Progettazione tecnologica del verde

CAMBIAMENTO CLIMATICO E RESILIENZA

La resilienza in ecologia è la capacità di una comunità o sistema ecologico di tornare al suo stato iniziale, dopo essere stata sottoposta ad un evento imporvviso che ha modificato il suo stato di equilibrio.

Il tema della resilienza ha acquisito rilevanza e si è diffuso grazie al maggiore interesse verso i cambiamenti climatici.

Effetto serra: processo naturale che riscalda la superficie terrestre. Quando la radiazione solare raggiunge l'atmosfera parte di essa viene riflessa nello spazio e la restante viene assorbita o re-irradiata. L'energia assorbita riscalda l'atmosfera e la superficie terrestre.

Fattori naturali e umani possono causare cambiamenti nel bilancio energetico della Terra.

Resilienza urbana: è la capacità di individui, comunità, istituzione, imprese e sistemi all'interno delle città a sopravvivere, adattarsi e crescere a prescindere da quali stress cronici o shock subiscano.

Strategie a livello urbano per rispondere e adattarsi a eventi naturali catastrofici attraverso: investimento in risorse energetiche rinnovabili, sistema di mobilità sostenibili, sviluppo di condizioni sociali inclusive, attenzione ai sistemi ecologici delle aree metropolitane e incoraggiamento di un metabolismo ciclico e rigenerativo.

Adattamento: processo di adattamento al clima attuale e ai suoi effetti. Nei sistemi umani l'adattamento cerca di moderare i danni o di sfruttare le opportunità. Ridurre la vulnerabilità e l'esposizione all'attuale variabilità climatica è il primo passo verso l'adattamento ai cambiamenti climatici futuri. È specifico per ogni luogo e contesto; le strategie di adattamento considerano le dinamiche di vulnerabilità ed esposizione e i loro legami con i processi socioeconomici, sviluppo sostenibile e cambiamenti climatici.

Mitigazione: intervento umano per ridurre le fonti o il potenziamento dei gas

A effetto serra, insieme all'adattamento ai cambiamenti climatici. La Framework Convention ha come obiettivo quello di stabilizzare la concentrazione di gas serra nell'atmosfera a un livello che prevenga interferenza con il clima dando il tempo agli ecosistemi di adattarsi naturalmente al cambiamento climatico, garantendo che la produzione alimentare non sia minacciata e consentendo uno sviluppo economico sostenibile.

ENERGIA NELL'ARCHITETTURA E NEL PAESAGGIO

GESTIONE ENERGETICA

Relativamente a produzione e distribuzione di energia da fonti rinnovabili, strategie di efficienza e risparmio energetico. Il consumo energetico globale è destinato ad aumentare nel tempo. L'attuale sistema di produzione e distribuzione è legato all'impiego di fonti energetiche di origine fossile. Un mezzo interessante per lo sviluppo su larga scala delle rinnovabili è la microgenerazione distribuita:

• Basata su scelte di singoli individui e su investimenti contenuti;

Flessibile e adattabile allo specifico sito di intervento e limitato impatto visivo.

La Smart Grid è una rete elettrica che può integrare il comportamento e le azioni di tutti gli utenti ad essa collegati per garantire un sistema elettrico economicamente efficiente.

Fonti NON RINNOVABILI: sono risorse naturali che non sono in grado di rigenerarsi alla stessa velocità con cui vengono consumate. Il loro sfruttamento si basa su giacimenti che si trovano negli strati sotterranei di roccia e sedimenti.

Carbone (fossile)

Gas naturale (fossile)

Petrolio (fossile)

Nucleare

Fonti RINNOVABILI: derivano da risorse naturali costantemente, immediatamente e indefinitivamente presenti in natura. Il loro utilizzo comporta emissioni inquinanti e uso di risorse e materiali esauribili in proporzioni molto ridotte.

1. Sole
2. Vento
3. Maree
4. Risorse geotermiche
5. Biomassa

Ostacoli alla loro diffusione: competenze e tecnologie nuove, costi di investimento alti, benefici ambientali

Ancora poco monetizzabili, scarsa flessibilità sulla rete elettrica. Quando si progetta l'installazione di tecnologie da fonti rinnovabili è necessario tenere in considerazione le caratteristiche microclimatiche e ambientali del contesto. Vanno effettuate analisi per conoscere il grado di esposizione alla fonte rinnovabile in modo da ottimizzare il suo sfruttamento. ENERGIA SOLARE: è di fondamentale importanza l'orientamento. Le strategie impiegate sono:

1. Conversione fotovoltaica per energia elettrica.
2. Solare termico ad alta temperatura.
3. Solare termico a bassa temperatura.

Il fotovoltaico e il solare termico a bassa temperatura sono impiegati per la microgenerazione e integrati negli edifici. Consentono di trasformare direttamente l'energia solare in energia elettrica sfruttando l'effetto fotovoltaico, fenomeno che consiste nella generazione di tensione e corrente elettrica in un materiale con l'esposizione alla radiazione luminosa.

È necessario l’uso di materiali semiconduttori (silicio). La cellafotovoltaica è l’elemento base di un dispositivo fotovoltaico. Tra i rischi delfotovoltaico a terra:

• Competizione con il settore agricolo.
• Effetti sui processi microclimatici.
• Riduzione del processo di fotosintesi (impoverimento del tenore di carbonio nel suolo e di biomassa emergente).

“Agrivoltaic system” permette la coltivazione e simultanea produzione di energia elettrica.

b) Impianti che trasformano la radiazione solare termica in vapore ad alta pressione che aziona turbine collegate ad alternatori. Concentrano l’energia solare per riflessione in un ‘fuoco’ dove scorre un fluido (fluido ‘termovettore’) che viene trasformato in vapore, utilizzato per azionare una turbina e produrre energia elettrica.

c) Sfruttano l’effetto serra, convertono l’energia solare in energia termica, elevano la temperatura di un fluido termovettore. Sono usati

perdita di habitat e impatto ambientale.ENERGIA GEOTERMICA: sfrutta il calore proveniente dal sottosuolo terrestre. Viene utilizzata per la produzione di energia elettrica e per il riscaldamento. Si basa sull'utilizzo di pozzi geotermici, che prelevano l'acqua calda o il vapore presente nel sottosuolo per alimentare turbine e generatori. È una fonte energetica a basso impatto ambientale.ENERGIA BIOMASSA: deriva dalla combustione di materiali organici come legna, residui agricoli, scarti di lavorazione industriale. Viene utilizzata per la produzione di energia termica e elettrica. La biomassa è una fonte energetica rinnovabile, ma può causare problemi di inquinamento atmosferico se non viene utilizzata in modo corretto.ENERGIA MAREOMOTRICE: sfrutta l'energia delle maree per produrre energia elettrica. Si basa sull'utilizzo di dighe o turbine che sfruttano il movimento delle maree per generare energia. È una fonte energetica ancora poco utilizzata, ma con un grande potenziale di sviluppo.tipoambientalista; si propende verso il micro idroelettrico che ha un impatto ambientaleirrilevante e rende possibile sfruttare più siti.

ENERGIA DALLE MAREE: deriva dal moto periodico di alta e bassa marea; dove la morfologia del terreno lo consente il fenomeno delle maree insieme alla presenza di canali, causa l'accelerazione della velocità dell'acqua. Ha un forte impatto ambientale. Può essere generata in due modi:

1. Barriera scavalcata dalle acqua quando queste si innalzano (costo molto alto, impattante dal punto di vista ambientale).

2. Uso di opportuni idrogeneratori che sfruttano il moto delle acqua causato dalle maree.

ENERGIA GEOTERMICA: sfrutta situazioni di gradiente geotermico anomali, fluidi a elevate temperature disponibili in superficie o a basse profondità (soffioni, geyser). Il vapore viene convogliato in condutture per produrre energia elettrica.

ENERGIA DA BIOMASSA: la biomassa è una sostanza di natura vegetale o animale che

può essere usata come combustibile (biocarburanti, biogas, residui agricoli, scarti industria agro-alimentare), la fonte più diffusa è la biomassa legnosa.

L'involucro edilizio è l'interfaccia attraverso la quale vengono scambiati flussi energetici tra interno ed esterno (è in grado di modularli). L'approccio prevalente è di tipo 'conservativo', tende a ridurre gli scambi termici attraverso forti spessori di isolamento termico e una progettazione attenta delle aperture. La trasmissione del calore avviene con tre meccanismi:

• Conduzione termica: avviene all'interno di corpi solidi o fluidi in quiete. Il calore si trasmette per contatto diretto tra particelle.
• Convezione termica: avviene tra una superficie solida e un fluido adiacente in movimento. È un processo combinato di conduzione termica e trasporto di materia.
• Irraggiamento termico:

conseguente all'emissione e all'assorbimento, alla riflessione e alla trasmissione di onde elettromagnetiche da parte della materia. La trasmissione del calore è legata alla differenza di temperatura tra un corpo e gli oggetti intorno, non richiede la presenza di un mezzo materiale ma avviene anche nel vuoto. Gli impianti termici ci permettono di mantenere 'equilibrato' il bilancio energetico dell'edificio, di garantire un livello di comfort termico costante.

Q = potenza fornita dall'impianto: il termine impianto si riferisce al sistema di riscaldamento/raffrescamento (controlla la temperatura dell'aria) o al sistema di climatizzazione (controlla temperatura dell'aria e livello di umidità) operante a livello di edificio. L'impianto può anche produrre acqua calda sanitaria.

Q = potenza fornita dalla radiazione solare: la radiazione solare fornisce calore attraverso le aperture.

Effetto serra: consente di

intrappolare la radiazione solare che passa attraverso il vetro, viene assorbita dagli elementi edilizi interni i quali la riemettono a lunghezza d'onda superiore (sotto forma di calore). Q = potenza fornita da fonti di calore interne. intQ = potenza uscente: flussi di energia termica passano attraverso le superfici dell'involucro; il flusso è 'in uscita' dall'interno verso l'esterno o 'in entrata' dall'esterno verso l'interno. Q = potenza uscente veicolata dal flusso d'aria di ventilazione: si ricorre alla ventilazione forzata per il ricambio d'aria. La normativa in materia energetica definisce gli standard energetici in funzione dei consumi energetici dell'edificio; il consumo energetico dipende dall'energia consumata dall'impianto per il controllo termico/termo-