architettura ed energia solare

[Andrea Agostini <lonanoda at tin.it>]

 Boiler 
 giornale di scienza, innovazione e ambiente 
              122 31.01.2003            
  
  
Il sole nella città  
di MAURO SPAGNOLO

(sintesi dai capitoli introduttivi Il sole nella città.L'uso del
fotovoltaico nell'edilizia, 2002, Franco Muzzio Editore)


----------------------------------------------------------------------------
----
• La conversione fotovoltaica
• Il progetto e il risparmio energetico
• Architettura e ambiente naturale

----------------------------------------------------------------------------
----

SE IL XIX SECOLO è stato il secolo del carbone, e il XX quello del petrolio
e dell'uranio, il XXI sarà sicuramente ricordato per l'utilizzo delle
energie rinnovabili, in particolare di quella solare. Dopo la crisi
petrolifera degli anni '70, infatti, si è andata sempre piú affermando la
necessità di trovare alternative significative al petrolio la cui
utilizzazione costituisce, oltretutto, la principale causa di inquinamento
atmosferico. Degrado ambientale, progresso tecnologico, consapevolezza
dell'opinione pubblica, coscienza politica, sono i quattro elementi che
all'apertura del terzo millennio creano la concreta prospettiva di cambiare
rapidamente strada per sviluppare, questa volta davvero in modo concreto e
rapido, le opportunità di sfruttamento delle cosiddette energie
rinnovabili. Si tratta delle energie tratte da fonti non limitate, come ad
esempio quelle fossili, ma da altre teoricamente illimitate già presenti in
grande quantità sul nostro pianeta. Prima tra tutte: l'irraggiamento solare. 



La conversione fotovoltaica

L'opportunità di trasformare la luce del sole in energia elettrica risale
ben al 1839, quando lo scienziato francese Becquerel scoprí il principio
fisico alla base del processo: la conversione fotovoltaica. Bisognerà
attendere la seconda metà del '900 per l'inizio del suo effettivo sviluppo
tecnologico, sulla spinta delle esigenze dettate dalla corsa allo spazio
(il primo satellite alimentato da celle fotovoltaiche fu lanciato nel
1958). Le prime applicazioni apprezzabili in campo civile risalgono alle
crisi degli anni '70. Da allora si è svolto, a livello internazionale, un
grande sforzo per sviluppare la tecnologia e progettare applicazioni sempre
piú avanzate.

Negli ultimi anni la tecnologia fotovoltaica sta assumendo una crescente
importanza dovuta, principalmente, alle sue enormi potenzialità nel settore
delle applicazioni edili ed urbane. Basti pensare che attualmente in Europa
i consumi degli edifici per il riscaldamento, la climatizzazione,
l'illuminazione e gli impianti costituiscono circa il 40% del consumo
energetico totale. Questi consumi sono ancora prevalentemente soddisfatti
con energia tratta da fonti fossili, con l'inevitabile ripercussione
ambientale e il drastico abbassamento della qualità della vita in ambiente
urbano. Il fotovoltaico risulta un'interessante opzione per risolvere, in
modo tangibile, questi problemi. (…) 



Il progetto e il risparmio energetico

A seguito del crescente spazio occupato dai problemi legati al risparmio
energetico e, piú in generale, alla sensibilità sui temi inerenti la
qualità ambientale, si è consolidata la necessità che la progettazione
architettonica debba essere basata sul requisito del contenimento dei
consumi energetici. Tale convinzione, ormai radicata nella cultura nord
europea, evidenzia la necessità di adottare criteri progettuali che
consentano di affrontare contemporaneamente ai problemi architettonici
anche gli aspetti energetici e di comfort ambientale. Ciò costituisce una
radicale innovazione rispetto all'approccio progettuale convenzionale,
caratterizzato da fasi temporalmente diverse e spesso tra loro
incomunicanti, in cui venivano affrontati i diversi problemi. L'edificio
veniva prima definito a livello architettonico, poi affrontati i problemi
termotecnici e verificate le prestazioni energetiche, infine venivano
individuate le eventuali soluzioni e, se necessario, apportate le modifiche
alla struttura dell'edificio per ottenere i requisiti richiesti o per
attenersi alle prescrizioni della normativa vigente.

Questa mentalità progettuale ha trovato per decenni la sua ragione di
esistere nella mancanza completa di sensibilità sull'utilizzo razionale
delle fonti energetiche. Infatti la relativa economicità dell'energia
tratta dalle fonti fossili, principalmente petrolio e gas, hanno
determinato la convinzione che sia possibile realizzare qualunque tipologia
di edificio in ogni condizione climatica, anche la piú estrema. Utilizzando
notevoli quantità di energia è possibile garantire, infatti, elevati
standard di comfort interno indipendentemente dalle condizioni esterne.
Tale logica, in modo diretto o indiretto, ha caratterizzato per decenni,
fino all'imponente crisi petrolifera degli anni '70, la progettazione edile
in Europa e nel Nord America, consentendo lo sviluppo di tipologie
edilizie, e in alcuni casi addirittura di intere città, che producono costi
collettivi molto alti relativamente alla qualità della vita, all'impatto
ambientale, all'economicità e allo spreco di energia.

Lo sviluppo tecnologico ha generato una "idea" di architettura concepita
come entità completamente autonoma, molto sensibile a ciò che accade al suo
interno e molto poco alle sue influenze sull'esterno, dove l'obiettivo di
raggiungere elevati standard di benessere giustifica sistemi di
condizionamento e riscaldamento altamente inquinanti. A parte le
considerazioni legate alla qualità della vita collettiva, sarebbe ancora
possibile continuare in questa direzione se la disponibilità delle risorse
energetiche fosse praticamente inesauribile, a costi sempre molto contenuti
e se l'utilizzo indiscriminato di tali energie non costituisse seri
pericoli per l'ambiente. Come sappiamo, almeno per ciò che riguarda
l'energia tratta dalle fonti fossili, nessuna di queste premesse porta ad
una previsione positiva. (…)

Da queste considerazioni nasce la necessità di un ripensamento radicale
della logica costruttiva, una trasformazione che evidenzi come sia
indispensabile porre alla base del processo progettuale un'elevata
sensibilità energetica. A questo punto entrano direttamente in gioco i
progettisti e la loro formazione. La "cultura energetica" in ambito
progettuale va intesa come cognizione di tutti i fenomeni energetici
interni ed esterni all'edificio, come conoscenza di materiali e tecnologie
che ottimizzino le risorse termiche già presenti nell'ambito della
costruzione e, non ultimo, come sensibilità sull'utilizzazione di risorse
energetiche rinnovabili, tra le quali quella fotovoltaica. 



Architettura e ambiente naturale

L'adozione contemporanea di piú sistemi per il contenimento energetico e la
produzione di energie rinnovabili, consente ormai a numerosissimi edifici
dislocati in tutto il mondo di ottenere consumi energetici inferiori del
20-30% alla media. E tutto ciò con limitati extracosti realizzativi.
Purtroppo in Italia questa sensibilità energetica, in particolare nel
settore edile, stenta ancora a trovare una sua dimensione concreta e a
strutturarsi nella cultura progettuale. Il perseguimento del risparmio
energetico non deve costituire, come spesso si è pensato, una ragione per
giustificare progetti mediocri, ma deve al contrario sostenere ed ispirare
nuovi orizzonti di creatività e di linguaggio architettonico. La
razionalizzazione delle risorse energetiche diventa, quindi, l'unico modo
possibile di concepire un edificio e, piú in generale, una città. Di
conseguenza assume un significato concreto il concetto di qualità della
vita e di compatibilità dell'architettura con l'ambiente naturale.

La strada per realizzare la progettazione di edifici "energeticamente
intelligenti" può essere percorsa seguendo due vie che non sono tra loro
alternative, ma perfettamente integrate e complementari: progettare con
criteri bioclimatici ed utilizzare fonti di energia rinnovabile integrata
alle strutture edilizie. Progettare attraverso criteri bioclimatici
significa semplicemente adattare l'edificio alle caratteristiche del clima
che lo circonda. Ciò consente di ridurre al minimo l'apporto energetico
necessario a garantire buoni standard ambientali interni. Tali potenzialità
possono essere raggiunte attraverso una conoscenza "globale" dei fenomeni
fisici che interagiscono nell'ambito dell'edificio e di come tali fenomeni
possono essere utilizzati per ottimizzare il comfort interno.

Per ciò che attiene il secondo aspetto, (…) scegliere di inglobare un
generatore fotovoltaico in un edificio non è semplicemente una scelta
limitata alla sua istallazione. La tecnologia fotovoltaica, proprio in
quanto integrata, interagisce in modo globale con il resto della struttura
edile contribuendo, oltre che nella produzione di energia elettrica, nel
raggiungimento degli standard prestazionali dell'edificio stesso.
"L'edificio fotovoltaico", a nostro avviso, è un contesto eccezionale per
approfondire, nella loro interrelazione, tutti gli altri aspetti delle
nuove tecnologie sviluppate in ambito edile. (…) Nel settore edile la
ricerca sistematica sull'applicazione di nuove tecnologie, materiali e
processi operativi sta trasformando la costruzione edile in un procedimento
tipico della produzione industriale. Gli edifici che sono stati
maggiormente oggetto di questa ricerca sono quelli legati al terziario, ai
sistemi di trasporto, alle nuove funzioni urbane. Si pensi agli edifici
multipiano, alle stazioni ferroviarie e agli aeroporti, alle ampie
strutture destinate alle esposizioni o a quelle per la grande distribuzione
commerciale. (…) 



----------------------------------------------------------------------------
----
 MAURO SPAGNOLO, nato a Roma, è architetto e giornalista. Esercita la sua
professione nell'ambito del suo studio associato occupandosi, tra l'altro,
di progettazioni mirate ad approfondire i problemi energetici. Dal 1983
colabora con periodici tecnici e riviste di architettura. È consulente
progettuale di aziende ed enti nazionali per le applicazioni dell'energia
fotovoltaica. Dal 2000 collabora con l'Ises Italia, la facoltà di
Architettura di Roma e la facoltà di Ingegneria di Perugia.