La sfida dei nostri tempi verte principalmente alla riduzione dei consumi energetici negli edifici con conseguente contenimento delle emissioni di gas serra, al fine di mitigare le cause del cambiamento climatico. Secondo il ¿Rapporto sullo stato globale del 2019 per edifici e costruzioni¿, prodotto dalla Global Alliance for buildings and construction (GlobalAbc), parte del Programma ambientale delle Nazioni Unite (Unep), il settore edilizio è responsabile per il 36% del consumo finale di energia e del 39% delle emissioni totali di biossido di carbonio a livello mondiale, l¿11% delle quali derivanti dalle produzioni di materiali da costruzione come acciaio, cemento e vetro. Parte del consumo di energia degli edifici è dovuto a condizioni di efficientamento energetico nell¿involucro edilizio e condizionamento estivo ed invernali non consoni; ciò pone la questione di ricercare metodi e strumenti volti a ottimizzare l¿involucro edilizio. La ricerca sperimentale negli ultimi anni ha compiuto passi in avanti interessanti verso la nuova concezione di involucro adattivo-selettivo ed innovativo; un involucro che interagisce con i fattori climatici nel corso della giornata, garantendo elevati standard di benessere e di comfort microclimatico per i fruitori dell¿edificio. Garantire il benessere dei fruitori riducendo la richiesta energetica generata da combustibili fossili significa invertire il trend di tale settore, incentivando l¿uso e il riuso di materiali secondo la concezione di circolarità dei prodotti e di persecuzione della strategia a lungo termine entro il 2050 della Unione Europea, secondo una completa decarbonizzazione e concezione di edifici a Energia Zero (ZEB) o a Energia Positiva (Energy Plus Building). La ricerca proposta intende analizzare le soluzioni bioclimatiche, gli strumenti applicativi (KETs) e i materiali innovativi per la realizzazione di involucri adattivi-selettivi, con particolare riferimento al patrimonio edilizio a scala urbana.
L'obiettivo innovativo potrà essere la sistematizzazione della ricerca eseguita nelle strategie di adattamento e mitigazione, per rendere le città più adattive e resilienti, concentrando il ragionamento nell¿ambiente costruito. Quest¿ultimo è sottoposto a diverse conformazioni dei tessuti urbani e della morfologia dell¿insediamento, con particolare rapporto tra edificio e spazio esterno. L¿edificio assume nella nuova concezione di involucro un ruolo centrale nel favorire l¿adattabilità alle nuove condizioni di contesto climatico e sociale (per ultimo l¿adattamento alle nuove condizioni pandemiche dovute alla epidemia di COVID-19). L¿utilizzo di materiali innovativi e di circolarità nel riuso e rinnovo, si pongono nei concetti della Green Economy in Architecture, esprimendo innovazione sociale e ambientale, nonché il ricorso sempre più necessario a tecnologie innovative per l¿edilizia. Quest¿ultime vengono ritenute le risposte più idonee e performanti per consentire il raggiungimento degli obiettivi di riduzione degli sprechi e minimizzazione dell¿uso delle risorse, con incremento del rendimento e basso impatto ambientale.
Le condizioni economico-sociali e tecnologiche ci impongono a considerare nuove tipologie edilizie correlati da nuovi sistemi urbani, che possano adattarsi alle cause dei cambiamenti climatici.
Interventi di riqualificazione possono prevedere la combinazione di più soluzioni tecnologiche, a basso costo, per una gestione flessibile del manufatto edilizio.
L¿innovazione verte soprattutto nelle fasi di organizzazione, progettazione, produzione, realizzazione, verifica e monitoraggio degli elementi che compongono il manufatto edilizio, finalizzata alla elevazione prestazionale dell¿edificio in chiave sostenibile.
Tale concetto rientra negli obiettivi che la comunità si è posta da tempo per raggiungere tali obiettivi: miglioramento delle condizioni microclimatiche dei fruitori, massimo controllo delle condizioni biofisiche per ottimizzare i livelli di comfort termoigrometrico, incrementando quindi l¿efficienza energetica con il minimo fabbisogno, maggiore resilienza e maggiore capacità di adattamento e mitigazione ai cambiamenti climatici, elevando la qualità generale del manufatto architettonico.
Per tali questioni vi sono in primo piano studi riguardo gli strumenti e criteri per articolare gli interventi di progettazione dei sistemi tecnologici che compongono l¿involucro nel concetto di sostenibilità economico, sociale e ambientale.
Le tematiche di ricerca e sperimentazione sono indirizzate secondo 4 tipologie di rapporti:
- Innovazione tecnologica dei prodotti che compongono l¿involucro edilizio/considerazione dei fattori bioclimatici: perché tale permette la gestione e regolazione passiva della ventilazione, raffrescamento e riscaldamento e illuminamento;
- Innovazione tecnologica dei prodotti che compongono l¿involucro edilizio/utilizzo di fonti energetiche rinnovabili: perché correlato dalla crescente domanda di studi solari sull'ubicazione del manufatto edilizio secondo programmi di simulazione energetica. Lo studio dei fattori di orientamento permette l¿introduzione di sistemi solari attivi totalmente integrati nell'involucro edilizio; ciò permetterà di poter impiegare tali tecnologie in più categorie di componenti;
- Innovazione tecnologica dei prodotti che compongono l¿involucro edilizio/incremento dei fattori ambientali: nel momento progettuale l¿introduzione, ove sia assente o non presente adeguatamente, del capitale naturale secondo soluzioni nature-based, implementando e/o introducendo, la massa vegetazionale negli spazi aperti adiacenti l¿edificio o integrati nello stesso, recupero, stoccaggio e riuso delle acque meteoriche secondo un reale ciclo integrato;
- Innovazione tecnologica dei prodotti che compongono l¿involucro edilizio/recupero, riuso, riciclo dei materiali componenti del manufatto edilizio: ciò per massimizzare il principio della Circular Economy dei prodotti e delle risorse, ottimizzandone i consumi e massimizzandone la durabilità, preferendo materiali riciclati e riciclabili. Tali aspetti rientrano nei cardini principali dei paradigmi della Green Economy in Architecture.
La ricerca analizzerà lo sviluppo prestazionale e produttivo dei componenti opachi e semiopachi, e dello sviluppo tecnologico nei componenti trasparenti, semitrasparenti e traslucidi, entrambi riferiti al sistema involucro.