La pandemia di COVID-19 ha chiarito la necessità di mitigare gli effetti dei cambiamenti climatici. L’ambiente costruito è un particolare trasgressore. Considera questo: l’energia utilizzata per costruire e gestire i nostri edifici ha rappresentato quasi il 40% delle emissioni mondiali di anidride carbonica in 2018, secondo l’ultimo rapporto del Programma ambientale delle Nazioni Unite.
La politica, specialmente negli Stati Uniti, ha i suoi limiti (vedi il ritiro del presidente Trump dall’accordo di Parigi), quindi la capacità di effettuare cambiamenti è nelle mani di architetti e designer. Una strategia sempre più diffusa è nella progettazione di edifici a energia zero, qualcosa che gli architetti possono iniziare a implementare in tempi relativamente brevi in progetti residenziali e retrofit. Ma da dove cominciare?
C’è un sacco di terminologia che circonda gli edifici a energia netta zero, ma qui stiamo usando la sua definizione più elementare: una casa a zero netto produrrà tanta elettricità in loco quanto consumerà nel corso di un anno. Quindi, in teoria, qualsiasi energia che il tuo edificio sta prendendo dalla rete elettrica verrà restituita. “Pensalo come un conto corrente per il tuo edificio in cui stai prendendo dei soldi e restituendo dei soldi”, afferma Vikram Sami, director of building performance per la ditta AD100 Olson Kundig Architects.
Ma non pensare che l’acquisto di un tetto solare Tesla ti porterà lì: “Il design Net-zero è molto più olistico dell’acquisto di un gruppo di pannelli solari”, afferma l’architetto Vicki Yuan, associata alla ditta AD100 Lake|Flato Architects a San Antonio, in Texas.
Che tu sia un architetto in erba che cerca di entrare in questo tipo di costruzione o un interior designer che vuole cogliere le basi, analizziamo il processo di net-zero home design.
Istruisci il tuo cliente
Il tuo cliente potrebbe essere interessato a costruire una casa più efficiente e rispettosa dell’ambiente, ma potrebbe non sapere necessariamente che una casa net-zero è una possibilità. “La maggior parte dei nostri clienti in realtà non ha familiarità con il termine” energia zero netta”, quindi è qualcosa di cui dobbiamo parlare con loro”, afferma Sami di Olson Kundig. Di conseguenza, dice, il team di progettazione darà il via alla conversazione emettendo un questionario pre-progetto in cui il cliente può fornire dettagli sulla dimensione desiderata della casa, sul tipo di spazi che desidera e, se fossero interessati a una casa net—zero. “Ho scoperto che quando lo spieghi a un cliente, in realtà sono molto impegnati e molto entusiasti”, dice.
È anche importante essere in anticipo sui costi. Spesso, anche se notevolmente più economico rispetto al passato, i sistemi e prodotti che vanno in una casa net-zero sono costosi. Qui, aiuta a mostrare i numeri dei tuoi clienti: alla fine l’investimento sarà compensato da ciò che il tuo cliente sta risparmiando sulla bolletta elettrica. Mary Ann Schicketanz, fondatrice dello Studio Schicketanz nella contea di Monterey, in California, lavora con un consulente energetico locale per far parlare i numeri:” Facciamo calcoli di ammortamento di base proprio in anticipo”, dice. “In questi giorni, tra i tre ei sette anni, sei chiaro e tutto il resto è risparmio.”
Citano anche incentivi fiscali. Ad esempio, ora fino a dicembre 2021, un proprietario di abitazione può detrarre tra il 22% e il 26% del costo delle fonti di energia rinnovabili, come i pannelli solari, più l’installazione, dalle loro tasse. Stati e comuni possono offrire i propri incentivi, in modo da essere sicuri di fare la vostra ricerca. (DSIRE, un database completo di politiche e incentivi gestito dalla North Carolina State University, è una risorsa utile.)
In alcune circostanze, anche se il cliente lo richiede, potrebbe non essere possibile costruire o ristrutturare una casa per ottenere energia netta zero, a causa del clima locale, delle condizioni del sito e dell’orientamento o dell’età dell’edificio esistente. ” Non è realizzabile ovunque”, avverte Schicketanz. “Avrei voluto farlo a casa mia, ma ho giganteschi pini tutto intorno alla mia casa e il tetto digrada verso nord.”
Ma, anche se non riesci a raggiungere quel perfetto equilibrio, dice Yuan, ” Penso che la risposta sia che puoi ancora provare ad avvicinarti e puoi fare il possibile per arrivarci.”
Assemblare il team giusto
Net-zero design è un processo complesso e basato sui dati, quindi è importante riunire un team di esperti. La maggior parte dei team di progettazione coinvolge, oltre all’architetto, un consulente energetico, che costruirà un modello per prevedere le prestazioni del tuo edificio, e un ingegnere meccanico, che ti assicurerà di avere i sistemi HVAC più efficienti possibili. A seconda della complessità del progetto e dei desideri del cliente, si potrebbe anche voler portare in altri consulenti. E, naturalmente, hai bisogno di un appaltatore specializzato.
Con così tanti giocatori al lavoro, è importante, dice Yuan, riunire la squadra e delineare i tuoi obiettivi dal primo giorno. ” C’è molta scienza della costruzione coinvolta”, dice. “Di solito diamo il via al progetto con una charette di progettazione integrata, riunendo tutti i membri del team di progettazione e costruzione per fissare obiettivi collettivamente e in collaborazione.”
Assemblare questo braintrust non solo ti aiuterà a progettare un edificio migliore, ma ti renderà anche un architetto migliore. Dice Schicketanz, ” Si può imparare così tanto da queste persone e poi si nutre di nuovo nella vostra pratica.”
Inizia con il Sito
“Per arrivare a net-zero, non si inizia con i pannelli fotovoltaici. Per me, questa è l’ultima cosa che fai”, dice Sami. In primo luogo, raccomanda di analizzare il clima locale, prendendo in considerazione la luce solare, i modelli del vento, le precipitazioni e le gamme di temperatura, che informeranno il design dell’edificio e la strategia complessiva di net-zero.
Anche l’orientamento della casa è fondamentale. “Puoi orientare il tuo edificio per sfruttare le brezze naturali e approfittare del sole quando lo vuoi e ombreggiare il tuo edificio quando non lo fai”, dice Sami. Questo non solo ti consente di progettare un involucro edilizio efficiente, ma imposta anche le tue energie rinnovabili per il successo. Ad esempio, nell’emisfero settentrionale, i pannelli solari sono più efficaci quando esposti a sud, quindi il tetto dovrebbe essere orientato di conseguenza. Lo stesso vale per i pannelli solari montati a terra. ” Molte di queste cose sono molto basilari e sono state usate fin dai tempi antichi—dove il sole sorge e tramonta, da dove provengono i venti”, dice Schicketanz.
Lascia che il design faccia il sollevamento pesante
Con il team assemblato e l’ammassamento ottimizzato per il sito, ora puoi concentrarti sul rendere il tuo involucro edilizio il più efficiente possibile. Questo equivale fondamentalmente alla tenuta all’aria. Yuan ama citare un’analogia che ha sentito da un ingegnere meccanico di fiducia: “Vuoi pensare al tuo edificio come un corpo umano: vuoi respirare attraverso il naso o la bocca—non attraverso la pelle.”
Pensate a finestre con triplo vetro, isolamento super efficiente e dettagli di facciata diligenti che, in effetti, sigillano eventuali crepe. E poi si può mettere a punto, specificando sistemi HVAC a bassa energia, elettrodomestici, e infissi. Il tuo consulente energetico e ingegnere meccanico può guidarti attraverso questo processo decisionale basato su ciò che ha senso per l’edificio specifico. ” Tutto deve lavorare insieme in modo da poter controllare il risultato ed essere in grado di compensarlo correttamente”, afferma Yuan.
Il retrofitting delle case per raggiungere lo zero netto è leggermente più complicato perché, ovviamente, non è possibile riorientare la casa e il reverse engineering di un involucro edilizio può essere costoso. Yuan capisce questo di prima mano: Lei e suo marito hanno intrapreso la ristrutturazione chirurgica di una casa coloniale spagnola stucco con la speranza di raggiungere alla fine net-zero—su un bilancio. Il retrofit comporterà l’isolamento delle pareti, sigillando eventuali crepe e lo scambio di nuovi sistemi meccanici altamente efficienti e, infine, un pannello solare sul tetto. È uno sforzo costoso, ma ne vale la pena: “I miei tipi di progetto preferiti sono il riuso adattivo in cui stai celebrando la storia e non penso che dover adattare la tua casa a standard di alte prestazioni significhi comprometterne l’estetica.”
Capire rinnovabili
Una volta che hai ridotto i carichi elettrici il più possibile attraverso le strategie di cui sopra, è possibile rivolgersi al proprio modello energetico per determinare quanta elettricità è necessario compensare con fonti rinnovabili. Nella maggior parte dei casi, questo avverrà attraverso pannelli solari, montati sul tetto o in una matrice di terra. Altri generatori di energia in loco—come eolico, geotermico o idroelettrico-sono più difficili da utilizzare su scala nazionale, più costosi e più difficili da prevedere. Ad esempio, dice Sami, “Il vento è davvero difficile da fare su qualsiasi cosa tranne che su scala industriale, nella mia esperienza, specialmente nelle aree urbane dove i modelli del vento sono imprevedibili.”
La buona notizia è che il prezzo dei pannelli solari è diminuito drasticamente negli ultimi anni mentre la tecnologia è diventata ancora più efficiente. Sempre più spesso, anche i PV stanno diventando meno visivamente invadenti (Elon Musk, ad esempio, sta scommettendo in grande sul tetto solare di Tesla).
Ricontrolla
Il tuo progetto potrebbe essere completo, ma il lavoro non è ancora finito. Il monitoraggio del progetto attraverso studi post-occupazione e la regolazione di conseguenza è fondamentale per il processo di progettazione net-zero. Potresti scoprire che devi compensare ulteriormente l’uso di energia del tuo progetto. “Penso che sia un ottimo modo per portare a termine ciò che abbiamo progettato e dimostrare che funziona. E se non lo è, come lo regoliamo?”dice Yuan, aggiungendo che i clienti, una volta che vedono come stanno usando l’energia, spesso regoleranno i loro stili di vita. Ma a volte i colpevoli di energia-uso può essere sorprendente: In un progetto Yuan lavorato su, era una pompa piscina iperattiva. Per un recente progetto, Schicketanz ha scoperto che aveva bisogno di aggiungere ulteriori PV a terra per compensare l’elettricità utilizzata per caricare due veicoli elettrici.
Per quanto sia importante tenere sotto controllo il tuo progetto, dovresti anche continuare a monitorare le prospettive del design sostenibile—tramite una mega conferenza come Greenbuild, un evento locale AIA chapter o attraverso corsi di formazione continua. ” Una volta che ti istruisci su dove si trova la scienza della costruzione, puoi iniziare a implementarli sui tuoi progetti”, afferma Yuan.
Sia Yuan che Sami raccomandano vivamente di essere coinvolti nella Sfida del 2030, un impegno a far sì che tutti i nuovi edifici e le ristrutturazioni siano carbon neutral entro il 2030. L’AIA ha collaborato con il braccio no-profit della sfida per offrire una miriade di corsi di formazione continua e altre risorse per gli architetti che vogliono saperne di più sulla progettazione di edifici più verdi.
Il processo di cui sopra, dice Sami, “mette arrivare a net-zero nella competenza dell’architetto contro l’assolverci da qualsiasi responsabilità e semplicemente metterlo sugli ingegneri. Significa che stiamo arrivando con modi creativi e belli per arrivarci. Non è qualcosa che viene aggiunto; è visto come intrinseco al processo e al prodotto.”