Verso gli edifici ad emissioni zero: sviluppo di una nuova metodologia e prime evidenze dal monitoraggio di un edificio universitario = Towards zero emission buildings: development of a new assessment methodology and first evidence from the monitoring of a university building

Nel contesto globale di crescente attenzione alla sostenibilità e all’efficienza energetica, i concetti di edificio a energia quasi zero e, più recentemente, di edificio a emissioni zero (ZEB – Zero Emission Building), hanno assunto un ruolo centrale. Sebbene la definizione di ZEB continui a generare dibattiti, la necessità di passare da una mera ottimizzazione del consumo energetico a una valutazione complessiva dell’impatto ambientale – traducendosi nella trasformazione degli edifici a energia zero in edifici a emissioni zero – rappresenta una sfida cruciale per il settore edilizio, in linea con gli ambiziosi obiettivi di sostenibilità e decarbonizzazione dell’Unione Europea. Questa tesi introduce una nuova metodologia di calcolo per la progettazione e la valutazione degli edifici a emissioni zero, sviluppata con un approccio integrato che considera tutte le variabili rilevanti. L’elaborato si articola in tre fasi principali. La prima parte si concentra sulla ridefinizione dei confini fisici dell'analisi, sullo sviluppo di un approccio coerente ed attuale alla conversione energia-emissioni, e sul perfezionamento dell'intervallo temporale adottato per l’analisi. La seconda fase consiste nello sviluppo di un framework metodologico in cui, sulla base delle scelte effettuate in fase preliminare, si presentano gli strumenti valutativi del bilancio di emissioni e degli indicatori prestazionali in grado di definire il comportamento e l’impatto ambientale dell’edificio. Infine, la metodologia è applicata ad un caso studio reale rappresentato da un edificio universitario di recente costruzione, totalmente elettrico e con generazione rinnovabile in loco. Grazie ad un monitoraggio effettuato negli anni 2021-2024, è stato possibile applicare la metodologia proposta ad un caso studio esistente e realistico, superando il divario tra condizioni di progettazione ed esercizio di cui spesso soffrono queste analisi. I risultati ottenuti hanno evidenziato come la scelta delle condizioni al contorno sia un elemento essenziale per una valutazione corretta dell’edificio che sia in linea con le politiche ed ambizioni europee. Questo aspetto riguarda il confine dell’analisi, i fattori di conversione energia-emissioni e l’intervallo temporale di osservazione e aggregazione dei risultati. Una prima sezione dei risultati mette alla luce come il medesimo edificio analizzato a diversi intervalli temporali possa variare il proprio bilancio annuale di emissioni del 24 %. Successivamente, una seconda sezione dei risultati ha messo alla prova la metodologia proposta nel valutare tre diverse strategie di interventi migliorativi, dimostrando elevata flessibilità e affidabilità. Strategie di riduzione dei consumi, di aumento della generazione rinnovabile e miglioramento della compensazione delle emissioni sono state confrontate su base oraria evidenziando come il raggiungimento delle riduzioni delle emissioni sia un processo che deve essere valutato dinamicamente. In conclusione, la metodologia proposta rappresenta uno strumento innovativo ed efficace per supportare progettisti, ricercatori e policymakers nella valutazione dell’impatto ambientale degli edifici. Raggiungere l’obiettivo di edifici a emissioni zero è un traguardo ambizioso, che richiede strumenti di analisi flessibili e precisi in grado di evitare risultati fuorvianti e di colmare il divario tra fase progettuale e operativa, facilitando così una transizione sostenibile verso un futuro a minor impatto ambientale.