Il Positive Energy Building come fattore abilitante per la transizione energetica

Positive Energy Buildings, together with ZEBs and NZEBs, play a key role in the advancement of energy efficiency and emission reduction, which are two of the key aspects in climate change mitigation and energy transition strategies. The objective of this thesis is to further research on Positive Energy Buildings, starting from the exploration of the fundamental concepts related to them, to develop a model that can be proposed as a case study in this field. This research is based on the study of a building for which three different building envelope and HVAC system solutions are designed, from which three different performance scenarios were created and then compared by energy consumption and requirements. These were then studied from the point of view of CO2 emissions by means of a life cycle analysis, to assess their environmental impact as well. From these analyses, the best scenario was then selected, and its consumption was compared with the energy production of the planned photovoltaic system, thus obtaining its final energy balance. The analyses of consumption and emissions confirmed the initial hypotheses: the building with the most efficient combination of envelope and HVAC turned out to be the least energy-consuming of the three; its higher embedded emissions were justified by the reduction in use-related ones. These analyses, even considering the limitations of the work, eventually resulted in a positive energy balance, effectively achieving the goal of a Positive Energy Building.

I Positive Energy Building, insieme agli ZEB e NZEB, ricoprono un ruolo fondamentale nell’avanzamento in tema di efficienza energetica e riduzione delle emissioni, che sono due degli aspetti più importanti nelle strategie di mitigazione dei cambiamenti climatici e di transizione energetica. L’obiettivo di questa tesi è approfondire la ricerca sui Positive Energy Building, partendo dall’esplorazione dei concetti chiave relativi ad essi, per elaborare un modello che possa proporsi come caso studio in questo campo. Questa ricerca è basata sullo studio di un edificio per il quale sono previste tre diverse soluzioni di involucro e sistema HVAC da cui sono stati creati tre scenari differenti per prestazioni, dei quali sono stati confrontati consumi e fabbisogni energetici. In seguito gli stessi sono stati analizzati dal punto di vista delle emissioni di CO2 tramite un’analisi del ciclo di vita, per poterne anche valutare l’impatto ambientale. Da queste analisi è stato selezionato poi lo scenario migliore su cui è stato eseguito il bilancio energetico, mettendone a confronto i consumi con la produzione di energia dell’impianto fotovoltaico progettato. Le analisi dei consumi e delle emissioni hanno confermato le ipotesi di partenza: l’edifico con la combinazione più efficiente di involucro e HVAC è risultato essere il meno energivoro dei tre; le sue emissioni incorporate maggiori sono state giustificate dalla riduzione di emissioni relative all’uso. Da queste analisi, pur considerati i limiti del lavoro è infine risultato un bilancio energetico positivo, raggiungendo di fatto l’obiettivo di ottenere un Positive Energy Building.