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Costruire le città del futuro, parola d'ordine: risparmio energetico

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Costruire le città del futuro, parola d'ordine: risparmio energetico

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Gli uffici, i centri commerciali e le case del futuro saranno costruiti con criteri ecologici, improntati all’efficienza energetica. Questi edifici integreranno speciali tecnologie, capaci di tenere al minimo l’impiego di energia elettrica.

“Oggi – dice Ursula Eicker, ricercatrice dell’università di Stoccarda e coordinatrice del progetto CityNet – piu’ della metà della popolazione mondiale vive nelle città, un fenomeno in crescita: il consumo energetico nelle aree urbane, quindi, è un tema centrale per i prossimi anni”.

“I palazzi – aggiunge la sua collega turca, Zerrin Ylmaz – consumano quasi la metà dell’energia mondiale; dunque, risolvere il loro problema energetico significa risolvere la questione dell’energia in generale”.

Zerrin Yilmaz e Ursula Eicker hanno una missione: rendere le città del futuro il piu’ possibile efficienti dal punto di vista energetico.

Dalle loro università, a Istànbul e a Stoccarda, collaborano con un progetto europeo, mettendo insieme casi di vita concreta e simulazioni di laboratorio.

Molta della loro ricerca si concentra su simboli della vita urbana, come i grandi complessi ad uso ufficio, con le facciate in vetro.

“Questi – dice Yilmaz – sono edifici molto alti e tecnologici, che hanno un sistema di automazione molto complesso. Consumano tanta energia: ma, grazie a diversi espedienti passivi, ci sono molti modi per risparmiare l’impiego dell’elettricità”.

I sistemi passivi aiutano a mantenere gli edifici alla giusta temperatura, senza dipendere da macchine mangia-energia. All’Università di Stoccarda, potenti lampade simulano il sole che batte sulla finestra di un ufficio. E tenere fresco l’interno di una stanza è piu’ difficile che tenerlo caldo.

“Quando parliamo di riscaldamento – spiega la ricercatrice tedesca -, sappiamo bene quello che dobbiamo fare: coprire, isolare, avere buone finestre. Specialmente negli uffici ci sono poi molte cose che generano calore: computer, lampade, persone. Ma come fare a tenere freschi questi edifici durante l’estate? E’ un problema che vale anche per la Germania, dove in estate non fa poi cosi’ caldo”.

Nei laboratori di Stoccarda i ricercatori testano diversi sistemi per produrre ombra.

“Non analizziamo soltanto l’ombra – dice Eicker – , ma le dinamiche di interi sistemi abitativi. Per esempio, qui abbiamo una facciata doppia, dietro la prima c‘è una seconda pelle. Esaminiamo i flussi dell’aria, quanta aria fresca entra nell’ufficio. Quindi non analizziamo soltanto le caratteristiche ottiche e termiche”.

A Istanbul, il dottorando tedesco Tobias Schulze lavora con i suoi colleghi turchi a modelli che simulano lo sviluppo urbano.

Nella galleria del vento c‘è un modello del nuovo Kenyon Center della capitale turca. Un complesso che comprende una torre per uffici, un centro commerciale e degli edifici residenziali. I flussi di fumo aiutano a visualizzare in che modo il grattacielo è condizionato dal suo ambiente.

“Se ci sono altri edifici nelle vicinanze – afferma Schulze -, questi possono avere un’influenza su quello che stiamo studiando: ci possono essere delle turbolenze, anche in base alla direzione del vento. Ecco perche’ non lavoriamo in modo statico, ma dobbiamo far girare il modello per visualizzarlo in tutte le direzioni”.

Il modello dispone di micro-sensori, in grado di misurare la pressione dell’aria.

“La distribuzione della pressione – osserva il dottorando – è importante per la ventilazione degli edifici. Sul lato esposto abbiamo pressione positiva, mentre sull’altro è negativa: questo differenziale tra i due lati permette all’aria di fluire, il che puo’ essere utile per la ventilazione interna e per il raffreddamento”.

L’equipe della ricercatrice turca sta lavorando da vicino con i costruttori del complesso Kanyon. Una collaborazione che li ha aiutati a progettare le luci, rendendole piu’ efficienti dal punto di vista dei consumi di elettricità.

“Ora – dice Yilmaz – stiamo pensando alla possibilità di ridurre l’impiego di energia, grazie alla ventialzione naturale. Stiamo studiando anche altri metodi in favore del risparmio energetico: per esempio applicazioni che sfruttano il fotovoltaico per produrre elettricità o strumenti che creano una migliore refrigerazione. E stiamo anche svolgendo analisi per studiare la relazione tra consumi energetici e comfort”.

Per avere un’idea migliore di come l’energia per la climatizzazione sarà usata in un’area urbana è necessaria una visione organica: e questo è il compito del “cielo artificiale”. Si mette un modello di edificio al suo interno per vedere come le diverse superfici passino dalla luce all’ombra, nel corso di una giornata. La potente lampada simula il sole, e l’illuminazione della volta puo’ anche variare per essere piu’ fedele alla realtà.

“Il cielo – spiega Eicker – non è mai luminoso allo stesso modo. Ci sono punti piu’ luminosi attorno al sole, l’orizzonte è piu’ acceso: e dobbiamo essere in grado di ricreare questa situazione, per poter affermare che nell’edificio c‘è abbastanza luce”.

Il “cielo artificiale” è stato usato per studiare questo parco vicino Stoccarda, Scharnhauser Park.

I ricercatori hanno analizzato come la distanza tra edifici influenzi la quantità di sole che ricevono.

La zona è animata da molte iniziative improntate al risparmio energetico, come il seguente ufficio: nei suoi basamenti c‘è un assorbente di calore che trasforma il caldo (prodotto dal locale impianto a biomasse) in liquido refrigerante, che scorre nelle condutture del pavimento.

Le previsioni meteo sono usate per regolare le temperature interne.

Scharnhauser Park è un luogo inconsueto. L’efficienza energetica su larga scala richiede una minuziosa pianificazione.

“Occore trovare – dice Yilmaz – la soluzione migliore durante la fase di progettazione. E bisogna testare diversi scenari per trovare il modo migliore per risparmiare. Nel migliore dei casi si puo’ arrivare a tagliare fino al 50% di energia per questi ediffici. E’ un’enorme quantità, perche’ normalmente consumano molta elettricità e gas: per la climatizzazione, per l’illuminazione e cosi’ via”.

Questi ricercatori stanno imparando ad applicare al meglio tecniche come refrigerazione passiva e ventilazione naturale in contesti urbani di vasta scala.

Ma l’efficienza energetica non è soltanto una questione tecnologica e scientifica. E’ anche una sfida sociale.

“Gli standard edili – afferma Eicker – sono oggi molto sofisticati, ma la loro adozione non permette un funzionamento ottimale. In pratica, nessuno si occupa di verificare che, per esempio, i sistemi di climatizzazione funzionino adeguatamente. Per la ventilazione si consuma molta energia non necessaria. E quando nessuno è negli edifici, le luci rimangono spesso accese. Tutto questo dipende dagli utenti: la loro consapevolezza puo’ in effetti far risparmiare energia”.

Costruire città a prova di risparmio energetico richiede l’impegno anche di chi, negli agglomerati urbani, vive e lavora.

www.zafh.net