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Verso la casa a energia Zero!

Spazi stretti, stanze piccole, poca luce di giorno, radiatori obsoleti: una casa degli anni 50 non risanata è un relitto di un’epoca passata. Quasi tutte le case residenziali costruite prima del 1980 – 1990 mostrano notevoli punti deboli in termini energetici. Fino a 4000 litri di olio da riscaldamento all’anno e un fabbisogno di energia primaria di circa 60 000 chilowattora non sono insoliti per i vecchi immobili. Di solito, il consumo viene espresso in termini di energia primaria, come irraggiamento solare o petrolio.

Ma le recenti innovazioni nella tecnica degli edifici ed energetica non hanno paragoni nella storia: una nuova casa residenziale del 2014, a parità di superficie abitativa, ha bisogno di un settimo dell’energia rispetto a mezzo secolo fa. La combustione di carburanti fossili viene meno e l’emissione di CO2 dovuta al funzionamento e all’approvvigionamento si riduce a una frazione del valore precedente. Per un mutamento energetico globale si deve puntare sugli edifici esistenti. Infatti, tra il 40 e il 50 % del fabbisogno energetico totale e delle dannose emissioni di CO2 in Svizzera sono a carico degli edifici.

Progetti ambiziosi per il 2050
«In futuro saranno possibili addirittura case a energia zero», spiega Urs Rieder, professore di tecnica degli edifici presso la Scuola superiore di Lucerna. In tal senso bisogna tuttavia considerare che ogni edificio ha necessariamente bisogno di energia esterna per il funzionamento del riscaldamento ovvero per la pompa di calore, gli impianti domestici e l’illuminazione. Con pompe di calore efficienti che necessitano di una quantità minima di corrente per funzionare, ma anche grazie al fotovoltaico o a collettori ibridi, è possibile produrre energia direttamente in loco. La pompa di calore sfrutta l’energia dell’acqua o del suolo, mentre il fotovoltaico trasforma l’energia solare in corrente. In futuro dovrebbe quindi essere possibile un bilancio netto in pari: in un anno l’edificio produce tanta energia quanta ne riceve dall’esterno.

«La tendenza va in questa direzione», Rieder ne è convinto. Nell’UE dal 2020 si potranno progettare nuove costruzioni soltanto come edifici a emissioni zero. La politica energetica svizzera richiede inoltre che in futuro gli edifici necessitino di molta meno energia ed emettano meno CO2 dannosi. I cantoni inaspriranno ancora sensibilmente le disposizioni per i nuovi edifici fino al 2020. Entro il 2050, inoltre, i vecchi edifici dovrebbero essere totalmente risanati. Con le nuove costruzioni, grazie alle innovazioni tecniche, si è già a buon punto. Ma per i vecchi edifici c’è molto da fare. «Soprattutto per le facciate il tasso di risanamento e ristrutturazione è ancora troppo basso affi nché tutti i vecchi edifi ci siano riconvertiti entro 50 anni», riferisce Thomas Ammann, responsabile del reparto per la tecnica energetica e costruttiva dell’Associazione svizzera dei proprietari fondiari (APF).

Pompa di calore, non impianti enormi
Nella gestione degli edifi ci più vecchi, che rappresentano la maggior parte di tutte le costruzioni in Svizzera, è necessaria una strategia chiara. Di solito si attuano singoli provvedimenti scoordinati, piuttosto che considerare la complessa correlazione tra diversi elementi come finestre, tetto, facciata, isolamento termico e riscaldamento. «Se un vecchio riscaldamento si rompe, in caso di riparazione o sostituzione bisogna tenersi aperte le opzioni future», consiglia Urs Rieder. Ha poco senso installare un impianto di riscaldamento troppo grande se dopo pochi anni viene migliorato l’isolamento termico della facciata e diminuisce il fabbisogno di calore.

Se è comunque indispensabile intervenire sul riscaldamento, si può passare già oggi a una pompa di calore moderna. Le pompe di calore recuperano l’energia per il riscaldamento o il raffreddamento dall’ambiente (aria, acqua o suolo). Questi impianti sono stati testati mille volte in Svizzera e risultano robusti e convenienti sia in termini di funzionamento che di manutenzione. Se si dispone di un piano di risanamento più a lungo termine, si può modernizzare l’edificio successivamente per tappe: finestre, facciata, isolamento termico e tetto. «A lungo termine tutte le case, quindi anche gli edifici più vecchi, dovrebbero evolversi verso la Società a 2000 Watt», sottolinea Rieder. Ma è essenziale non commettere errori di pianificazione.

«Se è comunque prossimo un risanamento con diversi provvedimenti coordinati, col tempo i risanamenti energetici si pagano da soli», sa bene Ammann dell’APF. In termini di sostenibilità ed efficienza dei costi si dovrebbero conoscere e considerare i diversi cicli di vita degli edifici.

Più di un risanamento minimo
Un impianto di riscaldamento dura tra i 20 e i 25 anni, le finestre tengono per 25 o 30 anni, la maggior parte delle facciate dura anche più a lungo. «Ma non ha comunque senso sostituire elementi funzionanti ancora privi di ammortamento ecologico», pensa Rieder. Per questo spesso vale la pena farsi consigliare da esperti. Consulenti energetici, architetti e progettisti in tecnica degli edifici e riscaldamento sono i referenti giusti.

Se serve una licenza edilizia per nuovi edifici o ristrutturazioni, oggi vanno rispettati determinati valori indicati dalla Legge sull’energia. «Visto a lungo termine è irragionevole orientarsi soltanto al minimo in caso di investimenti», dice Ammann. Nella pianificazione occorre considerare anche le intenzioni personali nella propria vita, la futura necessità di spazio o, in caso di immobili in locazione, la futura domanda sul mercato delle locazioni.

Rieder non ha dubbi: le esigenze personali e il cambiamento energetico devono essere in armonia. «Già oggi tecnicamente si possono realizzare edifici che producono al netto più corrente di quella che serve loro per funzionare e praticamente non emettono CO2.»

 

23.04.2014, Jürg Zulliger (testo) und Luca Schenardi (illustrazione)

Here’s to the zero-energy home!

Narrow floor plans, small rooms, sparse daylight, outdated radiators: an unmodernized 1950s house is a relic of days gone by. Almost all residential buildings constructed before 1980 to 1990 have major shortcomings in terms of energy consumption. It is not unusual for older properties to use up to 4,000 liters of heating oil a year and have a primary energy demand of almost 60,000 kilowatt hours. (Consumption is normally expressed in terms of primary energy, such as solar energy or crude oil.)

But recent years have witnessed previously unheard-of innovations in building and energy technology. A new home constructed in 2014 requires seven times less energy for the same living space as half a century ago. Fossil fuels are no longer needed, and the CO2 emissions from running and maintaining the building drop to a fraction of their previous value. The condition of the building is key to achieving a complete energy turnaround. The fact is, around 40 to 50 percent of total energy requirements and harmful CO2 emissions in Switzerland are attributable to buildings.

Ambitious targets for 2050
“Zero-energy houses will be possible in the future,” explains Urs Rieder, Professor of Building Technology at the University of Lucerne. We have to bear in mind that every building still needs an external power supply to operate the heating system or heat pump, building installations and lighting. However, energy can be generated directly on site using efficient heat pumps that run on a minimum of electricity along with photovoltaic or hybrid collectors. Heat pumps use energy derived from water or the ground, and photovoltaics convert solar energy into power. So zero net energy should be possible in the future: the building would produce the same amount of energy over the year as it gets from external sources.

Rieder is convinced that “this is how the trend is going.” In the EU, from 2020 all new buildings will have to be designed to zero-emission standards. Switzerland’s energy policy also calls for buildings to use much less energy and cut back on harmful CO2 emissions. Cantonal requirements for new buildings will be considerably tightened by 2020, and older buildings will have to be fully renovated by 2050. While great progress has already been made on new homes thanks to technical innovations, old buildings still have a long way to go. “Especially when it comes to facades, the renovation and renewal rate is still too low for all old buildings to be converted within 50 years,” reports Thomas Ammann, head of the Energy and Building Technology section of the Swiss Homeowners’ Association (HEV).

Heat pumps instead of huge heating systems
When dealing with older buildings, which make up the majority of properties in Switzerland, a clear strategy is required. Typically people take uncoordinated individual measures instead of considering the complex interplay between the various elements such as windows, roof, facade, insulation and heating. “If an old heating system breaks down, you have to keep your future options open when it comes to repairs or replacement,” recommends Urs Rieder. It makes little sense to install a large-scale heating system if the facade insulation will be improved in a few years’ time, lowering the demand for heating energy.

If work cannot be avoided on the heating system, it’s the ideal opportunity to switch to a modern heat pump, which draws energy for heating or cooling from the environment (air, water or soil). These systems have been tried and tested in Switzerland thousands of times and have proven sturdy and cheap to operate and maintain. With a longer-term renovation plan, the building can be modernized in stages: windows, facade, insulation and roof. “From a long-term perspective, every home – including older buildings – should be moving toward the 2000-watt society,” Rieder emphasizes. It’s crucial to avoid planning mistakes. “If a refurbishment is planned in any case and various measures are coordinated and implemented, energy renovations will pay off fi nancially over time,” states the HEV’s Ammann. In the interest of sustainability and cost-effi ciency, the building’s different lifecycles need to be understood and taken into account.

Beyond minimal renovation
A heating system has a life expectancy of around 20 to 25 years, windows of 25 to 30 years, facades usually even longer. “But there’s no point replacing functioning parts of the building not yet amortized in ecological terms,” fi nds Rieder. That’s why it’s often worthwhile seeking expert advice. Energy consultants, architects and planners of building technology and heating systems are the right people to talk to.

Where a building application has to be submitted for a new construction or renovation project, the current Energy Act already sets certain standards. “In the long run, it makes no sense to settle for the absolute minimum investment,” says Ammann. When planning, take into account your personal aims in life, your future space requirements or, in the case of rental properties, the future demand on the rental market. Rieder has no doubt that the energy turnaround can match your personal needs. “Today we can engineer buildings that produce more net energy than they need to run, and cause almost no CO2 emissions.”

23.04.2014, Jürg Zulliger (text) and Luca Schenardi (illustrations)

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