Perché la progettazione degli edifici deve adeguarsi alla realtà climatica

L'ultimo rapporto sullo stato del clima nel Regno Unito è un ulteriore, duro promemoria del ritmo del cambiamento climatico e della crescente urgenza che l'ambiente costruito faccia la sua parte nel contrastarlo. Gli ultimi tre anni sono stati tra i cinque più caldi mai registrati nel Regno Unito, con il 2024 ufficialmente il quarto anno più caldo dall'inizio delle rilevazioni nel 1884. Nell'ultimo decennio, il Regno Unito ha registrato una temperatura superiore di circa 1,24 °C rispetto alla media del periodo 1961-1990, e le giornate estive più calde e le notti invernali più fredde si stanno riscaldando a una velocità circa doppia rispetto alle medie stagionali in alcune parti del paese. Queste temperature record non sono più eventi rari; stanno rapidamente diventando la norma.

Ma questa non è solo una storia del Regno Unito. Gli estremi climatici, dalle ondate di calore alle tempeste, fino ai fenomeni meteorologici imprevedibili, sono ormai una realtà globale. La sfida per l'industria edile è altrettanto universale: gran parte delle infrastrutture mondiali è stata progettata per un clima che non esiste più. Gli edifici sono sottoposti a una pressione crescente a causa di condizioni per le quali non erano stati originariamente costruiti, mentre la domanda di energia, in particolare per il raffrescamento in aree in cui in precedenza non era necessaria, continua ad aumentare.

Oltre al fatto che molti edifici non sono adeguatamente attrezzati per affrontare condizioni mutevoli, l'ambiente costruito è responsabile del 37% delle emissioni globali legate all'energia. Tuttavia, con la conformità normativa che spesso prevale, realizzare edifici che offrano prestazioni costanti in condizioni reali rimane una sfida. Poiché il cambiamento climatico continua a rimodellare l'ambiente in cui operano gli edifici, l'evoluzione degli approcci del settore sarà fondamentale per costruire resilienza e raggiungere obiettivi di sostenibilità a lungo termine.

Cosa deve cambiare?

Cosa deve cambiare? Innanzitutto, i processi di progettazione devono abbandonare la modellazione statica della conformità per passare ad analisi dinamiche e prestazionali che considerino l'intero ciclo di vita degli edifici. Ogni decisione progettuale importante, dall'orientamento del sito, alla progettazione delle facciate, ai rapporti di vetratura e alla strategia di ventilazione, ha un impatto significativo sul consumo energetico, sul comfort termico, sulla resilienza e persino sul benessere degli occupanti. Tuttavia, troppo spesso queste decisioni vengono prese con una scarsa lungimiranza sulle effettive prestazioni di un edificio una volta occupato.

Don McLean, CEO di IES

In secondo luogo, dobbiamo integrare la modellazione delle prestazioni degli edifici fin dalle prime fasi di progettazione e applicarla durante la costruzione, la messa in servizio e l'esercizio. È l'unico modo affidabile per colmare il cosiddetto "divario prestazionale", ovvero la realtà fin troppo comune di edifici che consumano da due a cinque volte più energia del previsto.

Sebbene vi sia una crescente consapevolezza della necessità di un cambiamento e molte imprese edili abbiano buone intenzioni e grandi obiettivi in materia di decarbonizzazione e prestazioni energetiche, per certi aspetti, purtroppo, il settore è ancora in ritardo. Standard come lo UK Net Zero Carbon Buildings Standard e iniziative come la RIBA 2030 Climate Challenge hanno fissato obiettivi ambiziosi. Tuttavia, senza una modellazione delle prestazioni in fase iniziale e un cambiamento diffuso nelle modalità di collaborazione tra i team di progettazione fin dall'inizio, questi obiettivi rischiano di trasformarsi in un esercizio di spunta piuttosto che in un cambiamento significativo nella pratica.

La modellazione energetica non dovrebbe essere un ripensamento

Troppi progetti trattano ancora la modellazione energetica come un aspetto normativo secondario, spesso rimandato alla progettazione dettagliata o alla fase post-costruzione, quando le possibilità di modifiche significative sono limitate. Questo approccio perde l'opportunità di ottimizzare la progettazione fin dall'inizio e spesso porta a inefficienze operative o alla necessità di interventi di ammodernamento in seguito.

Un progetto che dimostra il valore di un approccio basato sulle prestazioni è 2 Aldermanbury Square, un importante complesso di uffici londinese guidato da GPE. La tecnologia di simulazione delle prestazioni IES è stata implementata per modellare il consumo energetico operativo dell'edificio in linea con il processo NABERS UK Design for Performance, un passaggio dalla progettazione basata sulla conformità a risultati prestazionali reali.

È stato creato un gemello digitale dettagliato per valutare l'impatto delle decisioni architettoniche e impiantistiche, ottimizzando il consumo energetico attraverso un approccio che privilegia la facciata e sistemi HVAC completamente elettrici ad alta efficienza. La modellazione indica che l'edificio è sulla buona strada per superare i requisiti per una valutazione NABERS UK a 5 stelle, con un risparmio energetico di oltre il 50% rispetto ai tipici edifici per uffici del Regno Unito. Il progetto mostra come la simulazione in fase iniziale possa favorire la realizzazione di edifici più efficienti e resilienti, con risultati misurabili.

Immagine per gentile concessione di IEL

Tuttavia, un'opportunità significativa risiede anche nel miglioramento degli edifici già esistenti. Con l'80% degli edifici attuali che si prevede sarà ancora in uso entro il 2050, la riqualificazione del patrimonio edilizio esistente è un tassello fondamentale del puzzle della decarbonizzazione.

E questo può dare i suoi frutti in abbondanza. Ad esempio, presso l'Università di Liverpool, un recente ammodernamento dell'impianto HVAC, combinato con la modellazione delle prestazioni e il monitoraggio in tempo reale, ha verificato una riduzione del 23% dei consumi energetici in meno di un anno. Per il Tifco Hotel Group irlandese, audit energetici dettagliati in nove hotel hanno identificato una serie di misure di ristrutturazione in grado di ridurre il consumo energetico del 50% e le emissioni di CO₂ del 43%. A Dublino, l'analisi del carbonio nell'intero ciclo di vita ha aiutato il Consiglio Comunale a stabilire che una profonda ristrutturazione di edifici residenziali vuoti potrebbe generare fino all'85% di risparmio cumulativo di CO₂ in 60 anni.

Questi progetti dimostrano che, se guidati da dati e analisi affidabili, la ristrutturazione può rappresentare una soluzione pratica ed efficace per ridurre le emissioni e migliorare le prestazioni del patrimonio edilizio esistente.

Se il settore edile intende seriamente affrontare il cambiamento climatico, è fondamentale che l'approccio alle prestazioni degli edifici cambi. Deve diventare parte integrante di ogni progetto, informando le decisioni progettuali, consentendo la collaborazione e garantendo che tutti gli edifici soddisfino sia gli obiettivi di resilienza climatica che di decarbonizzazione.

La crisi climatica non è più una minaccia lontana e per affrontarla sarà necessaria un'azione collettiva in tutto il settore delle costruzioni. Una progettazione e un ammodernamento più intelligenti, basati sui dati e supportati da una solida modellazione delle prestazioni basata sulla fisica, offrono una chiara strada da seguire. Con l'aumento del rischio per gli asset e la diminuzione del potenziale di risparmio sia in termini di emissioni di carbonio che di risparmio economico, si tratta di un cambiamento che il settore non può permettersi di ritardare.

Don McLean è CEO dell'azienda globale di tecnologia climatica IES