ACQUA, VERDE PENSILE ED ENERGIA

La crisi energetica inasprita dai più recenti avvenimenti geopolitici ci riporta alla memoria quanto accaduto quasi cinquant’anni fa, quando la crisi di approvvigionamento di petrolio segnò un arresto del boom economico che fino ad allora aveva visto un periodo di crescita costante. Quegli eventi portarono ad una presa di coscienza collettiva, seppur timida, dell’estrema dipendenza di tutte le attività umane da fonti energetiche non rinnovabili e la necessità di rivedere e ripensare i modelli di crescita economica. Altrettanto timidamente si cominciò a parlare dell’impatto sull’ambiente e sugli ecosistemi naturali di tale modello di crescita e sulla necessità di sviluppare modelli di sviluppo futuri sostenibili, in grado di non compromettere la possibilità di benessere e crescita delle generazioni future.

La relazione tra crisi energetica e il suo impatto ambientale, in termini di emissioni e quindi aumento dell’effetto serra e dell’inquinamento, ci impone di pensare ad azioni ancora più veloci di quelle già attualmente adottate, e soprattutto concrete, in vista di un futuro sempre più slegato da fonti energetiche non rinnovabili.

• Gli obiettivi per ridurre le emissioni di gas serra a livello mondiale sono quelli definiti con l’Accordo di Parigi, siglato nel 2015, e mirano a  mantenere l’innalzamento delle temperature globali al di sotto dei 2°C.  L’accordo si integra nella cornice più ampia dell’Agenda 2030, e fa riferimento al punto 13 in cui sono definite le misure per la “lotta al cambiamento climatico”.
• In Europa il settore dell’edilizia è il più energivoro contribuendo al 40% del consumo di energia.
• Le aziende petrolifere, più generalmente le industrie ad alte emissioni, stanno riducendo i loro investimenti operativi per via delle maggiori incertezze normative legate alla decarbonizzazione. Preferiscono quindi ridistribuire i proventi della loro attività agli azionisti e mantenere alti i prezzi delle materie prime e dei prodotti (es. benzina) in modo da poter generare più utili possibile in vista dell’inevitabile sostituzione con alternative sostenibili.

Tra le tecnologie impiegate per migliorare il fabbisogno energetico degli edifici, le coperture a verde pensile si distinguono per la pluralità di benefici che derivano dal loro impiego. Non solo migliorano le performance energetiche dell’involucro edilizio ma, rientrando tra le cosiddette Nature Based Solutions(NBS), contribuiscono a rendere le aree antropizzate meno impattanti sull’ambiente e migliorano il comfort urbano.

A partire dallo studio del comportamento naturale delle piante e dall’osservazione dei fenomeni sempre più tangibili dei cambiamenti climatici, Daku ha sviluppato il Blue Green Roof (BGR), una soluzione che considera l’acqua come una risorsa preziosa, che non deve essere sprecata, le cui potenzialità sono da sfruttare in modo intelligente. L’idea fondamentale sulla quale è stato ideato il BGR è che l’acqua, in quanto vettore energetico ed elemento di termoregolazione naturale, non deve essere eliminata nel sistema fognario e allontanata velocemente dagli ambienti urbani, ma deve essere conservata per riutilizzarne il potenziale. Nel BGR l'acqua piovana viene stoccata all’interno della stratigrafia e viene utilizzata in modo calibrato per l’irrigazione: in questo modo il BGR contribuisce a diminuire gli effetti negativi delle bombe d’acqua e ad aumentare di molto la permeabilità delle aree urbanizzate.

Con il sistema di irrigazione DAKU IRRIGA inoltre, sviluppato per assecondare il naturale sviluppo dell’apparato radicale delle piante, la capacità di traspirazione delle piante è migliorata e le quantità d’acqua utilizzate per il sostentamento del manto vegetale sono ridotte rispetto ad un normale impianto di irrigazione.La presenza di acqua stoccata in copertura non comporta svantaggi alla performance di isolamento termico dell’involucro ma, al contrario, ne aumenta la massa e contribuisce, soprattutto in regime estivo, a ritardare l’ingresso di calore all’interno dell'edificio. L’intera copertura e il sistema di accumulo e di irrigazione BGR sono gestiti tramite una centralina IoT, in grado di capire la quantità di acqua stoccata in copertura e di gestirla a seconda delle necessità e in relazione alla pioggia in arrivo. Considerare l’acqua come un potenziale per l’efficienza della copertura  verde è la vera chiave del cambio di paradigma dell’innovazione Daku.

A) Impatto energetico per la città:

Numerosi studi hanno indagato l’efficacia dei sistemi a verde pensile dimostrando come piccole azioni sulla progettazione delle aree urbane abbiano una ricaduta sostanziale sulla richiesta di energia per la climatizzazione estiva degli edifici. Il BGR non fa che migliorare quanto già verificato con i sistemi tradizionali, con un aumento ulteriore dei suoi effetti positivi sia scala urbana che a scala architettonica. Soprattutto, riuscendo a gestire in modo intelligente l’acqua, è uno strumento comparabile alle vasche di laminazione, con la differenza che l’acqua accumulata nel BGR non viene eliminata nelle 48 h successive all’evento piovoso, ma viene trattenuta e gestita attraverso il sistema IoT collegato alle centraline di monitoraggio meteo. Alcuni studi dimostrano la relazione tra aumento delle temperature delle città e l’aumento dei consumi energetici per la climatizzazione. Conservare l’acqua non fa che migliorare questi risultati già estremamente positivi:

• Akbari spiega che l'aumento delle temperature in alcune città degli Stati Uniti (a partire dagli anni ‘40, periodo in cui la differenza di temperatura tra aree urbane e aree rurali era ancora praticamente nulla) è stato tra gli 0,5°C e i 3°C. Questo fenomeno ha comportato picchi di richieste di energia per il raffrescamento degli edifici di circa il 2-4% per ogni grado di temperatura registrato in più, per un totale di aumento dei consumi per l’aria condizionata del  5-10%.
• In termini energetici, in una città come Los Angeles, l’aumento di 1 °C consiste in un consumo medio di 500 MW in più di energia per il raffrescamento. Le conseguenze di questo fenomeno non solo causano un aumento dei consumi e quindi delle emissioni di gas serra, ma comportano un aumento dello smog, strettamente legato all’innalzamento delle temperature.
• Maggiore è la temperatura dell’aria più facile è la reazione di sintesi tra molecole inquinanti: è stato attestato che all’aumentare della temperatura dell’aria di 1°C, sopra i 22°C, l’incidenza dello smog cresce del 5% (Akbari et al., 2001).

B) Impatto energetico per l’edificio:

Il tetto verde, soprattutto in regime estivo, costituisce una massa termica per la copertura e ne aumenta la capacità di sfasamento dell’onda termica. La presenza di massa dovuta alla stratigrafia verde e all’azione di traspirazione delle piante, in combinazione tra loro, determinano la diminuzione delle temperature al di sotto del pacchetto verde e a livello della vegetazione. Alcuni studi hanno definito con delle simulazioni la quantità di energia risparmiata grazie all’impiego di tetti verdi, e il conseguente risparmio in bolletta per quanto riguarda il fabbisogno di energia per il raffrescamento. La sperimentazione Daku ha evidenziato come il bacino di accumulo idrico pieno di acqua del BGR favorisca un abbassamento delle temperature al di sotto della stratigrafia verde di 3-4° C rispetto a quanto registrato su un BGR con il bacino vuoto che registra invece temperature molto più simili, anche se inferiori, al pacchetto con stratigrafia di verde pensile tradizionale. Ne consegue un aumento delle performance rispetto ad un normale Green Roof, comunque migliorative rispetto ad una copertura tradizionale.

• Uno studio (2020) si è concentrato sulla verifica della differenza di consumo di energia per il raffrescamento di una porzione di edificio di circa 280 mq in una regione nell’area est della Spagna. Grazie all’impiego del tetto verde è stata verificata una riduzione dei consumi di energia per il raffrescamento di circa il 30% rispetto al tetto esistente, di tipo rovescio, isolato con XPS, con una riduzione della richiesta di energia nel periodo invernale del 15%.
• In un altro studio (2019) che ha osservato il comportamento di 3 prototipi di tetti verdi in area mediterranea, è emersa l’efficienza di un tetto verde rispetto ad un tetto tradizionale nell’abbassare le temperature al di sotto del pacchetto verde. Lo studio ha anche verificato la maggior efficienza in estate di un tetto con il layer di accumulo e drenaggio rispetto ad un tetto sempre con la stessa stratigrafia e l’aggiunta di un pannello di isolante da 30 mm.