Ener­gia ver­sus ar­chi­tet­tu­ra?

La riduzione del consumo energetico degli edifici e la sostituzione dei combustibili fossili con energie rinnovabili è ormai diventata una priorità indiscussa per le autorità e i progettisti. Il fabbisogno energetico è in costante aumento, non solo per il riscaldamento ma anche per la produzione di elettricità e di acqua calda. Questi nuovi vincoli impongono l'implementazione di nuove tipologie di pannelli solari sugli edifici (fig. 1), mettendo in discussione le pratiche attuali in termini di progettazione architettonica dell'involucro.

Questo articolo è originariamente apparso in «TRACÉS» 2020/1-2, Pay­sa­ges so­lai­res 1/2

Il dibattito sull'argomento è particolarmente acceso. Da un lato ci sono gli specialisti dell'energia, entusiasti del potenziale di queste nuove tecnologie e pronti a fare di tutto per promuovere una diffusione capillare e rapida di queste superfici di captazione.¹ All'altro estremo troviamo gli architetti nostalgici, desiderosi di prolungare il più possibile il tempo in cui ci si poteva permettere di concentrare tutto lo sforzo progettuale sulla qualità degli spazi e delle forme senza farsi distrarre dalle questioni energetiche. Nel mezzo, la stragrande maggioranza dei colleghi accetta suo malgrado il cambiamento e considera i dispositivi di captazione come necessari elementi tecnici, da collocare laddove si vedranno di meno. Fino ad ora questo approccio poteva funzionare perché le quote fotovoltaiche obbligatorie erano basse, ma gli standard energetici sono in continua evoluzione e le superfici di captazione sono destinate a diventare sempre più estese. Va ricordato che il Consiglio di Stato del Canton Vaud, ad esempio, ha adottato nel mese di giugno del 2019 il nuovo concetto di energia cantonale (CoCEn), fissando l'obiettivo di decuplicare entro il 2035 la produzione di energia elettrica e termica solare (!) (fig. 2).²

Verso un nuovo metabolismo

Questo dibattito può dare l'impressione che le nuove esigenze rappresentino una rottura nella storia della pratica architettonica, improvvisamente soggetta all'obbligo di includere riflessioni di natura energetica. Tuttavia, la forma architettonica è in realtà sempre stata influenzata, direttamente o indirettamente, da considerazioni energetiche. Fino alla fine del XIX secolo le risorse disponibili erano limitate, difficili da trasportare e costose. I requisiti di comfort erano minimi e il riscaldamento degli ambienti era prodotto da dispositivi a combustione puntiforme (focolare, stufa o caminetto) a legna o carbone, che venivano spenti durante la notte. Questa realtà energetica ha imposto l'impiego di forme compatte e superfici vetrate modeste al fine di limitare al minimo la quantità di dispersione di calore. Anche i condotti di scarico dei fumi sono spesso diventati una caratteristica tipologica distintiva dell'architettura. Tutti questi vincoli hanno quindi alimentato la forma architettonica, tanto quanto le pratiche costruttive legate allo stato della tecnica, o le specificità del contesto socio-culturale, politico ed economico (fig. 4A).

Tre recenti cambiamenti strettamente legati all'energia hanno avuto e continueranno ad avere un impatto sul pensiero architettonico. Nel secolo scorso, la produzione architettonica (sulla base della quale si è formata l'attuale generazione di professionisti) è stata caratterizzata da una generale mancanza di attenzione per le questioni energetiche. Questa noncuranza è stata un lusso temporaneo, dovuto all'improvvisa e abbondante disponibilità di nuove risorse energetiche (petrolio, gas, elettricità). Queste risorse hanno permesso di garantire un comfort prima impensabile ad un costo irrisorio, rendendo di fatto possibile sfruttare appieno le potenzialità formali offerte da alcune grandi innovazioni tecniche, come l'acciaio, il cemento armato o le lastre di vetro di grandi dimensioni (fig. 4B).

Due nuovi "eventi energetici" hanno chiuso questo periodo, caratterizzato da condizioni energetiche particolarmente favorevoli. La prima svolta è stata la crisi petrolifera degli anni Settanta e Ottanta, che ha introdotto le norme per la riduzione del fabbisogno di riscaldamento, prima inesistenti. Da allora i requisiti d'isolamento non hanno cessato di crescere e nel 2009 la Svizzera ha imposto come obblicatori gli standard prima raccomandati solo da certificazioni volontarie come Minergie. Questi cambiamenti hanno portato a un ritorno a forme più compatte e imposto l'applicazione di spessi strati di isolamento periferico, favorendo così l'uso di rivestimenti di facciata leggeri che avvolgono e nascondono gli elementi strutturali precedentemente espressi in facciata. Questa modalità, sebbene percepita come vincolante, fa ormai parte dell'attuale pensiero architettonico; è stata "metabolizzata" – per usare una metafora biologica (fig. 4C).

Il secondo mutamento è attualmente in corso ed è legato alla crescente consapevolezza del cambiamento climatico associata alla recente decisione di uscire dal nucleare dopo il disastro di Fukushima (marzo 2011). Così come i nuovi requisiti di isolamento hanno cambiato il modo di concepire la materialità e l'espressività dell'involucro, allo stesso modo l'ampio uso delle tecnologie solari introdotte dalle più recenti norme avrà un'influenza radicale sulla disposizione delle superfici esposte dell'edificio (fig. 4D). Sebbene sia legittimo preoccuparsi dell'impatto che queste nuove superfici potranno avere sulla forma architettonica, questi vincoli non devono essere visti come una rottura nella storia dell'architettura, ma come una nuova evoluzione, che richiede d'essere compresa e "metabolizzata" a sua volta.

L'architetto deve quindi acquisire le nuove competenze necessarie a scegliere e posizionare le diverse tipologie di impianti solari nell'involucro, in un approccio globale che riesca a tener conto al tempo stesso delle questioni compositive e dei vincoli energetici (fig. 7): riuscire a realizzare una tale sintesi non è compito dei tecnici energetici.

Integrazione versus sintesi

Le competenze richieste per questo lavoro di sintesi implicano la conoscenza delle tecnologie e sotto-tecnologie solari a disposizione, i criteri per il posizionamento e il dimensionamento dei collettori, i prodotti presenti sul mercato adatti all'integrazione, le analogie e le differenze tra le varie tecnologie e, infine, i principi di ottimizzazione nell'uso delle superfici dell'involucro.

Da alcuni anni vengono offerti corsi ad hoc su questi temi presso la Section d’Architecture dell'EPFL e, più recentemente, presso la HEIA-FR. Questi insegnamenti sono molto apprezzati dagli studenti³ e stanno cominciando ad interessare anche le associazioni professionali, consapevoli dell'importanza di una rapida formazione degli architetti. La buona notizia è che si tratta di un bagaglio di conoscenze ragionevolmente rapido da acquisire – soprattutto per i professionisti esperti.

Particolare attenzione deve essere prestata alla conoscenza dei prodotti disponibili sul mercato. Negli ultimi anni sono stati fatti grandi progressi a livello d'integrabilità dei sistemi di captazione, grazie alla presa di coscenza da parte dei produttori della centralità di questo tema. Nuovi prodotti, concepiti come elementi costruttivi multifunzionali, si affacciano sempre più sul mercato, aprendo nuove possibilità inimmaginabili solo qualche anno fa (figg. 6, 7, 8, 9, 10).

Nonostante ciò, il loro utilizzo resta sporadico e la stragrande maggioranza delle installazioni si basa su prodotti puramente tecnici, ottimizzati esclusivamente in termini di prestazioni e di costi. Questo è dovuto in parte alla scarsa conoscenza degli architetti (non ancora consapevoli delle potenzialità e dell'esistenza di questi prodotti di nicchia), e in parte ai loro costi spesso (ma non sempre) più elevati.

Infine, i regolamenti – che accettano quasi tutto in nome della transizione energetica – stanno diffondendo al grande pubblico esempi di scarsa integrazione e non favoriscono la diffusione di queste tecnologie innovative. Dal punto di vista del pianificatore urbano, si pone anche la questione del compromesso energia/architettura in un contesto in cui la legislazione attuale tende a privilegiare l'energia.

Il punto è che queste preoccupazioni – massimizzare l'uso dell'energia solare e preservare la qualità architettonica – sono entrambe ugualmente legittime. Sarebbe quindi saggio cercare il modo di considerare entrambe le questioni allo stesso tempo. L'esempio dell'Aula Pier Luigi Nervi in Vaticano (fig. 6) ci mostra che integrazioni architettoniche valide sono realizzabili, anche in situazioni molto delicate. Chiaramente richiedono investimenti adeguati a livello di progetto e di costi.

La questione non è più quindi se essere a favore o contro un'ampia diffusione degli impianti solari nelle città, ma piuttosto come definire localmente le condizioni che consentono un maggiore utilizzo dell'energia solare preservando la qualità dei contesti urbani esistenti. Un metodo recentemente sviluppato all'EPFL (Innovator of the Year Award Sweden in 2016)⁴ dà una possibile risposta a questa domanda. Basato sulla nozione di criticità (sensibilità del contesto urbano locale e visibilità di una superficie, fig. 11) e su un nuovo metodo per qualificare l'integrazione architettonica, lo strumento permette di valutare l'impatto di un impianto solare sulla qualità percepita del suo ambiente. Progettato per adattarsi alle specificità dei diversi comuni, incoraggia e aiuta le autorità a fissare requisiti di qualità in linea con le priorità energetiche e di salvaguardia già in atto a livello locale.⁵ L'obiettivo è quello di evitare qualsiasi divieto a priori e di incoraggiare la realizzazione di progetti la cui qualità sia coerente con la criticità del sito. Il software LESO-QSV Grid (fig. 12) comprende molti esempi di integrazione (fig. 13), ed è stato sviluppato appositamente per aiutare le autorità a definire queste aspettative di qualità.

Tre tracce per una sintesi

L'integrazione delle tecnologie nell'involucro edilizio non è più una sfida insormontabile, se viene pensata come una sintesi di esigenze solo apparentemente contraddittorie, nella continuità storica dell'architettura. Per costruire in piena coerenza con i nostri tempi senza impoverire la qualità architettonica dei contesti edificati, sarà necessario concentrare al più presto grandi sforzi su tre fattori chiave:

• l'aggiornamento delle conoscenze degli architetti;
• lo sviluppo e la diffusione di sistemi di captazione progettati per l'integrazione;
• l'attuazione di regolamenti e politiche di promozione che siano consapevoli dell'importanza che la questione architettonica può avere sulla diffusione dell'energia solare.

Se questi tre fattori co-dipendenti saranno adeguatamente presi in considerazione e coordinati, potremo davvero rispondere in modo efficace e senza effetti collaterali alle sfide poste oggi dalla transizione energetica.

Traduzione di Graziella Zannone Milan

Qui è possibile acquistare Archi 4/2020. Qui si può invece leggere l'editoriale con l'indice del numero.

Note

1. Nella nuova legge sulla pianificazione del territorio, l'energia ha la precedenza sull'estetica. Art. 18a cpv. 1 LAT e art. 32a cpv. 1 OAT.
2. Concetto energetico cantonale (CoCEn), adottato dal Consiglio di Stato il 19 giugno 2019.
3. Master con opzione «Énergie Solaire et Architecture», M. C. Munari Probst, EPFL Section d’Architecture, dal 2015 e dal 2019 alla Section d’Architecture de l’HEIA-FR. Cours Bachelor opzione «Intégration architecturale de l’Énergie solaire», Munari Probst M. C. et Roecker C., UEE-ENAC, EPFL, dal 2009.
4. Premio Årets Framtidsbyggare Innovator of the year 2016.
5. M. C. Munari Probst, R. Roecker, Criteria and policies to master the visual impact of solar systems in urban environments: The LESO-QSV method, Solar Energy, vol. 184, 15 mai 2019, pp. 672-687.