Edifici interattivi: così la transizione energetica sarà completa

La trasformazione degli edifici sarà completa quando si potrà parlare di edifici interattivi, ovvero nodi attivi del sistema energetico, vere e proprie centrali elettriche distribuite. Sarà questo il momento in cui la transizione energetica sarà davvero completa. Difficile immaginarlo oggi, sapendo che gli edifici sono responsabili del 40% del consumo finale di energia nell’Unione Europea e del 36% delle emissioni climalteranti associate all’energia, mentre il 75% degli edifici nell’UE è tuttora inefficiente sul piano energetico. Passare a una logica che vede l’implementazione di impianti a fonti rinnovabili, in primis fotovoltaico, meglio se combinato con batterie di accumulo, oltre a pompe di calore, elettrodomestici smart e una predisposizione all’intelligenza, permetterebbe di azzerare – o, quantomento, ridurre drasticamente – la dipendenza dal gas naturale. È una mission impossible? No, se si considera che già nel 2024 quasi il 60% della nuova capacità fotovoltaica installata in Europa riguarda impianti fotovoltaici su tetto, ricorda SolarPower Europe.

Da energivori a edifici interattivi, una transizione possibile

Come sarà possibile questa trasformazione lo hanno spiegato i relatori del convegno “Edifici residenziali e industriali, i futuri nodi del sistema energetico” organizzato da Prospecta Formazione – Infoweb, quale tappa di avvicinamento a SSEC Storage & Solar Expo Conference (Fiera di Vicenza, 22-23 settembre 2026).

Il concetto di edifici interattivi l’ha illustrato Grazia Barchi, ricercatrice senior di Eurac Research, specificando quali sono i passaggi necessari. Negli anni si è passati da un edificio quale consumatore passivo a un profilo attuale sempre più prosumer, capace cioè di produrre energia, scambiare con la rete, operare in logica di risorsa energetica distribuita, in grado di modulare i carichi. L’edificio interattivo «è progettato per gestire potenza e flessibilità e con un profilo temporale controllabile».

Riportando l’attenzione sul report di SolarPower Europe, Barchi ha ricordato che, sfruttando le sinergie tra impianti solari sui tetti, sistemi di accumulo a batteria, pompe di calore, veicoli elettrici e sistemi intelligenti di gestione energetica, gli edifici possono fornire soluzioni di flessibilità essenziali per il sistema energetico del futuro basato sulle energie rinnovabili. Entro il 2030, le soluzioni di flessibilità disponibili negli edifici potrebbero soddisfare il 52% del fabbisogno giornaliero, il 35% di quello settimanale e il 29% di quello annuale.

L’importanza delle comunità energetiche

Tutto questo pare impossibile oggi, se si considera che circa l’80% dell’energia consumata per riscaldare e raffrescare gli edifici e per produrre acqua calda sanitaria proviene ancora da combustibili fossili. Eppure l’obiettivo di rendere tutti gli edifici esistenti a emissioni zero entro il 2050 è il traguardo principale della Direttiva “Case Green” (EPBD). Per raggiungere questo target, è necessaria una riduzione progressiva dei consumi energetici e tappe intermedie mirate a riqualificare gli immobili meno efficienti.

Tecnologicamente parlando, le soluzioni per trasformare gli edifici in snodi attivi del sistema energetico già ci sono: fotovoltaico e storage, pompe di calore, sistemi di ricarica elettrica, sensoristica, BEMS… Un elemento «che rende particolarmente appetibile il ruolo degli edifici interattivi è quello delle comunità energetiche rinnovabili», ha illustrato Barchi. Attualmente hanno lo scopo di massimizzare l’autoconsumo collettivo, «ma in prospettiva potrebbero andare a fornire servizi di flessibilità alla rete» per andare a sostenere le esigenze dirette della rete stessa tramite un’opportuna gestione delle stesse. A questo proposito la scienziata ha ricordato che, come Eurac Research, sono coinvolti in un progetto Mission Innovation, denominato MI Sinerg-IA.

Esso mira a creare un gemello digitale di comunità energetiche rinnovabili:

«partiamo dal ruolo di nodo attivo dell’edificio per allargarsi a essere nodo attivo di CER. Intendiamo comprendere come riusciremo, tramite un’ottimizzazione basata anche sulle previsioni dei consumi della generazione fotovoltaica, potremo favorire l’integrazione, quindi il supporto da parte della rete delle comunità energetiche dinamiche e flessibili, sia dal punto di vista del mercato della flessibilità che eventualmente andando ad aprire a servizi ulteriori».

Il ruolo delle pompe di calore

Parti integranti di questo processo integrato di intendere il modo di gestire l’energia sono le pompe di calore. Come ha spiegato Marco Dall’Ombra, esperto indipendente, sono tecnologie capaci di generare “ricchezza” traducendo l’efficienza in risparmio rispetto alla combustione di fossili, che resta la tecnologia più diffusa. Il principio distintivo delle PdC è l’estrazione della maggior parte dell’energia dall’ambiente con l’uso dell’elettricità come vettore. Ciò crea benefici non solo in bolletta, ma anche “a monte” del sistema elettrico, riducendo il fabbisogno di combustibili fossili in generazione. Viene citata una stima di risparmio energetico o di gas a monte tra il 50 e il 60% quando si adotta una pompa di calore rispetto alla catena di combustione in centrale.

Il vantaggio economico per l’utente è legato a un criterio semplice e memorizzabile: il punto di convenienza si ha ogni volta che il rapporto tra il prezzo dell’energia elettrica e quello del gas (entrambi espressi in kWh) è minore dell’efficienza della pompa di calore (COP). Per una stima immediata, si propone la regola pratica: il prezzo del gas in kWh si ottiene dividendo per 10 il prezzo in euro/m³.

Potenzialità e vantaggi sotto forma di sicurezza, flessibilità e interazione

All’interno del contesto della rete le pompe di calore garantiscono sicurezza, flessibilità e interazione.

Riguardo la sicurezza, Dall’Ombra ha specificato che è in corso di definizione a livello europeo un Grid Connection Code che stabilisce requisiti per le macchine connesse alla rete, focalizzati sulla prevenzione di condizioni critiche. Tra associazioni dei produttori e autorità regolatorie è già stato individuato un “punto di incontro”: le pompe di calore monitoreranno la frequenza di rete e si disconnetteranno automaticamente sotto soglie definite dai regolatori nazionali, rientrando con modalità randomiche per evitare picchi simultanei di riavvio.

Nel lessico dei gestori di rete, flessibilità significa prelevare o fornire energia su indicazione esterna. Le pompe di calore non possono fornire elettricità alla rete, ma possono modulare il prelievo grazie a due “luoghi di accumulo” termico: l’accumulo di acqua calda sanitaria e l’inerzia della struttura edilizia (ad esempio, pavimenti radianti). Nei contesti di riqualificazione, si propone ai progettisti di esplorare l’uso di “batterie termiche” basate su materiali a cambiamento di fase (PCM), in grado di creare una “massa virtuale” compatta, con rilascio energetico concentrato nel tempo e temperatura quasi costante, aumentando l’inerzia anche dove la distribuzione impiantistica tradizionale ne è priva.

A proposito, invece, di interazione con il prezzo dinamico: dal settembre 2025 i mercati europei opereranno su intervalli di 15 minuti. Il passaggio da prezzi orari a quarti d’ora può produrre differenze significative in alcune fasce della giornata, creando opportunità teoriche di spostamento dei carichi.

La necessità di integrazione e la responsabilità dei progettisti

Da una parte la tecnologia, dall’altra la necessità di integrazione: in tutto questo percorso che porta verso edifici interattivi è parte integrante la responsabilità dei progettisti nel raggiungimento degli obiettivi europei al 2050. Lo ha spiegato Ferdinando Sarno, responsabile Sostenibilità e Ambiente nonché Socio di Politecnica Ingegneria ed Architettura.

Da dove partire? Il primo caposaldo è l’edificio-impianto. «L’edificio performante non è la somma di componenti efficienti, ma un sistema fisico controllato, verificato, garantito», frutto di scelte architettoniche, gestione della complessità, qualità costruttiva e visione integrata (comfort, acustica, antincendio, impronta carbonica, economia circolare). È bene promuovere l’uso di simulazioni dinamiche orarie, soprattutto per pompe di calore nell’ottica dell’elettrificazione, con attenzione al surriscaldamento estivo e strategie passive (orientamento, vetrate, schermature, massa, tenuta all’aria) e attive (FV, solare termico, ventilazione, automazione).

Tra i temi emergenti c’è un aspetto che va considerato: «un progetto energeticamente efficiente non è necessariamente sostenibile se ignora materiali, carbonio incorporato e adattabilità nel tempo», ha spiegato Sarno. Questo significa conciliare diversi elementi, dai modelli semplificati in concept al dettaglio (daylighting, comfort, carbon footprint), alle tecnologie off-site, progettazione per disassemblaggio, e monitoraggio post-construction con energy meter e verifica degli scostamenti.

Il responsabile Sostenibilità e Ambiente di Politecnica ha illustrato anche il tema dell’embodied carbon e l’imminente EPBD 4, che sposterà l’attenzione dai kWh/m² ai kgCO₂/m², con materiali riciclati/riciclabili, prefabbricazione e maggiore adattabilità nel tempo.

Fotovoltaico e accumulo: le possibilità che aprono anche per il C&I

Tra i capisaldi del nuovo modo di concepire gli edifici come energeticamente attivi (in attesa di raggiungere lo status di edifici interattivi), è bene conciliare l’importanza del fotovoltaico abbinato alle batterie di accumulo che “sta diventando più importante che mai”, ha messo in luce un recente report di SolarPower Europe, segnalando che “nessun’altra tecnologia è in grado di fornire energia accessibile, resiliente e rapidamente implementabile su larga scala”.

Fabio Zanellini, Coordinatore GdL Italia Solare Accumuli, ha focalizzato l’attenzione sul comparto C&I, facendo una considerazione di massima: stando alle connessioni di potenza compresa tra 20 kW e 1 MW, si possono contare circa 130mila impianti.

Si parte da una considerazione: oggi il cumulato delle connessioni ha raggiunto i 46 GW. L’Italia mira a circa 80 GW di fotovoltaico installato entro il 2030, con prospettiva di superare i 100 GW negli anni successivi. Per renderlo una fonte programmabile occorre combinarlo a soluzioni di accumulo e contare su uno sviluppo infrastrutturale, in termini di reti di distribuzione e trasmissione per integrare la generazione. «L’accumulo non è un esperimento, ma è una componente strutturale del nostro sistema elettrico», ha sottolineato l’esperto, segnalando che l’accumulo segue l’evoluzione del fotovoltaico. Nel C&I l’accumulo è “quasi inscindibile” dal fotovoltaico per massimizzare autoconsumo, ma può fornire ulteriori servizi di sistema.

Nell’illustrare il quadro normativo, Zanellini ha ricordato alcuni elementi importanti per il «coinvolgimento» della generazione distribuita (e del consumo flessibile), spaziando dal grid forming, al Controllore Centrale di Impianto (CCI), fino al Controllore Infrastruttura di Ricarica (CIR) e il  Sistema di Limitazione dell’Immissione (SLI).

La prontezza all’intelligenza, elemento basilare per edifici interattivi

Uno dei componenti fondamentali per giungere agli edifici interattivi è la predisposizione all’intelligenza degli edifici. Quest’aspetto, ha rilevato Nicola Badan, Coordinatore del GdL EPBD presso Federazione ANIE, ha ricordato l’importanza della EPBD IV come cambio di paradigma dell’edilizia, a partire dagli approcci centrati sull’efficienza energetica alla decarbonizzazione lungo l’intero ciclo di vita degli edifici, includendo l’embodied carbon dei materiali. Parte considerevole della Direttiva Case Green è l’integrazione di tecnologie digitali e l’elettrificazione per trasformare gli edifici in nodi energetici attivi, capaci di interagire con la rete e fornire servizi di flessibilità. Oltre alla possibilità di prevedere strumenti come BEMS e BACS, smart metering, sistemi di controllo continuo, Badan ha illustrato lo Smart Readiness Indicator (SRI), quale strumento unico di valutazione della “intelligenza” degli edifici attraverso tecnologie IoT/ICT su tre funzionalità chiave (efficienza operativa, risposta agli occupanti, risposta alla rete), e una matrice di 7 criteri di impatto e 9 domini tecnologici (inclusi elettricità da rinnovabili, accumulo e veicoli elettrici).

«Lo Smart Readiness Indicator è utile per raggiungere gli obiettivi riguardanti la sostenibilità dell’edificio, promuovendo la riduzione dell’impronta di carbonio, accelerando la transizione digitale ed energetica ha un significativo potenziale per risparmiare (a livello UE)». Per una serie di motivi, lo SRI rappresenta «uno strumento strategico e motore di innovazione per la trasformazione digitale, energetica, sostenibile, dell’intero settore edile, un criterio oggettivo di rendicontazione ESG e premialità tecnica per l’accesso a incentivi», ha ricordato l’esperto ANIE.

La transizione verso l’elettrificazione, passaggio già attuabile

Prima ancora di arrivare alla logica degli edifici interattivi, occorre creare le condizioni perché il patrimonio esistente possa garantire le necessarie condizioni di efficienza energetica, capaci anche di assicurare comfort e benessere ai residenti. Già oggi è possibile integrare la tecnologia utile non solo per efficientare, ma anche per beneficiare degli effetti della transizione energetica negli edifici.

A questo proposito, Emilio Ghiani, professore associato di Sistemi Elettrici per l’Energia all’Università di Cagliari ha inquadrato la transizione verso l’elettrificazione dal punto di vista del sistema elettrico e mettendo in luce i vantaggi in termini di un uso consapevole dell’energia. «Il primo aspetto da tenere in considerazione, quando si parla di efficienza energetica, ovvero di elettrificazione, è di andare a vedere in che modo noi produciamo l’energia elettrica, l’energia di cui abbiamo bisogno, l’energia che può essere di tipo termico o di tipo elettrico», ha affermato il docente.

Per questo ha portato diversi esempi pratici per la riduzione dei consumi negli edifici, puntando su soluzioni in grado di garantire efficienza energetica (pompe di calore vs caldaie, boiler a pompa di calore con riduzioni fino al 75%, relamping LED, cucine a induzione), puntando sull’autoproduzione da fotovoltaico e mettendo in luce il ruolo virtuoso delle comunità energetiche anche per creare le condizioni di flessibilità.

A questo proposito ha presentato un caso di comunità energetica condominiale in Sardegna (con impianto fotovoltaico 18 kW, autoconsumo collettivo, accumuli da 5 kWh) che garantisce potenziali benefici economici crescenti e capacità di assorbire fino al 92% della produzione.

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