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Sistemi di copertura solare integrati: una nuova frontiera per la costruzione di edifici
Uno studio internazionale sulla costruzione di edifici con sistemi di copertura solare integrati
Il team che ha guidato la ricerca sui sistemi di copertura solare integrati fa parte di SHC (Solar Heating &Cooling), un programma avviato oltre 50 anni fa da IEA, l’Agenzia Internazionale per l’Energia, con il fine di promuovere l’utilizzo dell’energia solare termica. Gli esperti che hanno partecipato allo studio provengono da 8 diversi paesi, e rappresentano 7 aziende, 6 università e 4 istituti di ricerca.
L’obiettivo è stato cercare di fornire dei suggerimenti su come meglio applicare e promuovere l’utilizzo di sistemi di copertura solare integrati analizzando il contesto attuale da diverse prospettive, affinché queste tecniche diventino pratica comune nella costruzione di edifici. Queste tecnologie infatti potrebbero essere impiegate per illuminazione e HVCA (Heating, Ventilation and Air Conditioning), sigla che in italiano significa rispettivamente “riscaldamento, ventilazione, e condizionamento dell’aria” e che viene più semplicemente tradotta con il termine “comfort ambientale”.
Viene riportato ciò che gli esperti hanno concluso, dando indicazioni su cosa è necessario fare e chi è opportuno che prema per l’entrata di questa tecnologia nel mercato dell’edilizia.
La decarbonizzazione di impianti di raffrescamento e riscaldamento nel campo dell’edilizia è da tempo una delle maggiori sfide per ridurre le emissioni di gas serra e raggiungere gli obiettivi degli Accordi di Parigi sui cambiamenti climatici.
Per ottenere questi risultati però sarà necessaria la trasformazione dell’attuale patrimonio edilizio in edifici a impatto zero, investendo nell’efficienza energetica per abbassare la domanda di energia complessiva degli edifici, e arrivare alla sostituzione dell’energia da combustibile fossile con quella proveniente da fonti rinnovabili.
L’utilizzo di sistemi di copertura solari integrati nella costruzione di immobili offre una promettente soluzione a questa sfida, poiché un sistema integrato, differenza dei classici impianti fotovoltaici, svolge sia la funzione di convertitore di energia solare in energia elettrica, sia la funzione di copertura dell’edificio.
I vantaggi di queste tecnologie sono molteplici. Da un lato possono migliorare l’illuminazione diurna e controllare l’apporto termico, riducendo quindi i bisogni elettrici e termici dell’edificio. Dall’altro lato, una parte della domanda di energia residua può essere coperta dalla raccolta, dall’immagazzinamento e dalla distribuzione delle irradiazioni solari che raggiungono le facciate degli edifici.
Le soluzioni di copertura solare riguardano un’ampia gamma di tecnologie, di cui sono individuati due principali segmenti di mercato.
Il primo riguarda il controllo delle radiazioni solari in entrata. Si tratta di soluzioni innovative, come ombre motorizzate o vetro elettrocromico, che troviamo accanto a dispositivi tradizionali, come serrande, persiane e tende, prodotti già ben inseriti nel mercato delle costruzioni residenziali.
Il secondo segmento riguarda le tecnologie di raccolta solare, quindi la costruzione di pannelli fotovoltaici integrati, collettori solari e fotovoltaici termici. Questi però riguardano ancora mercati di nicchia, nonostante il grande numero di prodotti fotovoltaici integrati per l’edilizia entrati nel mercato negli ultimi anni.
Attualmente le sfide che ostacolano la penetrazione nel settore delle costruzioni di soluzioni dotate di copertura con sistemi solari innovativi sono diverse. Di seguito elenchiamo le principali:
I soggetti che devono intervenire per abbattere gli ostacoli presenti e sbloccare questa situazione sono i costruttori e i policymakers.
L’industria dovrebbe lavorare nella direzione dell’offerta di un design definito e sistemico di costruzioni che supporti l’adozione di sistemi di copertura solare già nella prima fase di ideazione degli edifici.
Questo inoltre potrebbe generare nuove opportunità di lavoro basate su innovative partnership, modelli di business e piani finanziari.
La value proposition, ovvero la proposta di valore, dei sistemi di copertura solari integrati dovrebbe essere reinquadrata per evitare una strategia di mercato inadatta (come ad esempio quella di punti vendita unicamente basati sul risparmio energetico).
Occorre adottare una più ampia prospettiva sistemica che tenga conto dell’impatto delle soluzioni legate alla sostenibilità e al benessere dell’utente. I costruttori dovrebbero fornire valutazioni sul ciclo di vita dei prodotti, su costi e rischi legati al loro mercato e ai bisogni dei loro clienti, tenendo conto dei prezzi della merce, degli incentivi, delle norme e del quadro normativo.
Un altro aspetto fondamentale che i costruttori devono tenere a mente è la targetizzazione dell’estetica dell’architettura, molto importante per questo mercato. Non c’è una regola generale su cosa è preferito da architetti, autorità pubbliche, proprietari o occupanti. Pertanto, i costruttori dovrebbero offrire sistemi di copertura solare esteticamente flessibili per assecondare le specifiche esigenze dei loro clienti.
Per quanto riguarda i policymakers, questi dovrebbero lavorare per armonizzare i regolamenti per prodotti edili, poiché nel caso dei sistemi integrati potrebbero essere richiesti o livelli più alti o specifiche norme in diversi paese per le approvazioni legali. Per evitare di creare una barriera per entrare in questo mercato è necessario definire e rinforzare un quadro normativo che sia il più possibile uniforme e internazionale.
In aggiunta, il supporto da parte degli enti pubblici nell’adozione di sistemi di copertura solari integrati non dovrebbe essere limitato al puro dislocamento di incentivi che supportano specifiche tecnologie, ma dovrebbe prevedere misure che creino condizioni paritarie e soluzioni convenzionali.
Questo potrebbe includere lo sviluppo di strumenti come un catasto solare 3D per stimare la disponibilità di fonti solari nelle facciate degli edifici, l’ideazione di appalti pre-commerciali tramite la presentazione di progetti, l’uso di procedure amministrative legali per promuovere iniziative di investimenti congiunti tra settore pubblico e privato.
L’obiettivo è stato cercare di fornire dei suggerimenti su come meglio applicare e promuovere l’utilizzo di sistemi di copertura solare integrati analizzando il contesto attuale da diverse prospettive, affinché queste tecniche diventino pratica comune nella costruzione di edifici. Queste tecnologie infatti potrebbero essere impiegate per illuminazione e HVCA (Heating, Ventilation and Air Conditioning), sigla che in italiano significa rispettivamente “riscaldamento, ventilazione, e condizionamento dell’aria” e che viene più semplicemente tradotta con il termine “comfort ambientale”.
Viene riportato ciò che gli esperti hanno concluso, dando indicazioni su cosa è necessario fare e chi è opportuno che prema per l’entrata di questa tecnologia nel mercato dell’edilizia.
La decarbonizzazione di impianti di raffrescamento e riscaldamento nel campo dell’edilizia è da tempo una delle maggiori sfide per ridurre le emissioni di gas serra e raggiungere gli obiettivi degli Accordi di Parigi sui cambiamenti climatici.
Per ottenere questi risultati però sarà necessaria la trasformazione dell’attuale patrimonio edilizio in edifici a impatto zero, investendo nell’efficienza energetica per abbassare la domanda di energia complessiva degli edifici, e arrivare alla sostituzione dell’energia da combustibile fossile con quella proveniente da fonti rinnovabili.
L’utilizzo di sistemi di copertura solari integrati nella costruzione di immobili offre una promettente soluzione a questa sfida, poiché un sistema integrato, differenza dei classici impianti fotovoltaici, svolge sia la funzione di convertitore di energia solare in energia elettrica, sia la funzione di copertura dell’edificio.
I vantaggi di queste tecnologie sono molteplici. Da un lato possono migliorare l’illuminazione diurna e controllare l’apporto termico, riducendo quindi i bisogni elettrici e termici dell’edificio. Dall’altro lato, una parte della domanda di energia residua può essere coperta dalla raccolta, dall’immagazzinamento e dalla distribuzione delle irradiazioni solari che raggiungono le facciate degli edifici.
Lo scenario attuale dei sistemi di copertura solare integrati
Le soluzioni di copertura solare riguardano un’ampia gamma di tecnologie, di cui sono individuati due principali segmenti di mercato.
Il primo riguarda il controllo delle radiazioni solari in entrata. Si tratta di soluzioni innovative, come ombre motorizzate o vetro elettrocromico, che troviamo accanto a dispositivi tradizionali, come serrande, persiane e tende, prodotti già ben inseriti nel mercato delle costruzioni residenziali.
Il secondo segmento riguarda le tecnologie di raccolta solare, quindi la costruzione di pannelli fotovoltaici integrati, collettori solari e fotovoltaici termici. Questi però riguardano ancora mercati di nicchia, nonostante il grande numero di prodotti fotovoltaici integrati per l’edilizia entrati nel mercato negli ultimi anni.
Attualmente le sfide che ostacolano la penetrazione nel settore delle costruzioni di soluzioni dotate di copertura con sistemi solari innovativi sono diverse. Di seguito elenchiamo le principali:
- Il design, la manifattura e l’installazione di questi sistemi sono spesso più complessi e fanno perdere tempo rispetto alle convenzionali soluzioni di rivestimento;
- La responsabilità legale della corretta installazione e operazione, le garanzie e il mantenimento dei materiali devono essere aspetti chiari e pianificati ancor prima dell’installazione;
- Il rispetto sia di codici di costruzione che di norme legate all’energia è imprescindibile: la mancanza di standard internazionali consolidati e di metodi testati per la realizzazione e l’utilizzo di questi componenti può scoraggiare pianificatori, investitori e clienti ad adottare queste tecnologie;
- Il bisogno di strumenti adeguati per stimare performance di energia e impatti architettonici durante la fase iniziale di design dei prodotti.
Sfide future per il mercato del solare integrato
I soggetti che devono intervenire per abbattere gli ostacoli presenti e sbloccare questa situazione sono i costruttori e i policymakers.
L’industria dovrebbe lavorare nella direzione dell’offerta di un design definito e sistemico di costruzioni che supporti l’adozione di sistemi di copertura solare già nella prima fase di ideazione degli edifici.
Questo inoltre potrebbe generare nuove opportunità di lavoro basate su innovative partnership, modelli di business e piani finanziari.
La value proposition, ovvero la proposta di valore, dei sistemi di copertura solari integrati dovrebbe essere reinquadrata per evitare una strategia di mercato inadatta (come ad esempio quella di punti vendita unicamente basati sul risparmio energetico).
Occorre adottare una più ampia prospettiva sistemica che tenga conto dell’impatto delle soluzioni legate alla sostenibilità e al benessere dell’utente. I costruttori dovrebbero fornire valutazioni sul ciclo di vita dei prodotti, su costi e rischi legati al loro mercato e ai bisogni dei loro clienti, tenendo conto dei prezzi della merce, degli incentivi, delle norme e del quadro normativo.
Un altro aspetto fondamentale che i costruttori devono tenere a mente è la targetizzazione dell’estetica dell’architettura, molto importante per questo mercato. Non c’è una regola generale su cosa è preferito da architetti, autorità pubbliche, proprietari o occupanti. Pertanto, i costruttori dovrebbero offrire sistemi di copertura solare esteticamente flessibili per assecondare le specifiche esigenze dei loro clienti.
Per quanto riguarda i policymakers, questi dovrebbero lavorare per armonizzare i regolamenti per prodotti edili, poiché nel caso dei sistemi integrati potrebbero essere richiesti o livelli più alti o specifiche norme in diversi paese per le approvazioni legali. Per evitare di creare una barriera per entrare in questo mercato è necessario definire e rinforzare un quadro normativo che sia il più possibile uniforme e internazionale.
In aggiunta, il supporto da parte degli enti pubblici nell’adozione di sistemi di copertura solari integrati non dovrebbe essere limitato al puro dislocamento di incentivi che supportano specifiche tecnologie, ma dovrebbe prevedere misure che creino condizioni paritarie e soluzioni convenzionali.
Questo potrebbe includere lo sviluppo di strumenti come un catasto solare 3D per stimare la disponibilità di fonti solari nelle facciate degli edifici, l’ideazione di appalti pre-commerciali tramite la presentazione di progetti, l’uso di procedure amministrative legali per promuovere iniziative di investimenti congiunti tra settore pubblico e privato.
