Da edifici a energia zero ZEB a edifici a emissioni zero ZEmB: Applicazione di una metodologia dinamica per valutare le prestazioni di edifici a zero emissioni ed energia = From zero energy buildings ZEB to zero emissions buildings ZEmB: Application of a dynamic methodology to evaluate the performance of zero emissions and energy buildings

Ad oggi il settore degli edifici è responsabile del 36% del consumo di energia globale e del 37% delle emissioni di gas serra annesse. Negli ultimi anni, l’Unione Europea ha intrapreso diverse iniziative per migliorare l’efficienza energetica e la sostenibilità ambientale del settore edilizio, in particolare attraverso l’introduzione delle prime tre versioni della direttiva europea sulla prestazione energetica degli edifici (EPBD, Energy Performance of Buildings Directive). Nel 2024, l’Unione Europea ha optato di effettuare una transizione dal concetto di edificio a zero energia (ZEB) a quello di edificio a zero emissioni (ZEmB), introducendo la quarta revisione dell’EPBD, nota come "Direttiva Case Green", volta a rendere il parco immobiliare meno impattante in termini di emissioni sull’ambiente. Tuttavia, la definizione di edificio a zero emissioni e la metodologia annessa per potere valutare le prestazioni ambientali di un edificio sono ancora poco chiare, generiche e sono oggetto di dibattito e controversia. Il presente lavoro di tesi ha lo scopo di indagare la transizione attuale dal concetto di ZEB a quello di ZEmB, proponendo un framework volto a definire e valutare le performance degli edifici sia in termini energetici che ambientali, cercando di mettere ordine nell’attuale scenario globale. Il lavoro di tesi è suddiviso in tre parti principali. Nella prima parte si sono analizzate in modo critico le definizioni e metodi di valutazione, che ad oggi sono stati proposti dalle normative nazionali e dalla letteratura scientifica, riguardanti gli edifici a zero energia e la transizione che è in atto verso il concetto di edificio a zero emissioni. Dalle limitazioni, ambiguità e lacune che si sono individuate nella prima parte, nella seconda parte della tesi si è proposto un framework metodologico volto a definire e valutare le prestazioni degli edifici a zero emissioni ed energia in modo completo, dinamico e innovativo, utilizzando il bilancio e gli indici prestazionali come strumenti metodologici. Nella terza parte, il framework viene applicato a un edificio reale come caso studio, considerando quattro scenari (0 ,1 ,2 e 3): lo scenario base di progetto e tre scenari alternativi, che includono l’installazione di un sistema di accumulo elettrochimico, la modifica della strategia di regolazione della temperatura di set point e il cambiamento delle abitudini degli occupanti. I risultati mostrano che il periodo temporale su cui si effettua il bilancio di energia o emissioni ha un impatto significativo sul raggiungimento degli obiettivi ZEB e ZEmB. Su base annuale, l’edificio rispetta i target in tutti e quattro gli scenari, mentre quando il bilancio viene calcolato su base oraria, l’edificio soddisfa i requisiti ZEB e ZEmB solo per il 43% delle ore (Scenari 0, 2 e 3) e tra l’82% e l’86% delle ore (Scenario 1), valorizzando il ruolo dello storage energetico. Inoltre, i risultati della tesi hanno permesso di analizzare come le scelte metodologiche relative al confine fisico dell’analisi, ai fattori di conversione dell’energia e alla valorizzazione dell’energia esportata influiscano significativamente sulla definizione e sul raggiungimento delle prestazioni, valutate attraverso bilanci energetici e indicatori prestazionali come Grid Interaction Index, Emission Use Intensity, Effective Emission Index. In conclusione, questa tesi propone un framework metodologico per supportare legislatori, tecnici e ricercatori nella transizione dagli edifici a energia quasi zero a quelli a emissioni zero.