mitigare i modi di guasto.
  • Audit di sicurezza: Una verifica che, attraverso interviste, questionari e controlli, mira a identificare le carenze organizzative, potendo essere condotta sia internamente che da entità esterne.

L’integrazione di Sistemi di Energia Rinnovabile: Soluzioni per l’Autosufficienza degli Edifici

Per raggiungere una adeguata resilienza energetica negli edifici è fondamentale disporre di soluzioni integrative innovative rispetto alla sola rete energetica nazionale. Tali fabbisogni, vista la maturità tecnologica e i prezzi sempre più bassi, vanno soddisfatti dall’uso di energie rinnovabili. L’adozione di pannelli fotovoltaici anche come elementi d’involucro, sistemi di accumulo energetico e tecnologie di cogenerazione, inclusa quella a idrogeno, rappresenta uno scenario fattibile sia dal punto di vista tecnico che economico.

I pannelli fotovoltaici monocristallini di ultima generazione si attestano su rendimenti nella finestra 22-25 trasformando la luce solare in energia elettrica a km0. Un eventuale sovradimensionamento rispetto al fabbisogno istantaneo può essere valorizzato attraverso l’uso di sistemi di accumulo, come le batterie, consentono di immagazzinare l’energia prodotta per utilizzarla in momenti di necessità o durante interruzioni della rete elettrica. La cogenerazione, inclusa quella a idrogeno, può ovviare ad un limitato dimensionamento dell’accumulo chimico per ovvi vantaggi sui tempi di ritorno. Un eventuale impianto di cogenerazione può incrementare l’efficienza energetica dell’edificio e innalzare la resilienza complessiva dell’edificio.

In scenari di interruzione dell’energia di breve durata (qualche ora), i sistemi di accumulo possono fornire l’energia necessaria a mantenere operative le funzioni critiche dell’edificio. Per interruzioni più lunghe (giorni), è cruciale disporre di un sistema di cogenerazione.

Per un edificio medio, il fabbisogno energetico varia in base a dimensioni, ubicazione, e utilizzo. L’integrazione di queste tecnologie richiede un’analisi dettagliata per determinare la capacità necessaria dei pannelli fotovoltaici e dei sistemi di accumulo per coprire il fabbisogno energetico in scenari di interruzione. La cogenerazione a idrogeno può offrire una soluzione a lungo termine per l’autosufficienza energetica, soprattutto in edifici con elevati consumi energetici o in aree con limitata esposizione solare.

L’energia per una Gestione efficiente dell’Acqua

Poiché parte dei rischio ambientale può coinvolgere acqua (e liquidi in genere) diventa fondamentale predisporre meccanismi di resilienza associati alla fornitura e al consumo di acqua nell’immobile.

L’efficienza energetica nella gestione dell’acqua è cruciale per minimizzare l’impatto ambientale e promuovere la sostenibilità. In questo contesto, affrontare i rischi ambientali legati all’acqua richiede un approccio proattivo. In particolare bisogna considerare due scenari altrettanto importanti:

  • la garanzia del servizio idrico sanitario
  • la protezione attiva da eventi legati ad acqua quali perdite e allagamento

Il primo scenario porta a studiare e mettere in opera meccanismi anche ridondati per garantire la fornitura di acqua e smaltimento dei liquidi, i secondo ipotizza eventi estremi che portino a rotture, perdite e allagamenti che vanno adeguatamente previsti e gestiti.

Le pompe, i serbatoi e i meccanismi di serrande motorizzate sono componenti chiave in entrambi gli scenari, svolgendo un ruolo fondamentale nella minimizzazione delle perdite d’acqua e nell’ottimizzazione dell’uso energetico. Ad esempio, l’adozione di pompe ad alta efficienza energetica e di sistemi di controllo intelligenti può ridurre il consumo energetico e migliorare la gestione dell’acqua. Analogamente, i serbatoi di accumulo possono essere utilizzati per bilanciare l’offerta e la domanda, riducendo la necessità di pompaggio ad alta potenza durante i picchi di consumo.

Inoltre, l’integrazione di tecnologie avanzate come i sensori IoT e i sistemi di gestione dell’energia può fornire dati preziosi per il monitoraggio in tempo reale dei consumi e per l’identificazione di inefficienze. Questo approccio non solo migliora la resilienza del sistema idrico ma contribuisce anche a una gestione energetica più efficiente dell’edificio, allineandosi con le politiche EU sull’ambiente, l’energia e la sostenibilità.

Infine, è utile prendere in considerazione il possibile impatto positivo di strategie integrate come la raccolta e l’utilizzo delle acque piovane, il riciclo dell’acqua grigia e, in climi e siti a rischio di interruzione della fornitura d’acqua corrente, l’impiego di tecnologie di desalinizzazione a basso consumo energetico. L’analisi e adozione di cicli corti di trattamento dell’acqua possono ridurre significativamente il fabbisogno idrico da fonti esterne e, di conseguenza, l’impatto energetico associato alla loro fornitura e trattamento. La chiave per una gestione efficiente dell’acqua risiede nella sua integrazione con la strategia energetica complessiva dell’immobile, mirando a un equilibrio sostenibile tra uso delle risorse e impatto ambientale.

Strategie di Adattamento ambientale attivo per gli Edifici

Per gli edifici di nuova costruzione o quelli in cui è possibile implementare modifiche progettuali, è fattibile l’integrazione di soluzioni attive nell’architettura e nei sistemi interni specificamente progettate per salvaguardare la struttura da condizioni climatiche avverse, quali grandine, venti forti, piogge intense e ondate di caldo.

Tra possibili elementi integrabili abbiamo:

  1. Schermature Mobili: Sistemi di schermature esterne regolabili, come persiane o tende da sole motorizzate, che si adattano alle condizioni meteorologiche per proteggere gli edifici dall’eccessiva esposizione solare e ridurre il surriscaldamento interno durante le ondate di calore oltre che a protezione dei pannelli fotovoltaici in caso di grandinate improvvise che potrebbero distruggerli.
  2. Elementi Facciali Dinamici: Pannelli o serrande esterne che possono essere spostate o orientate per deviare i venti forti o per proteggere l’edificio da piogge battenti e grandine, preservando così l’integrità strutturale e il comfort interno.
  3. Tetti Piantumati: L’implementazione di tetti verdi che assorbono l’acqua piovana, riducendo il rischio di allagamenti e migliorando l’isolamento termico. Questi tetti contribuiscono anche a contrastare le isole di calore urbano.
  4. Giardini Verticali: L’uso di pareti verdi esterne funge da barriera naturale contro gli eventi climatici estremi, migliorando l’isolamento termico e acustico dell’edificio e contribuendo alla purificazione dell’aria, oltre a offrire benefici estetici e per il benessere.

Conclusioni

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