Complesso edilizio di Grabenweg – sostenibilità vissuta
Le esigenze dell'edilizia moderna sono elevate. Ma sono aumentate anche le possibilità tecniche. Sfruttare queste possibilità e applicarle in modo mirato rappresenta per i progettisti allo stesso tempo una sfida e un’ispirazione. Il complesso edilizio di Grabenweg dimostra in modo convincente, come un progetto ambizioso possa essere realizzato e diventare un modello tuttora da eguagliare.
Case plurifamiliari a Möriken
Oggetto:
- 4 case plurifamiliari con complessivamente 36 appartamenti
- Anno di costruzione 2017 - 2019
- Minergie-P; Minergie-Eco; casa PlusEnergie
- Tecnica degli edifici ottimizzata per la corrente prodotta dall’energia solare
- Elevato grado di autoconsumo dell’energia solare
Località:
- CH-5103 Möriken-Wildegg
Apparecchi installati:
- Pompe di calore con geosonda: 3 WPF 27 e 1 WPF 10 cool con possibilità di raffrescamento passivo
- Termoaccumulatore: 3 SBP 1500 e 1 SBP 700E
- Accumulatore igienico: 3 HS-BM 2190 e 1 HS-BM 1000
- ISG come interfaccia per la trasmissione dati
Realizzazione:
- Setz Architektur AG, 5102 Rupperswil
- Kocher Heizungen AG, 5201 Brugg
- Smart Energy Control AG, 5200 Brugg
Rapporto finale dell’UFE sul complesso edilizio di Grabenweg
Nell'ambito di un progetto di ricerca dell'Ufficio federale dell'energia (UFE), sono stati valutati i dati misurati durante il primo anno. I risultati sono significativi e rilevanti:
«Dal punto di vista ecologico è stata raggiunta una percentuale di consumo proprio annuale del 40%. In considerazione dei grandi impianti fotovoltaici presenti, il valore assoluto è piuttosto basso, ma potrebbe venire fortemente aumentato, soprattutto con l'ottimizzazione mirata delle pompe di calore. L'attenzione si è concentrata ancora di più sul grado di autosufficienza annuale, che grazie all'ottimizzazione ha raggiunto il 45%. Questo valore è elevato per uno sviluppo residenziale, considerando che non sono stati utilizzati serbatoi elettrici e che anche i serbatoi termici sono stati solo leggermente sovradimensionati.»
«Dal punto di vista dell'efficienza, le pompe di calore acqua glicolata / acqua potrebbero funzionare con un elevato coefficiente di lavoro annuo >4 (riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria, senza perdite di accumulo). L’elevato valore misurato è dovuto sia all’efficienza degli apparecchi che al programmatore del consumo proprio. Questo ha abbassato in modo mirato le temperature di mandata per il riscaldamento, soprattutto di notte e al di fuori degli orari di produzione del fotovoltaico.»
«…conta solo le ore serene…»
Le quattro case plurifamiliari sorgono nel tranquillo quartiere di Möriken, ubicate in modo discreto in prossimità del bosco – eppure qualcosa «cova» dietro la facciata: gli impianti fotovoltaici installati sul cappotto esterno, sui tetti e su parapetti delle terrazze superiori producono corrente ricavata dall’energia solare, che viene utilizzata il più possibile direttamente nell'area. Il sistema fotovoltaico è concepito in modo che, oltre alla corrente elettrica per tutte le utenze energetiche del complesso edilizio, come riscaldamento, produzione di acqua calda, ventilazione, corrente elettrica per uso domestico e generico, venga prodotta un’eccedenza di energia che permetta così di raggiungere un bilancio annuo positivo. L’efficienza energetica dei moduli fotovoltaici da sola non è sufficiente a questo scopo. La particolare sfida risiede nella gestione della corrente autoprodotta con l’energia solare. Perché, se molta di questa corrente elettrica deve essere il più possibile impiegata nell’area stessa, è necessario che produzione e consumo coincidano. Dato che gli apparecchi elettrici però non comunicano reciprocamente in modo automatico, è necessario ottimizzare il consumo di energia attraverso un’interfaccia.
Il programmatore dell’autoconsumo
Il cosiddetto programmatore dell’autoconsumo coordina e ottimizza in modo mirato il consumo della corrente prodotta con l'energia solare, ottenendo così un migliore «grado di autoconsumo». Il grado di autarchia che si mira ad ottenere per il complesso edilizio di Grabenweg va dal 40% al 50% ed è una quota ragguardevole, considerando che la media annua potrebbe essere addirittura ulteriormente aumentata con il collegamento di veicoli elettrici. Ma anche in tal caso, l’impianto potrebbe mostrare i propri limiti. «Senza un software intelligente che garantisca una corrispondenza ottimale tra la corrente di carica e l’attuale produzione di corrente dal solare, un utilizzo completo della corrente autoprodotta sarebbe assolutamente impensabile», spiega David Zimmerli, direttore della Setz Architektur AG. Grazie a questa soluzione, il gestore dell’impianto accumula meno corrente in rete e gli apparecchi possono essere azionati ad un prezzo energetico più basso.
Anche il funzionamento della pompa di calore e dell’accumulatore igienico viene gestito secondo l’energia disponibile. Questo significa, ad esempio, che la pompa di calore funziona non nella fascia notturna a bassa tariffa, bensì durante il giorno con la corrente autoprodotta dal solare. «Anche se le nostre moderne pompe di calore sono già altamente efficienti dal punto di vista energetico, sono comunque tra le utenze che maggiormente consumano corrente elettrica nell'edificio. Per questo è importante riuscire ad ottimizzare i consumi attraverso il programmatore dell’autoconsumo», sottolinea Zdravko Djuric, responsabile di prodotto alla Stiebel Eltron AG. Inoltre, l’utilizzo passivo delle parti riscaldate dell'edificio come accumulatore termico o l’accumulo termico attivo all’interno dell’accumulatore igienico, rappresentano ulteriori possibilità di sfruttare l’energia prodotta in eccedenza.
Riscaldare e raffrescare
Il riscaldamento climatico sta mostrando i suoi effetti anche da noi. L’aumento delle giornate di canicola in estate può quindi senza dubbio ripercuotersi sulla qualità dell’abitare. Nel complesso edilizio di Grabenweg sono state adottate misure specifiche per questa problematica: il sistema con pompa di calore acqua glicolata | acqua installato permette di far funzionare la pompa di calore in estate con fluido di raffreddamento Antifrogen nella sonda geotermica, grazie al quale gli appartamenti vengono raffrescati in modo passivo attraverso la rete di distribuzione del riscaldamento a pavimento. Mantenere una temperatura di benessere anche nelle torride giornate estive non resterà quindi più solo un sogno. L’effetto positivo per l’ambiente: attraverso la restituzione del calore, il suolo potrà rigenerarsi meglio.
Die Klimaerwärmung wird auch hierzulande Auswirkungen zeigen. Vermehrte Hitzetage im Sommer können sich deshalb durchaus auf die Wohnqualität auswirken. In der Überbauung Grabenweg hat man für diese Problematik Vorkehrungen getroffen: Das installierte Sole | Wasser-Wärmepumpensystem erlaubt, im Sommer die Wärmepumpe mit erdgekühltem Antifrogen laufen zu lassen, wodurch die Wohnungen über das Bodenheizungsverteilnetz passiv gekühlt werden. Somit muss eine Wohlfühltemperatur selbst im heissen Sommer kein Wunschtraum bleiben. Der positive Nebeneffekt für die Umwelt: Durch die Rückführung der Wärme kann sich das Erdreich besser regenerieren.
