Il consumo di energia da parte di un edificio non è da attribuire solamente alla fase d'uso dell'edificio, ma a tutto il suo ciclo di vita: dall'estrazione delle materie prime, alla loro lavorazione e alla loro messa in opera, fino alla rimozione, smaltimento e/o riciclo.

Gli edifici durante il loro ciclo vitale richiedono due tipi di energia: una di tipo diretto, e una indiretta.

L'energia diretta è quella utilizzata in diverse operazioni, come nella fase di costruzione, fabbricazione e trasporto, ma riguarda soprattutto l'uso dell'edificio, e cioè la quantità di energia che viene consumata dall'edificio per soddisfare la domanda di riscaldamento, raffreddamento, ventilazione, illuminazione ed è proprio quest'ultima ad essere definita Operating Energy (OE).

L'energia indiretta, detta anche Embodied Energy (EE), energia grigia, energia virtuale o energia nascosta, indica invece la quantità di energia primaria incorporata in un materiale che viene utilizzata nei processi di produzione dell'edificio e dei suoi componenti.

L'energia totale necessaria durante tutto il ciclo di vita di un edificio comprende sia l'Operating Energy che la quantità di Embodied Energy, sono quindi di fondamentale importanza la scelta dei materiali costruttivi e le scelte progettuali per l'efficienza energetica di un edificio durante la sua vita; la scelta dei materiali potrebbe ridurre la richiesta di energia per il riscaldamento o raffresca mento, ma potrebbe invece far aumentare la quantità di EE.

E' importante e necessario studiare con precisione i sistemi costruttivi per cercare di ridurre il dispendio energetico.

Un modello di edilizia che possa considerarsi "sostenibile" deve passare inevitabilmente attraverso la necessità di considerare l'edificio come un organismo dotato di un suo ciclo di vita che, presto o tardi, esaurirà le sue funzioni e per il quale è necessario, già in fase di progettazione, valutarne, in un'ottica di eco-compatibilità ambientale, gli scenari in termini di manutenzione, di sostituzione degli elementi tecnici e di demolizione appropriati . Fondamentale risulta quindi la scelta dei materiali e la valutazione prestazionale del "prodotto costruito". 

Oggi, nella Svizzera Italiana, si sta affermando sempre di più la cultura di costruire e progettare nuovi edifici in modo da favorire il benessere degli utenti e di ridurre al minimo il loro consumo energetico e questa idea trova attuazione grazie allo Standard Minergie. Minergie è un marchio supportato congiuntamente dal mondo economico, dai Cantoni e dalla Confederazione Svizzera, è uno standard di costruzione per edifici nuovi e ammodernati che considera il bene edilizio come un sistema integrato di involucro e impianti tecnici (riscaldamento, aerazione controllata, produzione di acqua calda sanitaria ecc.) che deve rispettare un valore limite del fabbisogno energetico. Le pareti esterne, i pavimenti ed il tetto devono essere ben isolati e i serramenti devono garantire una considerevole ermeticità e resistenza termica.

Il mio interesse nei confronti della Svizzera e delle sue idee riguardanti la sostenibilità e la salvaguardia dell'ambiente è nato grazie all'Erasmus Placement, svolto nel 2014 nella città di Lugano presso l'Atelier Tecnoclima.

L'Atelier Tecnoclima è specializzato in ingegneria energetica, in fisica termica della costruzione e nell'architettura bioecologica.

Grazie all'Ing. Luca Giordano, titolare dello studio, all'Arch. Lisa Colombo e all'Arch. Marino Cattaneo ho potuto conoscere meglio i concetti che stanno alla base di una progettazione sostenibile. Durante l'Erasmus Placement mi è stato proposto di riprogettare autonomamente un edificio già da loro studiato per poterlo così utilizzare come caso studio all'interno della tesi.

Il caso studio proposto dall'Atelier e studiato all'interno dell'elaborato ha come obiettivo la riqualificazione di un lotto situato nel Comune di Bissone di circa 1.300 m , affacciato su Via S. Nicolao ora utilizzato come parcheggio.

La richiesta del committente, il Comune di Bissone, era quella di collocare nel lotto in questione un edificio a bilancio termico zero che rispondesse ai requisiti imposti dallo Standard Minergie-A, un edificio pubblico, ospitante 4 alloggi per anziani e/o diversamente abili di circa 70 m2 l'uno, uno studio medico di prossimità, un parcheggio privato ed uno pubblico con un totale di 25 posti auto in quanto il lotto, oggi molto utilizzato, ospita esattamente lo stesso numero di spazi destinati alle vetture.

Dopo una fase iniziale di lettura del Piano Regolatore e di inquadramento territoriale del lotto in questione, sono state vagliate varie ipotesi progettuali; alcune purtroppo si sono scontrate con le dimensioni ridotte dell'area di progetto e con le normative imposte dal PRG e sono state scartate.

Dopo i primi schizzi progettuali e dopo un'analisi SWOT per capire i punti di forza o di debolezza su cui soffermarsi, il progetto ha preso forma rispettando lo spazio circostante. L'edificio proposto è semi-ipogeo con tre piani, un livello interrato destinato ai box pubblici, un livello a piano terra ospitante sia la zona residenziale sia i parcheggi privati per gli inquilini e un primo piano ospitante lo studio medico. La copertura scelta è piana, più precisamente si tratta di un tetto giardino ad uso pubblico con funzione terapeutica.

Per quanto Riguarda i materiali utilizzati, gli spazi occupati dai box auto sono costituiti da cemento armato così come anche il blocco di risalita ospitante scale e ascensore, mentre per la zona residenziale e lo studio medico si sono utilizzati materiali più ecologici come ad esempio il legno.

E' stato calcolato il fabbisogno energetico per la climatizzazione invernale utilizzando il software svizzero Lesosai che permette di calcolare il bilancio energetico e il ciclo vitale dell'edificio seguendo le normative svizzere e lo Standard Minergie.

Il software oltre al fabbisogno termico per il riscaldamento, permette di calcolare la quantità di emissioni di gas a effetto serra, l'energia grigia totale sia da fonti rinnovabili che da fonti non rinnovabili tenendo presente che alcuni elementi costruttivi verranno sostituiti durante il ciclo di vita dell'edificio che per la normativa svizzera è di 60 anni; non vengono considerate e calcolate invece le fasi di smaltimento e riciclaggio dei materiali. Oltre al progetto "standard" sono stati esaminati altri due casi dello stesso progetto eliminando gli spazi destinati ai box per capire le variazioni di energia grigia.