Un edificio in grado di produrre più energia del suo reale fabbisogno, mantenendo alti i livelli di comfort. È questo l’obiettivo della ZEB Pilot House, un edificio 100% ecologico progettato dal team di Snøhetta in collaborazione con il centro di ricerca ZEB-Zero Emission Buildings, Sintef (il maggiore ente di ricerca indipendente della Scandinavia), Brødrene Dahl e Optimera, il più grande centro di distribuzione di materiali edili. La ZEB Pilot House, localizzata a Ringdalskogen, nel sud della Norvegia, è un edificio di circa 220 mq, pensata per accogliere un intero nucleo familiare. Utilizzata come “piattaforma dimostrativa”, caso esemplare di edificio a energia positiva, nonché come caso “test” per verificare diverse strategie energetiche. L’edificio, abitato, è orientato a sud-est ed è composto da un parallelepipedo inclinato rivestito di metallo, legno e mattoni che pare adagiarsi sui “gabion wall”, che costituiscono la cinta verso la strada a nord-ovest. Un altro piccolo volume a ovest dell’abitazione accoglie la sauna e alcuni locali di servizio e funziona da elemento schermante per la prospiciente zona piscina. A est, vicino al posto auto coperto e al confine con il terreno agricolo adiacente, è stato progettato un piccolo spazio per la colazione la cui pavimentazione è rifinita in blocchi di legno riciclati. Gli spazi interni si sviluppano, al piano terra, attorno a un cortile centrale, utilizzato nelle stagioni intermedie come estensione del soggiorno e della cucina. Sempre al piano terra si trovano un bagno, lo studio e il locale impianti, quest’ultimo insonorizzato per garantire il massimo comfort acustico. Il piano ammezzato, ricavato nella porzione più alta dell’edificio e al quale si accede attraverso una scala adiacente al muro di mattoni riciclati, accoglie tre camere da letto e un bagno. Lo spazio esterno, occupato da un ampio giardino, si caratterizza per l’uso di materiali naturali, per la presenza di un orto e di una piccola piantagione di alberi da frutta, allo scopo di sensibilizzare la produzione di alimenti su piccola scala. Gli ambienti, dal design raffinato, sono rifiniti per la maggior parte con materiali naturali non trattati e riciclati quali legno e mattoni, così da garantire un’ottima qualità acustica, un’elevata salubrità dell’aria, nonché il benessere emotivo e sensoriale degli abitanti. Le partizioni verticali alternano superfici bianche e porzioni dal colore più caldo di legno di betulla trattato con cera naturale.
Al piano superiore, le pareti sono rivestite con legno di pioppo non trattato per ottimali assorbimento e stabilizzazione dell’umidità delle camere da letto. Il pavimento è rivestito con doghe di quercia per massimizzare la diffusione del calore proveniente dal pavimento radiante, mentre parte del soffitto della zona giorno è trattata con pannelli di abete microforati per migliorare la qualità acustica. Nell’atrio di ingresso, il muro di confine con il patio è costruito con materiali massicci (riciclati), al fine di aumentare l’inerzia termica e contribuire al comfort interno. Verso il patio, la combinazione del mattone e i ceppi di legna grezza trasmette l’idea di un’abitazione rustica e accogliente e nasconde al visitatore le innumerevoli innovazioni adottate. La grande quantità di superfici trasparenti che si alternano all’involucro iperisolato, costruito totalmente con telai di legno di pino, garantisce elevate prestazioni termiche e un’efficiente illuminazione naturale, contribuendo alla riduzione del fabbisogno di energia. Il solaio dell’abitazione è sopraelevato rispetto al terreno e poggia su un anello di fondazione suddiviso in cinque zone, in ognuna delle quali sono impiegate diverse pellicole temoriflettenti, al fine di valutarne l’efficienza in opera.
La casa è dotata anche di un veicolo elettrico, alimentato dai pannelli fotovoltaici posizionati sulla copertura inclinata, progettato per gli spostamenti quotidiani fra l’abitazione e la città. Grazie all’uso di materiali naturali e alle soluzioni olistiche adottate dal team di architetti, impiantisti e costruttori, la ZEB Pilot House soddisfa i criteri della classificazione ZEB-OM, che prevedono un bilancio a zero emissioni per quanto riguarda sia l’energia incorporata nei materiali che per il quotidiano funzionamento (riscaldamento, raffrescamento, illuminazione ecc.) dell’abitazione. Una rete di sensori è in grado di mostrare, a ogni istante, le produzioni e gli assorbimenti di energia, nonché le condizioni di comfort interne, al fine di mantenere nel tempo i livelli attesi in fase di progettazione.
LO STANDARD ZEB-OM
Per ottenere la classificazione ZEB-OM, acronimo di “Zero Energy Building - Operation and Materials”, il progetto deve raggiungere l’ambizioso obiettivo di compensare 100% la CO2 emessa, somma di quella emessa in fase di funzionamento dell’edificio e di quella emessa per la produzione dei materiali impiegati nella costruzione. è un approccio innovativo che guarda oltre al normale bilancio tra energia assorbita, o prodotta, in sito e si può ottenere solamente attraverso un team progettuale interdisciplinare e una visione olistica al progetto. Dal punto di vista pratico, la ZEB Pilot House conta su una produzione di energia da fonti rinnovabili, come pannelli fotovoltaici, collettori solari-termici, pompa di calore e ventilazione con recupero di calore, che insieme garantiscono la compensazione delle emissioni di carbonio generate dalla combustione delle fonti fossili nelle centrali elettriche. L’uso di materiali naturali, quale il legno locale, il riutilizzo del mattone o delle traversine dei binari ferroviari in combinazione con l’adozione di strategie atte a ridurre l’energia acquistata all’esterno hanno permesso di ottenere un risultato che va oltre il limite della certificazione e che contribuisce per 366 kg di CO2/anno alla diminuzione delle emissioni di carbonio.
STRATEGIA ENERGETICA
L’elevato livello di comfort interno alla ZEB Pilot House è basato sull’adozione di sistemi passivi quali: l’orientamento, la geometria, la conformazione volumetrica, il dimensionamento delle superfici vetrate, nonché la scelta di materiali con ottime caratteristiche termiche. La strategia energetica permette all’edificio di raggiungere un bilancio di energia positivo con una produzione in eccesso pari a circa 732 kWh annui. Nel dettaglio, la richiesta di energia per il riscaldamento è coperta per l’80% da una pompa di calore geotermica ad alto rendimento da 3 kW, mentre la restante parte è prodotta da 16 m2 di pannelli solari termici posizionati in copertura. L’acqua calda è accumulata in un boiler da 400 litri e, attraverso pannelli radianti a pavimento, genera l’energia termica necessaria a mantenere il comfort interno. L’energia elettrica è prodotta da 150 m2 di pannelli fotovoltaici posizionati in copertura in grado di produrre 19.200 kWh. Una batteria di accumulo, dimensionata sulla richiesta di elettricità di un tipico giorno estivo, permette di massimizzare l’autoconsumo dell’energia prodotta riducendo l’acquisto dalla rete elettrica nazionale. La qualità dell’aria è garantita da un sistema di ventilazione meccanica con recupero di calore, ad alta efficienza integrato nella pompa di calore, la quale, in caso di necessità, riscalda o raffredda l’aria di rinnovo. L’energia per l’acqua calda sanitaria è ridotta di circa il 50%, grazie alla presenza dei collettori solari e di uno scambiatore in grado recuperare calore dall’acqua di scarico di docce, lavandini e altre apparecchiature per poi preriscaldare l’acqua calda richiesta dall’utente.
Scheda progetto
Progetto: Snøhetta
Committenza: Optimera e Brødrene Dahl (Saint Gobain)
Superficie riscaldata: 200 m²
Superficie: 311 m²
Realizzazione: Settembre 2014
Photos: Snøhetta
