Indipendenza energetica assicurata
Residenze energeticamente autosufficienti a Brütten ZH
Ai margini del quartiere Hofacher di Brütten sorge un edificio plurifamiliare che non dipende né dalla rete elettrica pubblica né da altri combustibili. I residenti conducono una vita autarchica sotto il profilo energetico grazie a un impianto fotovoltaico integrato nell’edificio, con sonde geotermiche e innovative soluzioni di accumulo. In ottobre l’opera è stata insignita del Norman Foster Solar Award.
Questo edificio non ha fini di investimento o speculazione: si tratta di un progetto dimostrativo che combina i più moderni componenti della tecnologia solare con un sistema intelligente di approvvigionamento, accumulo e regolazione. Una pompa di calore combinata a sonde geotermiche assicura l’energia per il riscaldamento e l’acqua calda. Essa utilizza esclusivamente energia prodotta dall’edificio: sul tetto, grazie a brillanti celle solari monocristalline (512 mq, 79.54 kWp) e sulle facciate, mediante celle opache a film sottile (485 mq, 46.95 kWp). La resa fotovoltaica soddisfa il fab-bisogno annuo di elettricità di nove nuclei familiari.
L’accumulo è organizzato a cascata in funzione della domanda: le batterie al litio-ferro-fosfato sono in grado di sopperire alla produzione elettrica fino a tre giorni. Due serbatoi d’acqua fungono da accumulatori termici stagionali nel caso di surplus energetico e sono collegati con l’impianto dell’acqua calda sanitaria ad alta temperatura e con l’impianto di riscaldamento a bassa temperatura. Un accumulatore «power to gas» costituisce la riserva di sicurezza: in presenza di un surplus di energia elettrica, tramite elettrolisi un serbatoio viene riempito di idrogeno. Una cella a combustibile trasforma chimicamente il contenuto in acqua, calore e corrente.
Potenza ottimizzata
L’impianto fotovoltaico è dimensionato nell’ottica di una potenza elevata e di un bilanciamento stagionale. Sono state adottate soluzioni specifiche per ottimizzare la geometria e la retroventilazione dei moduli a film sottile, così come per la progettazione dei circuiti elettrici e per il collegamento degli inverter. A livello teorico, la resa ottenuta in 40 giornate estive sarebbe sufficiente per il fabbisogno energetico annuo dei nuclei familiari. I moduli fotovoltaici micromorfi installati sulla facciata assicurano una resa energetica relativamente elevata anche in inverno, indipendentemente dal loro orientamento, anche quando il sole è basso o con luce diffusa.
Interfacce simulate definite
Un approvvigionamento energetico autarchico richiede sistemi affidabili e alcuni componenti ridondanti. A livello programmatico l’obiettivo è di definire con precisione le interfacce fra produzione e consumo. Nonostante la compattezza dell’edificio, la superficie è sufficiente per la produzione di energia, mentre l’elevata densità abitativa è combinata con picchi di consumo moderati. Sono stati simulati diversi flussi di carico e modalità di funzionamento: produzione, accumulo e impiantistica sono regolati in maniera intelligente. Il sistema di gestione considera anche i dati atmosferici effettivi. I consumi – elettrodomestici, impianto di aerazione e altri apparecchi – nonché l’edificio stesso sono orientati alla massima efficienza energetica. I locatari sono stati selezionati con un concorso pubblico sulla sostenibilità. I consumi energetici sono oggetto di confronto tra inquilini nonché argomento di un progetto di ricerca.
Committenza: Umwelt Arena, Spreitenbach
Ingegneria civile: Tantanini & Partner, Bülach
Architettura: René Schmid Architekten, Zurigo
Impresa generale: W. Schmid, Glattbrugg
Ingegneria RVCS: Basler & Hofmann, Zurigo
Coordinamento: Pro-Energie, Projekt- und Energiemanagement, Sirnach
Date: 2015–2016
Clementine van Rooden et al., Schweizer Ingenieurbaukunst. L’art des ingénieurs suisses. Opere di ingegneria svizzera 2015/2016, Espazium – Edizioni per la cultura della costruzione, Zurigo 2016. Per ordinare il libro: buch [at] espazium.ch (buch[at]espazium[dot]ch)