Cos'è la "casa passiva" e come possiamo ottimizzare i sistemi energetici per proteggere il pianeta? In questa puntata di Smart Regions, visitiamo una casa senza termosifoni, un banco di prova in Germania, e scopriamo come ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili.
Thomas e Heike vivono in una casa senza termosifoni. Siamo andati a trovarli in un giorno in cui le temperature erano sotto lo zero ad Aquisgrana, in Germania. Come fanno? Vivono in una casa passiva. "La temperatura viene mantenuta grazie a un potente isolamento termico e alla ventilazione meccanica controllata, che arieggia senza dover aprire le finestre", spiega Thomas Mokelbur. Riscaldano la loro casa con una pompa di calore parzialmente alimentata da pannelli solari, tempo permettendo.
"Sin da piccolo, ho sempre sognato di vivere in una casa efficiente, una casa che consumasse zero energia", racconta Thomas. Vivere in una casa passiva significa ottenere un enorme risparmio energetico. La loro spesa è cinque volte inferiore a quella di una casa normale.
Tuttavia, il suo sogno giovanile non è solo un vantaggio per le sue tasche, ma anche per il pianeta.
Gli edifici comportano il 40% della spesa energetica totale dell'UE e il 36% delle emissioni di gas serra. È un dato che i progetti europei come l'Urban Energy Lab 4.0 finanziati dal Fondo europeo di sviluppo regionale, stanno cercando di mitigare questo dato.
Sviluppo di nuovi sistemi energetici
Presso l'Università Tecnica della Renania Settentrionale-Vestfalia di Aquisgrana (RWTHAachen) è stata realizzata un'infrastruttura pionieristica per studiare i sistemi energetici del futuro e l'interconnessione tra i diversi componenti: utenti, edifici, sistemi energetici e rete elettrica.
Nel laboratorio si possono simulare le condizioni climatiche ed energetiche di una stanza o di un'intera città. "Cerchiamo di capire l'interazione tra l'utente, il suo comportamento, l'involucro dell'edificio, il sistema energetico e anche l'impatto sulla rete elettrica per ottimizzare i sistemi del futuro e come renderli più efficienti", spiega Rita Streblow, coordinatrice dell'Urban Energy Lab 4.0.
"Poiché non possiamo portare un quartiere nel nostro laboratorio, dobbiamo dividerlo e studiare i componenti effettivi separatamente". Uno di questi componenti è l'utente. Spesso vengono analizzate le parti più tecniche del sistema o dell'edificio, ma l'utente non viene coinvolto.
Il banco di prova più importante è la stanza climatizzata, monitorata da una telecamera a infrarossi. La stanza sperimentale - che può essere trasformata in ufficio, soggiorno o camera da letto - ricrea le condizioni climatiche di un edificio reale. Può essere portata a temperature estreme, tra i 18°C e i 45°C. Qui si analizzano le esigenze degli utenti e la loro interazione con il sistema energetico in base a diversi scenari.
Cosa fa l'utente in risposta alla sua percezione del freddo o del caldo? Se fa freddo, si mette un maglione? Oppure accende il riscaldamento? Questo avrà un impatto sul suo consumo energetico.
La stanza climatizzata è dotata di un'intricata rete di tubi per il riscaldamento. Il riscaldamento avviene tramite la pompa di calore del laboratorio. Si studia anche come rendere il suo design più sostenibile.
Le pompe di calore saranno la tecnologia principale del futuro per riscaldare gli edifici, secondo Christian Vering, coordinatore del laboratorio di pompe di calore. Ma producono emissioni inquinanti a causa dei refrigeranti. “La sfida consiste nell'utilizzare refrigeranti naturali, ma questi sono infiammabili, per questo analizzeremo quale fluido potrebbe funzionare meglio.”
L’Urban Energy Lab 4.0 dispone anche di un banco di prova per analizzare l'impatto delle condizioni meteorologiche estreme sugli involucri delle facciate e sugli interni delle abitazioni. Analizza anche l'impatto dei sistemi energetici sulla rete elettrica.
Il progetto è costato 5,5 milioni di euro. Il 45% è stato finanziato dal Fondo europeo di sviluppo regionale, il 45% dallo Stato federale tedesco della Renania Settentrionale-Vestfalia, che ha contribuito con quasi 2,5 milioni di euro ciascuno, e il restante 10% da istituti di ricerca tedeschi.