Nel contesto dell’innovazione tecnologica e della transizione energetica, gli edifici sono diventati protagonisti di una trasformazione epocale. Oggi, l’integrazione di sistemi avanzati come la Building Automation, il miglioramento della Indoor Environmental Quality (IEQ) e l’adozione di tecnologie per la produzione di energia da fonti rinnovabili, come il solare termico e fotovoltaico, permette di ridurrei consumi, migliorare il comfort e garantire la sostenibilità a lungo termine. Questo articolo esplora come queste tecnologie possano lavorare in sinergia per trasformare gli edifici in termini di efficienza energetica e sostenibilità ambientale. 

1. Building Automation: La Gestione Intelligente degli Impianti per l’Efficienza Energetica

La Building Automation si riferisce alla gestione automatizzata e centralizzata dei sistemi di un edificio, con lo scopo di ottimizzarne l’efficienza energetica, il comfort e la sicurezza. Questi sistemi includono il controllo della climatizzazione, dell’illuminazione, degli apparecchi tecnologici e degli elettrodomestici, della sicurezza e della gestione degli accessi. La loro capacità di adattarsi in tempo reale alle condizioni interne ed esterne, grazie all’uso di sensori e algoritmi avanzati, consente di ridurre gli sprechi energetici e di garantire un ambiente confortevole per gli occupanti. 

Un esempio pratico di Building Automation è l’uso di sensori ambientali che monitorano costantemente parametri come temperatura, umidità e qualità dell’aria. I dati raccolti vengono elaborati da un sistema di gestione centralizzato che regola automaticamente il riscaldamento, la ventilazione e l’illuminazione per mantenere le condizioni ottimali. Attuatori e unità di controllo agiscono direttamente sui sistemi, apportando le modifiche necessarie, ad esempio regolando la potenza del sistema HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning) o modulando l’intensità dell’illuminazione in base alla presenza di persone o alla luce naturale disponibile. 

In termini di efficienza energetica, i sistemi di Building Automation possono ridurre significativamente i consumi, soprattutto negli edifici commerciali e pubblici, dove l’energia utilizzata per la climatizzazione e l’illuminazione può rappresentare una grande fetta del consumo totale. La norma UNI EN ISO 52120-1, che ha sostituito la precedente EN 15232-1, stabilisce le classi di efficienza energetica per i sistemi di automazione degli edifici, con livelli che vanno dalla classe D (non efficiente) alla classe A (alta efficienza energetica). Gli edifici dotati di sistemi di automazione di classe A possono ottenere risparmi energetici fino al 30% rispetto a quelli privi di automazione. 

2. Indoor Environmental Quality (IEQ): Benessere e Salubrità degli Ambienti Interni

Oltre all’efficienza energetica, la qualità degli ambienti interni, conosciuta come Indoor Environmental Quality (IEQ), è un aspetto cruciale nella progettazione degli edifici moderni. L’IEQ si riferisce a vari fattori che influenzano la salute e il comfort degli occupanti, tra cui la qualità dell’aria (IAQ), il comfort termico, acustico e visivo. 

2.1 Qualità dell’Aria Interna (IAQ) 

La qualità dell’aria interna (Indoor Air Quality, IAQ) è fondamentale per prevenire problemi di salute legati alla presenza di inquinanti come particolato (PM2.5 e PM10), anidride carbonica (CO2) e composti organici volatili (COV). Questi inquinanti possono derivare da numerose fonti, come materiali da costruzione, mobili, elettrodomestici e altre attività quotidiane svolte all’interno degli ambienti. In edifici con un’elevata tenuta all’aria, come quelli di nuova costruzione o recentemente riqualificati, è essenziale garantire un corretto ricambio d’aria per evitare il ristagno di inquinanti. In questo contesto, la Ventilazione Meccanica Controllata (VMC) gioca un ruolo chiave​. 

I sistemi di VMC centralizzati, dotati di recuperatori di calore, non solo garantiscono una qualità dell’aria ottimale, ma riducono anche i consumi energetici associati al riscaldamento e al raffrescamento. Questi sistemi sono progettati per adattarsi in modo intelligente alle condizioni ambientali, regolando i flussi d’aria in base all’occupazione degli spazi e alle variazioni della qualità dell’aria. 

2.2 Comfort Termico, Acustico e Visivo 

Il comfort termico è definito dalla norma UNI EN ISO 7730 come la “condizione mentale di soddisfazione rispetto all’ambiente termico”. Nonostante la percezione del comfort possa variare da persona a persona, la corretta gestione della climatizzazione tramite sistemi di Building Automation può garantire il mantenimento di condizioni di neutralità termica per la maggior parte degli occupanti​. 

Il comfort acustico è altrettanto importante. Un buon isolamento acustico riduce il rumore di fondo e previene lo stress acustico, migliorando la produttività e il benessere. Infine, il comfort visivo, legato alla qualità e quantità di luce naturale e artificiale, può essere ottimizzato utilizzando sensori di luminosità e sistemi di illuminazione intelligenti che regolano automaticamente l’intensità delle luci interne in base alla disponibilità di luce naturale​. 

3. Tecnologie Solari: Solare Termico e Fotovoltaico

L’integrazione delle energie rinnovabili è una componente fondamentale per la realizzazione di edifici a energia quasi zero (nZEB). Le tecnologie solari, in particolare il solare termico e il fotovoltaico, rappresentano soluzioni complementari per la produzione di energia pulita e la riduzione delle emissioni di CO2. 

3.1 Solare Termico: Produzione di Energia Termica 

Il solare termico sfrutta l’energia del sole per riscaldare un fluido termovettore, solitamente una miscela di acqua e antigelo, che può essere utilizzato per la produzione di acqua calda sanitaria o per il supporto ai sistemi di riscaldamento. Gli impianti solari termici sono particolarmente efficienti per applicazioni a bassa temperatura (fino a 120°C), adatte agli edifici residenziali e commerciali​. 

Le soluzioni tecnologiche variano dai collettori solari piani, i più diffusi e convenienti, ai collettori sottovuoto, che offrono prestazioni superiori, ma a costi più elevati. Un’applicazione innovativa del solare termico è il solar cooling, che utilizza il calore solare per alimentare macchine ad assorbimento in grado di raffreddare l’edificio durante i mesi estivi. 

3.2 Solare Fotovoltaico: Produzione di Energia Elettrica 

Il fotovoltaico, invece, converte la radiazione solare direttamente in energia elettrica tramite l’uso di celle realizzate in silicio. Gli impianti fotovoltaici sono diventati sempre più popolari grazie alla riduzione dei costi di installazione e agli incentivi governativi, come il Conto Energia e altre agevolazioni fiscali​. Secondo un rapporto statistico redatto dal GSE, in Italia, al 2023 risultano installati oltre 1,2 milioni di impianti fotovoltaici, per una potenza complessiva di oltre 3 GW​. 

3.3 Collettori Solari Ibridi (PVT) 

Un’innovazione tecnologica particolarmente interessante è rappresentata dai collettori solari ibridi (PVT), che combinano il solare termico con il fotovoltaico in un unico sistema. Questi collettori possono produrre sia energia elettrica che termica, con un’efficienza complessiva superiore rispetto all’uso separato delle due tecnologie. Sebbene il costo di questo tipo di impianti sia ancora elevato, il loro impiego si sta diffondendo rapidamente grazie alle continue innovazioni tecnologiche e alla maggiore competitività economica​.