1Zone climatiche - new-learn.info · cose) dalla localizzazione e dal tempo. Ad esempio in Germania...

TAREB Energia, ambiente e clima

1Zone climatiche

L'interazione della radiazione solare con l'atmosfera e le forze gravitazionali, insieme alla distribuzione delle masse della terra e del mare, producono una grande varietà, quasi infinita, di climi.Tuttavia certe zone e fasce climatiche sono piuttosto uniformi e possono essere caratterizzate.

La classificazione globale delle zone climatiche sono:

1Zone fredde

1Zone temperate

1Zone aride / sub-tropicali

1Zone tropicali

Figura 1.1 Distribuzione globale delle zone climatiche [1]

2.Fattori climatici

Il clima di un luogo/ regione/ area, è la totale composizione dei molti fattori definiti per lo stato dell'atmosfera del luogo.

Capitolo 1 Energia, comfort ed edifici

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Fattori come temperatura, umidità (molto umido/molto secco), vento (velocità, direzione), trasparenza atmosferica etc. Alcuni dei fattori che influenzano sul clima saranno trattati ulteriormente.

2.1. La radiazione SolareIl sole è il fattore che esercita la maggiore influenza sul clima. Quasi tutta l'energia raggiunta dalla terra proviene dal sole, in forma di radiazione.

2.1.1Modi di azione

2.1.1.1. L'energia solareL'energia solare I0 è definita come l'intensità di radiazione raggiunta dalla superficie superiore dell'atmosfera. Questa varia leggermente a causa delle variazioni di rendimento del sole e dalla distanza che cambia tra sole-terra.

Al rispetto di questi effetti “standard” la costante solare della zona superiore dell'atmosfera è definita come I0 = 1395 W/m².

La quantità di radiazione raggiunta dalla superficie della terra dipende (tra le altre cose) dalla localizzazione e dal tempo. Ad esempio in Germania il massimo è circa 700 – 1000 W/m².

L'energia risultante ricevuta per unità d'area è uguale, dipendendo dalla localizzazione, dal tempo e dalle percentuali, ad esempio a Dortmund, in Germania, è circa 1055 kWh/(m²a).

2.1.1.2. Posizione del soleGli assi di rotazione della terra (la linea tra il Polo Nord e Sud) è inclinato sul piano dell'orbita ellittica e ha una direzione costante. L'inclinazione dell' angolo è dato da una costante di 23.5°.

Se gli assi della terra sono perpendicolari al piano dell'orbita, sarebbero le regioni equatoriali, normali alla direzione della radiazione solare, a ricevere la massima intensità. Non dovrebbero avere stagioni d'inverno o estate.

A causa della posizione inclinata, l'area riceve la massima intensità muovendosi sia a nord che a sud, tra il tropico del Cancro ed il tropico del Capricorno, che è la causa principale dei cambi stagionali


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Figura 1.2 Rapporto tra terra – sole [2]

2.1.2. Le influenze della posizione del sole

2.1.2.1. L’Intensità della radiazioneIl rapporto terra-sole descritto prima, interessa la quantità di radiazione ricevuta in un punto particolare della superficie terrestre in tre modi:

1L'angolo di incidenza determina che l'intensità misurata sulla superficie normale sia distribuito su un’ amplia superficie inclinata. Descritto con la “legge di coseno”, come è rappresentato sotto.


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Figura 1.3 Angolo di incidenza del sole [2]

1.2L'amplio percorso di radiazione attraverso l'atmosfera (a causa delle basse altitudini solari prodotto per il rapporto terra-sole, il più alto è la diminuizione dell' atmosfera. La diminuizione dell'atmosfera (es. assorbimento, dispersione e riflessione) creano un fattore di riduzione di 0.2 a 0.7, generato per l’assorbimento di radiazione per l’ozono, vapori, fumo e particelle di polvere nell’ atmosfera.

Figura 1.4 Pezzo di percorso per l'atmosfera [2]


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Figure 1.5 Passaggio della radiazione per l'atmosfera [2]

1.3La durata della luce solare varia anche rispetto al rapporto terra-sole e alle influenze della radiazione sulla superficie della terra. La lunghezza variabile del periodo di luce tra estate ed inverno nelle latitudini alte è un effetto noto.

2.1.1.1Bilancio termico

La quantità totale di calore assorbito per la terra ogni anno è valutato per la corrispondente perdita di calore. Senza questo raffreddamento la temperatura della terra e la loro atmosfera aumenterebbero giorno per giorno.

Ci sono tre processi di perdita di calore, come dimostrano i seguenti punti:


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Figura 1.6 Distribuzione di calore dal suolo e l'atmosfera[2]

1La lunghezza d'onda della radiazione per spazi esterni freddi (solo 16% della loro radiazione si perde nello spazio, il resto è assorbito nuovamente sull'atmosfera)

2Evaporazione: Come l'acqua allo stato liquido si trasforma in vapore e si mescola con l'aria, la superficie della terra raffreddata.

3Convezione: L'aria calda a contatto con la superficie della terra calda diventa leggera ed si alza nella parte superiore dell'atmosfera, dove è dissipato il calore dello spazio.

2.1.2.3 Condizioni del cieloCome è stato descritto prima, la quantità di radiazione solare che passa attraverso l'atmosfera dipende in modo significativo dal contenuto di vapore acqueo. La presenza o la mancanza di nuvole nell’atmosfera relativo alla dimensione totale dell' emisfero visivo atmosferico comunemente espresso in percentuale.

Ad esempio una nuvolosità del 50% dovrebbe indicare che la metà dell’emisfero celeste è coperto da nuvole.

Le seguenti foto mostrano le diverse condizione del cielo. Con fotocamere specifiche è possibile prendere foto emisferiche (immagini dove l’osservatore è sdraiato al suolo e guarda il cielo).


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Figure 1.7 Condizioni del cielo ( 0%, ~80%, 100% di nuvolosità)

Nella foto di sinistra, l'emisfero non ha nuvole (0% di nuvolosità), nella foto di destra la nuvolosità è del 100%. Dalla foto centrale si può misurare la superficie di cielo e di nuvole e quindi calcolare il fattore attuale di nuvolosità.

2.2. Temperatura dell’ariaLa temperatura è comunemente espressa in gradi Celsius (°C), però la temperatura assoluta è usualmente espressa in Kelvin (K), che è un SI-Unità (SI: Sistema Internazionale d'Unita). La scala Kelvin comincia a -273.15°C e continua con gli stessi passi come °C.)

Quindi, il punto di congelamento dell’ acqua (0°C) è già 273.15 K.

Questo conduce alla relazione

°C = K - 273,15 e K = °C + 273,15.

Le differenze tra le due temperature sono espresse in valori assoluti, es. Kelvin.

Ad esempio: La differenza tra 10°C e 15°C è 5 K, o la temperatura è alzata di 3 K da 15°C a 18°C.

In alcuni paesi di parla inglese usualmente la temperatura è misurata nella scala Fahrenheit (°F), dove il punto di congelamento è 32 °F (0°C).

La relazione della scala Fahrenheit al SI-Unità Kelvin è descritta in:

K = (°F + 459,67) / 1,8 and °F = K x 1,8 – 459,67.

Questo dimostra ad esempio , che le differenze tra 20°F e 21°F equivale solo a 0,56 K.

Qui potette fare la conversione tra la scala di °C e °F usando la formula


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°C = (°F - 32) / 1,8 e °F = °C × 1.8 + 32.

2.2.1. Le quantità rilevateLe quantità rilevate più interessanti sono:

•La temperatura dell’aria

•La temperatura di superficie

Nella valutazione dei climi, le differenze tra la temperatura massima e minima in qualsiasi giorno può anche essere utile.

2.1.1Le quantità essenziali dell’ influenza solareL'aria e la temperatura di superficie dei climi sono particolarmente influenzati dalla:

•Radiazione solare (Intensità [W/m²] e Durata [h])

•Venti (velocità [m/s], durata [h] e direzione) causato per le condizioni di tempo globale.

•Influenze locali, specialmente al livello del suolo.

2.2.3. Meccanismi di riscaldamento e raffreddamento Le temperature dettagliate sono influenzate dai seguenti meccanismi:

•La radiazione solare riscalda l'atmosfera (attraverso l'assorbimento del vapore acqueo, polvere, CO2 , ecc) ed il suolo.

•L'energia assorbita dal suolo e dalle altre superfici è trasformata in radiazione infrarossa (IR)

•La radiazione (IR) emessa dal suolo raffredda la terra. Questo effetto diminuisce con l’aumentare della nuvolosità

•La radiazione (IR) emessa può essere assorbita per l'atmosfera nuovamente, riscaldando l'atmosfera e la terra.

•Con l'aumento dei livelli di CO2 e di altri gas assorbenti, il caldo viene intrappolato dall'atmosfera e produce ”l'effetto serra” (sezione 3.2.1.sotto)

•L'aria calda si alza per effetto del suolo caldo. Questo porta ad un movimento d'aria a livello del terreno, chiamato passaggio termico. Questo passaggio termico disperde l'energia e raffresca la terra.

•L'evaporazione dell'acqua raffresca subito l'atmosfera sopra l'area dove evapora.

I venti possono modificare questa situazione, trasportando l'aria umida da qualche altra parte. A livello del terreno le superfici umide (specchi d'acqua, fontane e piante)


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passano vapore all'aria.

L'impatto delle condizioni di un cielo copertodella temperatura è indicato del seguente diagramma.

Figura 1.8 Impatto di nuvosità in temperatura [3]

2.1.1Altri parametri che influenzanoIl Clima è anche influenzato per altri parametri, come:

•Topografia / Inclinazione verso il sole:

Pianure, inclinazioni, valli e picco di montagna hanno diversi assorbimenti, situazioni di vento, ecc.

•Vegetazione:

Gli alberi agiscono, in previsione delle temperature dominanti, e sono posti per far cambiare l’aria.

Inoltre l'ombreggiatura e l'evaporazione attraverso gli alberi, cosi’ come la vegetazione hanno un effetto di raffrescamento.

•Pavimentazioni secche:

L'effetto riscaldante delle diverse superfici dipendono dal loro colore (riflessione,


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assorbimento / emissione) e la capacità di memoria termica.

•Superfici d'acqcua:

Le superfici d'acqua riflettono le radiazioni e l'acqua evaporata dalla superficie, raffreddando lo specchio d'acqua. Allo stesso tempo l'acqua deposita una gran quantità di energia termica a causa della loro capacità termica. Come risultato, gli specchi d'acqua hanno un’ influenza sull’equilibrio del clima sia a livello locale che in grandi zone, quando vengono messi in atto insieme con altri fattori(es. il vento)

Figura 1.9 Diversi superficie urbane (pavimenti secchi , specchi d'acqua) influenzando il clima

•L'effetto dell'isola di calore:

A causa della situazione del vento, delle superficie, della capacità termica degli edifici, delle attività industriali, di trasporto ed altri fattori antropogenici c'è una significativa differenza tra le temperature urbane e rurali.


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Figura 1.10 Urban Heat-Island Profile

2.3 VentoIl movimento dell’aria è un'altra parte importante del clima, a livello locale e globale. Mediante l'azione del vento, le diverse zone climatiche interagiscono tra loro.

2.3.1. Le grandezze di misurazioneLa variabile più importante è la velocità del vento, abitualmente misurato in m/s. La velocità del vento è normalmente registrata in una pianura aperta all'altezza di 10 m.

Le misurazioni in aree urbane sono di solito fatte ad una altezza tra le 10 e 20 m, evitando ostruzioni. Le velocità prossime al piano terrestre sono minori rispetto alla velocità del vento.

Un'altra considerazione importante è la direzione del vento, abitualmente raggruppate in otto: le quattro cardinale (nord, sud, est, ovest) e quattro semi-cardinale punti compassi (NE., SE., NO., SO.) Occasionalmente questi 8 sono oltre suddiviso in 16 (es. NNO, ONO, NNE, ecc)

L'esatta direzione può essere descritta in una scala-grado, dove il nord e abitualmente 0° (growing clockwise) in senso orario. Questo grado di scala è chiamato azimut.

2.3.2. Le fonti dei datiI dati del vento si possono avere da una speciale letteratura come i test standard, test di riferimento annuale (TRY) e da altri file di dati del tempo.

Ad esempio, in ogni ora, le statistiche sulla direzione del vento, un quadro della direzione del vento dominante, può essere dedotto da una “rosa dei venti” mostrano la probabilità del vento di arrivare dalle diverse direzioni. La media della velocità del


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vento e la loro distribuzione può essere compiuterizzata cosi come i cambiamenti prevedibili annuali o stagionale.

2.3.3 Differenze globali nella pressione d'ariaI venti sono fondamentalmente correnti convenzioni nell'atmosfera, tendono a distribuire il riscaldamento differenziale nelle varie zone. L’origine del movimento è modificato dalla rotazione della terra.

Figura1.11 Patrone globale di vento [2]

2.1.1I risultati dei sistemi del tempoI modelli globali del vento descritti prima, provocano quattro zone diverse:

•Zone tropicali o equatoriali tra i tropici del cancro e del capricorno, con i forti movimenti d'aria calda, i venti da nord-est ed i venti da sud-est, dall'Equatore. C'è poco di stagionale e di giornaliero (quotidiano) nelle temperature di queste zone e le umidità sono spesso alte.

•La zona inter-tropicale di convergenza, con le direzioni dei venti calmi è instabile. All'interno di questa zona il modello cambia secondo la stagione da nord a sud e viceversa. Le zone (secche) più aride sono situate in queste latitudini e tendono ad avere un'oscillazione stagionale e giornaliera relativamente alle alte temperature.

•Latitudine media in direzione ovest fra 30 ° e 60 ° N e S, dove i venti da sud-ovest


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(emisfero nord) ed i venti da nord ovest (emisfero sud) dominano come una reazione fisica ("forza di Coriolis") alle ventilazioni tropicali.

•Venti polari termicamente indotti, dalle zone più fredde alle più calde (venti da nord-est o sud-est).

Figura 1.12 spostamento stagionale della zona inter-tropicale di convergenza [ 2 ]

2.3.5.Le situazioni locali vicino alla terraLa topografia ed il tipo di copertura del suolo colpiscono la pendenza di velocità del vento.

Vicino alla terra la velocità del vento è sempre più bassa che in alto, ma con una copertura al suolo irregolare, il tasso di aumento dell’altezza della velocità è molto più alto rispetto ad una superficie regolare continua, come l'acqua.

La velocità di vento dopo una barriera orizzontale lunga può essere ridotta per esempio da 50% ad una distanza di dieci volte l'altezza e da 25% ad una distanza di venti volte l'altezza.


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Figura 1.13 Pendenze di velocità del vento per diversi topografie

2.1 L'umiditàOltre che le temperature ed i venti, l’umidità è il terzo parametro più importante nel clima. Compare come il vapore e la pioggia. La pioggia è misurata in mm/a.

2.4.1 Quantità di pioggiaSecondo la zona climatica e le influenze regionali, le quantità periodiche di pioggia variano molto:

•La pioggia globale media è circa 860 mm/a.

•La minima nelle zone caldo-asciutte sono < 250 mm/a.

•La massima si presenta nelle zone caldo-umide. Possono raggiungere o eccedere 2000 mm/a.


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Figura 1.14 quantità globali di pioggia

2.4.2. L'importanza dell’ influenza delle pioggeCome descritto sopra, l'evaporazione è alimentata dall’ insolamento. Ciò significa che le alte temperature causano un’ intensa evaporazione che conduce a forti piogge. Questo può causare l'alta umidità nelle zone calde vicino all'Equatore.

Comunque molte zone calde secche, inoltre hanno livelli elevati di radiazione solare, questa può asciugare il terreno e l'aria che danno basse umidità e le grandi gamme di temperature dove è presente poca vegetazione.

2.4.3. Come funziona l'umidità relativa.

L'umidità dell'aria è espressa generalmente come "umidità relativa".

Questo può essere un concetto difficile perché l'umidità relativa dipende tanto dalla temperatura dell'aria quanto dalla quantità reale di vapore acqueo presente nell'aria. A temperature alte, l'aria può contenere più vapore acqueo, che a temperatura fredda.

Ad esempio:

•S’immagini 1m³ d'aria ad una temperatura di 20°C. Si lasci questa aria ottenere 7,36 g di vapore acqueo per chilogrammo d'aria asciutta. Questo significa che l'umidità assoluta (AH) è 7,36 g/kg.

•L'umidità relativa (RH) è solo 50%, perché la saturazione (100% di umidità relativa, RH) di 20°C di aria calda è a 14.9 g/Kg.


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•Se l'aria (20 °C, 50 % di RH) è riscaldata a °C 30, AH rimane lo stesso (7,36 g/kg), ma il RH riduce approssimativamente. 28 %, perché una saturazione di 30°C d'aria -calda è a 27,5 g/kg. Queste correlazioni non sono lineari!

L'umidità può essere assorbita fino a raggiungere la saturazione per la temperatura dell'aria reale.

Durante il giorno (in particolare al mattino), mentre lo strato più basso dell'aria è stata riscaldata dalla superficie del suolo, l'evaporazione aumenta, il vapore può essere assimilato all'aria calda. I venti livellano le differenze di temperatura dell'aria e dell'umidità fra gli strati più bassi e più alti dell'aria.

Finché la temperatura aumenta e l'umidità assoluta mantiene il proprio livello, l'umidità relativa diminuisce.

La sera e durante la notte, la situazione è invertita. In particolar modo in una notte serena con aria tranquilla, come lo strato più basso si raffredda, l'umidità relativa aumenta, il punto di saturazione presto sarà raggiunto e ulteriormente il raffreddamento dell'umidità eccedente condensa fuori sotto forma di rugiada.

Quando l'aria raggiunge la temperatura di condensazione, comincia a formarsi la nebbia e se c'è raffreddamento veloce ulteriore e nessuna ventilazione, uno strato spesso di nebbia può svilupparsi vicino alla terra.


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Figura 1.15 Esempio del corso quotidiano di umidità relativa a gennaio e luglio [ 3 ].

3. CONTESTO

3.1 PROGETTO AMBIENTALE CONSAPEVOLEUn nuovo interesse verso i problemi ambientali è cominciato alle fine del XX secolo, sia da parte degli enti pubblici che dei privati e dalla opinione pubblica in generale. In particolare le preoccupazioni riguardo a:

•La distruzione dello strato di ozono;

•Cambiamento di clima causato dalle emissioni di gas dell'effetto serra;

•La gestione dei rifiuti;

•Inquinamento delle risorse idriche;

•Immissione di prodotti radioattivi;

•Diminuzione nelle risorse naturali;

•Attacchi contro bio-diversità;

•ecc...

Le partecipazioni attive di alcune organizzazioni ecologiche portano a decisioni a livello internazionale:

•Stoccolma 1972: primo congresso internazionale sull'ambiente;

•Protocollo di Montreal 1987: protezione dello strato di ozono dalla proibizione di alcuni refrigeranti;

•Rio 1992: introduzione del concetto di sviluppo sostenibile;

•Protocollo 1997 di Kyoto: la lotta contro il cambiamento climatico.

e l' introduzione di legislazione e di cambiamenti ambientali nella pratica industriale.

Tuttavia, restano molte cose da fare:

•Nella informazioni e l'educazione;

•Nella formazione dei professionisti;

•Nello sviluppo delle tecnologie che rispettano l'ambiente;

•Nella creazione e nel rispetto di un quadro legale;

•Nella ricerca e nello sviluppo di nuove tecnologie.

3.2. L'effetto serraTra gli impatti ambientali delle attività umane, l'emissione dei gas dell'effetto serra è una minaccia significativa a medio termine. Il settore delle costruzioni è coinvolto fortemente (fig. 1.16) a causa del relativo consumo d'energia (responsabile di circa 20% delle emissioni):


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•Quando si ha la produzione dei materiali (estrazione, trasformazione, trasporto...);

•Quando l'edificio è in costruzione (posto di lavoro della costruzione);

•Durante l'uso (heating, aria condizionata, illuminazione...).

Figura 1.16 Emissione di gas dell'effetto serra per settore (Ademe/PNICC)

Sebbene l'effetto serra sia una funzione dell'impatto ambientale delle attività umane. Non è ovviamente l'unica causa da considerare all'interno del campo d'indagine "dello sviluppo sostenibile".

3.2.1 Il meccanismoL'effetto serra è un meccanismo naturale causato dalla presenza di vari residui gassosi nell'atmosfera della terra. Una grande parte dell’energia solare, principalmente di radiazione infrarossa e visibile dell'onda corta, arriva sulla terra attraverso l'atmosfera (riflessione debole ed assorbimento debole). Una frazione di questa radiazione è riflessa dalla terra e va indietro nello spazio, la parte restante è assorbita dalla terra, che conduce al relativo riscaldamento ed a quello degli strati molto bassi dell'atmosfera (fig. 1,17).

Figura 1.1.7 Scambi di radiazione nell'atmosfera (Università de Manchester)

Allora, la terra riscaldata emette l'energia sull'onda lunga tramite la radiazione. Questa radiazione attraversa l'atmosfera, in cui alcuni gas non sono molto trasparenti alla


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radiazione infrarossa lunga. In questo modo una parte della radiazione dalla terra è assorbita o restituita verso la terra invece di sparire nello spazio.

Questo fenomeno è simile all’effetto di una serra, la copertura vetrata mette in atto nello stesso senso: lasciando comunque la radiazione visibile dal sole e assorbbendo la radiazione infrarossa dalla terra.

Ci sono tanti gas dell'effetto serra, ma nell'atmosfera della terra, i più importanti sono: il vapore acqueo (contenuto 3 - 4%) e l'anidride carbonica (contenuto 0,03-0,04%).

Gas Contributo de l'effetto serra

H2O vapore d'acqua 55%CO2 anidride carbonica 39%CH4 metano 2%N2O ossido nitrico 2%O3 ozono 2%

Tabella1.1 Contribuzione dell'effetto serra

Il contributo del vapore acqueo è considerato esclusivamente, perché l'attività umana non ha un'influenza quantificabile. Comunque l'anidride carbonica svolge un ruolo essenziale nel causare l'effetto della serra (fig 1,18).

Figura 1.18 contributi ai diversi dell'effetto serra per fonte (Ademe/CITEPA)

3.2.2. La temperatura sulla terraLa temperatura media della terra al livello del suolo è direttamente collegata con il bilancio energetico fra la radiazione solare assorbita e la radiazione infrarossa emessa per la terra (figura 1,19).


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Figura 1.19, Equilibrio termico dell'atmosfera e la terra (C.n.r.s)

In generale dovremmo essere riconoscenti per l'effetto serra. Senza di esso, la temperatura di bilancio della terra sarebbe meno di 18 [°C]. Con la composizione attuale dell'atmosfera, è circa 15 [°C] (NOTA: questo è una media durante l'anno e l'eccedenza la superficie intera della terra. La temperatura è ovviamente variabile intorno a questo valore secondo la località e la data).

3.2.3 Il contenuto del gas dell'effetto serraIl contenuto dell'anidride carbonica nell'atmosfera deriva da un equilibrio centrale (fig 1,20):

•Emissioni di CO2: conversioni chimiche naturali della vegetazione e della terra, la quantità di sale degli oceani, attività vulcanica, fuochi della foresta e così via. Il CO2 generato da attività umana è stato aggiunto a questi rilasci naturali, soprattutto con la combustione dei combustibili fossile (gas, carbone, petrolio);

•Assorbimenti di CO2: immagazzinato da fotosintesi nella vegetazione, dissolta negli oceani. Questi sono denominati "carbon sinks".


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Figura 1.20, Il ciclo del carbonio (Ademe/I.p.c.c) 4.

3.2.4 Gli sviluppiIl contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera non è stato sempre lo stesso. I campioni dei ghiacci profondi dei poli (fig 1,23) permette di ritornare a più di 500 000 anni e di evidenziare nel frattempo la correlazione:

•Contenuto di CO2, misurato nei micro bolle di gas d'aria inclusi nel ghiaccio;

•La temperatura, determinata dalla natura di cristallizzazione durante la formazione del ghiaccio, della composizione isotopica d'acqua e del contenuto di ossigeno (fig 1.21).


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Figura 1.21 1.22 I cambiamenti nella composizione dell'atmosfera riguardo al tempo (Université Laval/I.p.c.c/Ademe)


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Figura 1.23 Giacchio estratto dall'a parte centrale (Ademe/IFRTP

Da questa correlazione si è pensato bene di trovare dei modelli copiati nell'equilibrio termico e nell'equilibrio dell'anidride carbonica della terra.(Figs 1,21 e 1,22).

Figura 1,24 i cambiamenti recenti nel contenuto nel CO2 dell'atmosfera (Université Laval/I.p.c.c)

Tuttavia, l'attività umana sembra responsabile dell’aumento veloce nella concentrazione di CO2 (produzione "antropica").

Quindi, in mezzo secolo, il contenuto del gas dell'effetto serra è aumentato


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approssimativamente del 30% 280 PPM - 360 PPM, ("un PPM "che è una parte per milione, o un milionesimo volume). Questo ha condotto ad un aumento di 0.6 [°K] nella temperatura media ed in un aumento del livello del mare di 10 - 25 [ centimetro ] (per esempio aumento di A 1 [ °K ] della temperatura media a La Rochelle dal 1946).

Questa variazione è veramente nuova nella relativa velocità e nella relativa scala, perché la temperatura della terra non ha cambiato più di 4 [°K] fra i periodi glaciali e caldi, durante gli ultimi 400.000 anni.

Gli anni '90 sono stati il decennio più caldo del ventesimo secolo (fig 1,25). I modelli prevedono un incremento nella temperatura media di 1.5 - 5.8 [°K] durante il ventunesimo secolo, simultaneo con una concentrazione nel CO2 che varia fra 500 e 1000 PPM. L'incertezza forte deriva ancora da un calcolo incompleto degli oceani e delle incertezze sugli scenari delle emissioni future (fig 1,26).

Figura 1.25 cambi nella temperatura media globale durante gli ultimi 150 anni (Université Laval/I.p.c.c)


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Figura 1.26 aumenti previsti nelle temperature globali secondo i vari sceneggiature (Université Laval/I.p.c.c)

Secondo il Gruppo Intergovernativo sulla Evoluzione del Clima (G.I.E.C, rapporto 2002), le conseguenze prevedibili sono:

•un aumento dei livelli dell'oceano di 0.1 - di 1 [m.] (dilatazione termica, di ghiaccio continentale che si fonde);

•un cambiamento importante nel clima;

•un effetto sulla fauna e sulla flora: uno spostamento delle popolazioni o dell’estinzione, nessuna specie può accettare senza sviluppi ambientali i danni così velocemente.

Per la Francia, la variazione media nella temperatura è valutata intorno a +2 [°K], ma potrebbe fortemente cadere (-4 [°K]) sul litorale atlantico a causa dell'indebolimento del flusso del golfo. Una forte erosione marina è prevista cosi come la sommersione della terra. Maggiori precipitazioni sono previste in inverno (ma senza neve sotto 1500 [m.]) e più siccità d’estate. Globalmente, la pioggia aumenterà nella parte settentrionale e diminuirà al sud. La terra di Marshy può diventare diffusa.

In tutta la terra, il cambiamento del clima può generare 150 milioni di "rifugi climatici".


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3.3. LA RIDUZIONE DELLE EMISSIONI

3.3.1 Il bilancio delle emissioni

Tutti i gas dell'effetto serra non hanno la stessa influenza sul riscaldamento globale. L'anidride carbonica è presa come riferimento per stabilire la capacita per il riscaldamento globale (Potenziale di Riscaldamento Globale G.W.P). Considerando l’eccesso di effetti nello stesso periodo (generalmente di un secolo), si possono stabilire le seguenti equivalenze:

GAS G.W.P100

Anidride Carbonica CO2 1

Methano CH4 21

Nitrogen Oxide N2O 310

H.F.C 140 to 11700

P.F.C 6500 to 9200

SF6 23900

P.F.C : Perfluorocarbonates

Tabella 1.3 Potenziale di riscaldamento globale dei diversi gas dell'effetto serra

Da questo coefficiente equivalente, possiamo fornire un'emissione di "CO2 equivalente". Tuttavia questa metodologia di G.W.P "relativo" è frequentemente discussa perché tiene poco conto del corso della vita del gas nell'atmosfera. Quindi, l'azione di metano è significativo, ma soltanto sopra una scala temporale breve, perché il metano sparisce durante 12 anni circa (pioggia, dissociazione, ricombinazione, assorbimento) mentre l'azione di CO2 può durare fino a 200 anni. Così durante un secolo, l'effetto totale di CO2 non è considerato, mentre l'effetto totale del CH4 è considerato. È lo stesso per determinati refrigeranti (R13A: 14 anni) mentre l'azione molto prolungata di determinati aereocarburi (fino a 50 000 anni) inoltre non è riflessa correttamente.

Questo ha dato luogo a dei seguaci sul valore del G.W.P (immagine 1.3.a), sia così da migliorare per introdurre un G.W.P "assoluto" riguardante l'effetto radioattivo accumu


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lato durante tutto il corso della vita dei gas. Tali valori (dentro [ W/m2.year.ppm ]) a volte sono usati.

Tabella 1.4 PRG Combinazione differente di periodi di tempo (I.P.C.C.)

Combinazione di carbonio:

C + O2 → CO2

da 44 [g] dell'anidride carbonica (12+2x16) per 12 [g] di carbonio.

Il rapporto è usato come base per la definizione "dell'equivalente del carbonio":

1 Ton CO2 ⇔ 0,2727 Ton Carbon

La valutazione delle emissioni "nell'equivalente del carbonio" deve essere usato come base per una tassa ambientale futura.

3.3.2 Irregolarità nelle emissioni

E’ stato calcolato che un'emissione di 500 [chilogrammi] dell'equivalente del carbonio pro capite all'anno (1.8 tonnellata di CO2 equivalente) può fornire il ciclo del carbonio senza causare un aumento continuo dell'effetto serra. Tutti i paesi sviluppati sono sopra questo limite (tabella 1.5).

Tutti i paesi sviluppati sono sopra i limite (Tabella 1.5.)


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Paese Emissione Annuale di CO2 equivalente (CO2, CH4, N2O) (milioni di Tonnellate )

1990 1998

Germania 1201 1012

Italia 515 541

Spagna 301 325

UK 759 684

Svezza 69,5 63,3

Francia 632 641

EU 4159 4015

USA 5903 6514 (1997)

Canada 591 675 (1996)

Giappone 1175 1280 (1997)

Russia 2999 2111 (1994)

Tabella 1.5 emmissions annuali del carbonio per paese (CITEPA 2003)

L'emissione media dei paesi industrializzati è intorno a 5 tonnellate di CO2 equivalente all'anno e pro capite, è soltanto 0.4 tonnellate in paesi terzi (tabelle 1,6 e figura 1,27).


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tabella 1.6 L'emissione del carbonio per paese (CITEPA 2003)

Figura 1.27 Emissioni del carbonio a testa ed il prodotto nazionale lordo (unità) (Ademe/EnerData)

15% della popolazione della terra emette 50% dei gas dell'effetto serra (banca mondiale), o 25% della popolazione emettono 75% dei gas dell'effetto serra (CITEPA).

La Francia è in una situazione intermedia con i relativi soci, con un'emissione media di 2000 [chilogrammo] dell'equivalente del carbonio pro capite all'anno.


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3.3.3 Gli impegni

"I congressi sulla terra", il primo a Rio di Janeiro in 1992, sono un concreto risveglio internazionale riguardo al cambiamento climatico.

Lo scopo del protocollo de Kyoto (1997) è di far diminuire le emissioni di gas dell'effetto serra in 38 paesi industrializzati (tabella 1,7). Per 2010, l'Unione Europea, (15 paesi) dovrà far diminuire le relative emissioni dal 8%, confrontato al 1990 (obiettivo potrà essere raggiunto fra 2008 e 2012). L'India e la Cina, grandi produttori di emissioni potenziali, non hanno obblighi fino al 2012.

La tabella 1.7 Cambi in emissioni del carbonio per i paesi europei suggeriti dall'accordo di Kyoto (Ademe)Figura 1.28 La rappresentazione grafica di Kyoto cambia

La Francia "sostenuta" dalla produzione di elettricità idroelettrica e nucleare dovrà stabilizzare le relative emissioni al livello di quelle di 1990. Considerando lo sviluppo previsto per questo periodo, un miglioramento del rendimento energetico totale dei combustibili fossili di circa 20% che sarà necessario per ottenere questo risultato (figura 1.29).


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Figura 1.29 I cambiamenti nella produzione francese del CO2 durante gli anni 1990-2001 (Ademe/CITEPA)

Il congresso di Den Hagen (2000) non sono riusciti del tutto a definire i metodi di regolazione del protocollo de Kyoto. A Bonn (2001), la Comunità Internazionale ha stabilito questi metodi, nonostante il ritiro degli Stati Uniti d'America.

A Marakesch (2001), sono state adottate leggi necessarie alla ratifica e alla regolazione efficace del protocollo.

Con gli obblighi di riduzione delle emissioni, "il mercato della patente dell'emissione" fra i paesi industrializzati ed i paesi in via di sviluppo è stato autorizzato. Nello stesso senso, le emissioni eccessive potrebbero essere compensate dagli investimenti industriali di non-inquinamento (tranne l'energia nucleare) in un paese in via di sviluppo.

L'attuale sviluppo delle emissioni globali di CO2 rimane molto svantaggioso. L'agenzia energetica internazionale registra quella 1990 - 2000, l'aumento era +13% e quello, su questo tasso, raggiungeranno +29% anziché la riduzione voluta di 5.2% per tutti i paesi industrializzati.

3.3.4. Le azioni

Ci sono molte azioni che possono essere messe in atto, per esempio:

• aumentare la proporzione delle energie rinnovabili (emissioni basse o zero) nella produzione di elettricità e riscaldamento;

• migliorare il rendimento energetico per i processi industriali e la produzione di energia,

• controllo migliore dei processi industriali,

• promuovere il risparmio energetico, che è strategia per ridurre le emissioni di gas dell'effetto serra


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Quello ha bisogno di almeno:

• più regolazioni e limitazioni, a livello europeo e nazionale,

• una nuova politica di sviluppo e ricerca,

• incentivi fiscali o concorsi finanziari, o tasse sulle emissioni,

• informazioni e formazione delle popolazioni.

Oggi, il successo dei committenti francesi sembra difficile da raggiungere senza un'intensificazione degli sforzi attuali.

3.3.5.La polemica

Il cambiamento climatico è sempre l'argomento di polemica fra gli scienziati da una parte e politici dall'altra.

Da un punto di vista scientifico, il rapporto sul riscaldamento globale attualmente è riconosciuto quasi dalla intera Comunità di ricerca. Le differenze che si presentano nell'influenza delle emissioni umane di CO2 in aggiunta alla variazione naturale del clima. L'effetto di riscaldamento sul clima è inoltre l'oggetto delle diverse ipotesi, dalla peggiore catastrofe ad una riservatezza incondizionata nella capacità di adattamento della natura (e degli esseri umani).

Da un punto di vista politico, non si può trascurare l'influenza delle entrate industriali (olio ed aziende di estrazione mineraria, industria nucleare). In più, l'adempimento del protocollo de Kyoto avrà un costo sociale e finanziario (di fino a 1000 miliardi di dollari) e una questione sul modo di vivere del consumismo, che sarà accettato con difficoltà dagli abitanti dei paesi industrializzati.

Per concludere, oltre le incertezze, il beneficio ambientale del protocollo di Kyoto rimane debole, poiché l'influenza valutata sulla temperatura media nel 2100 sarebbe soltanto 0.15 [°K], che soltanto fanno ritardare l'effetto di riscaldamento entro 4 o 5 anni. Gli Stati Uniti d'America ad esempio, considerano lo sforzo inadeguato confrontato con il risultato previsto.

Anche se le visioni allarmiste sulle conseguenze del riscaldamento fossero contraddette dalla realtà, è necessario in ogni caso:

• ridurre il costo di riscaldamento per il risparmio energetico;

• conservare le risorse limitate del combustibile fossile;

• evitare l'inquinamento atmosferico;

• sviluppare le tecnologie alternative;


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Tanto più se speriamo che l'umanità eccedi nel 2100...

4. EDIFICI E AMBIENTE

4.1. SCALA TEMPORALE

Nella maggior parte dei casi, un edificio avrà una durata della vita di 50 - 100 anni. Per fare l'analisi di tutti gli impatti ambientali, si deve considerare l’intero " ciclo di vita" della costruzione. Devono essere divisi in tre periodi :

4.1.1. Periodo di costruzione.

E’ un periodo abbastanza corto (di uno a due anni), ma può avere conseguenze ambientali importanti. Ci sono tutti problemi di cantiere (rumore, polvere, disturbo del traffico urbano) e l'effetto manifatturiero e trasporto dei materiali al cantiere (materiali che risolvono, consumo dell'acqua, inquinamento e sprechi del luogo di costruzione).

4.1.2. Periodo d'uso.

E il periodo più lungo, dove l'interazione con l'ambiente avviene principalmente con le capacità tecniche (riscaldamento domestico, aria condizionata, installazioni sanitarie) e la gestione dello spreco domestico. Ricordarsi inoltre che durante questo periodo ci saranno interventi di retrofitting per sostituire elementi obsoleti e per ripristinare l'edificio.

La funzione ambientale del retrofitting dovrebbe essere considerata allo stesso modo durante il periodo della costruzione, considerando che includono spesso una fase di demolizione e che forniscono l'opportunità di modificare alcune scelte iniziali (miglioramento dell'isolamento, cambiamento del sistema di riscaldamento ed e così via).

4.1.3. Periodo di demolizione.

E’ un periodo molto corto, che può generare un certo inquinamento ambientale importante. Questi possono essere ridotti da tutte le scelte fatte alla progettazione (riciclando o materiali biodegradabili, possibilità di una organizzazione "della costruzione").

In ogni modo, la lunga vita dell'edificio scaturisce dalle tecniche che verranno rese disponibili nel momento della demolizione, non comprese completamente nella fase di progetto (o nella comparsa di nuovi vincoli, come per esempio l'uso degli abestos).

4.2. LE DIMENSIONI DELLO SPAZIO.

La costruzione presenta tre spazi distinti, per cui i parametri ambientali sono diversi:

4.2.1. Lo Spazio Interno.


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Questo è lo spazio che verrà generato in un clima controllato che deve corrispondere ai molti test di verifica interdipendenti al comfort (termico, acustico, luce) e alla salute. Questa funzione è molto importante, perché gli esseri umani devono passare in questi spazi artificiali la parte principale della loro vita.

4.2.2. Lo Spazio Urbano.

Questo è inteso nelle immediate vicinanze della costruzione. A questa scala, ci sono molte funzioni ambientali da considerare (inquinamento atmosferico locale, rumore, gestione degli sprechi, risorse idriche e così via). I rapporti con la città inoltre compariranno a questa scala (il microclima urbano ad es.).

4.2.3. Lo Spazio della terra.

Gli effetti globali sono situati su questa scala. Include l'uso delle materie prime per la fabbricazione di prodotti per la costruzione e l'uso delle quattro risorse fossili dell' energia. Include l'effetto sul clima delle emissioni di gas serra, o dei gas alogeni che distruggono lo strato di ozono.

4.2.4. Conclusione.

L'analisi degli impatti ambientali deve, quindi, considerare questi tre spazi, altrimenti c'è un rischio di trasferimenti di inquinamento fra loro. Quello è il caso per esempio dell'uso dell'elettricità per il riscaldamento domestico, che migliora considerevolmente l'ambiente interno, ma provoca un impatto ambientale planetario (centrale elettrica finale debole di uscita, amministrazione degli sprechi nucleari).

Per altri particolari sugli impatti ambientali negli edifici si veda il capitolo 5 delle note del modulo base 2 . Architettura di Basso Consumo Energetico.

5.ENERGIA NEGLI EDIFICI

5.1. OBBIETIVI ENERGETICI

La considerazione di tutti parametri ambientali nel complesso ciclo di vita e all'interno di tutte le scale dello spazio, rimane ancora molto difficile. Alcuni attrezzi di valutazione sono stati sviluppati, ma la maggior parte della informazioni non è sempre disponibile.

Per esempio, è il caso dell'energia contenuta nei materiali da costruzione (figura 1,30):

• estrazione delle materie prime;

• elaborazione dei prodotti della costruzione;

• il loro uso;


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Figura 1.30 Energia compresa relativa dei diversi materiali della costruzione (Liebard et De Herdre/L.e.s.o)

Questa energia ha un'influenza diretta sulle emissioni del CO2 nella costruzione, anche prima dell'uso (tabella 1.8).

Tabella 1.8 Il confronto tra una costruzione tradizionale ed un'altra con i materiali di basso consumo energetico (Liebard et De Herdre/E.h.t/miniere de Parigi)

L'energia necessaria per la costruzione, lo smantellamento degli edifici e dell'energia compresa nei materiali, è quantificata in modo inperfetto, ma rimane modesto in confronto alla quantità di energia consumata durante il periodo d’ uso. Per esempio, l'energia contenuta nella lana di scorie usate per l'isolamento è equivalente all'energia conservata tramite isolamento durante appena un mese di inverno.

Tra gli obiettivi identificati per la qualità ambientale della costruzione, possiamo definire tre obiettivi importanti (tabelle 1.9 e figura 1.31):


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• gestione energetica;

• comfort igrometrico;

• buona qualità dell'interno dell'aria;


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Tabella 1.9 Considerazioni per l'ambiente esterno ed interno nelle edifici.(Associazione "H.Q.E")


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Figura 1.31 Obiettivi per una buona costruzione (Associazione" H.Q.E")

5.2.Gestione energetica

In Francia (ma anche nell'Unione Europea), il consumo di energia nel settore della costruzione rappresenta più di 40% dell'energia finale (Immagine 3.2.a ed immagine 3.2.b), di cui 2/3d per il riscaldamento domestico, l'aria condizionata e l'acqua calda per l'uso domestico e 1/3d per illuminazione e gli apparecchi per l'uso domestico (immagine 3.2.c).


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Tabella 1.10. tabella 1.11., figura 1,32 (Ministero d'Economia, delle Finanze e dell'industria)


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Figura 1.33 L'uso di energia per tipo di costruzione e fonte (Ademe)

(Ministero d'Economia, delle Finanze e dell'industria)


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Figura 1.34 cambiamenti nell'uso di energia (Francia)

Nota l’importante parte fatta dalla produzione di elettricità, di combustibile e gas di energia che è fortemente in competizione (fig 1.35).

Figura 1.35 cambia nella fonte di energia (Francia) (Ademe)


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Se consideriamo l'effetto a scala locale o in tutto il mondo di questo consumo energetico, intorno al 20% delle emissioni dell'effetto serra (figura 1,36), possiamo vedere l'importanza della relativa gestione ad ottenere una diminuzione (stabilizzazione) nelle relative conseguenze ambientali (inquinamento, impoverimento delle risorse).

Figura 1.36 Fonte energetica e CO2 collegato ai diversi tipi di costruzione (Ministero d'Economia, delle Finanze e dell'industria)

Nota: usando "le Tonnellate di Olio Equivalenti" (T.O.E) si permetterà di aggiungere e confrontare le energie dalle diverse origini (tabella 1,12).


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Tabella 1.12 (Ministero d'Economia, delle Finanze e dell'industria)

5.3.IL COMFORT IGROMETRICO

Il consumo energetico per il riscaldamento domestico e per l'aria condizionata dipende direttamente delle circostanze dell'interno fissate nella costruzione (immagine 3.3.a).

La figura 1.37 Dall'uso dell' energia nella temperatura all'interno (sur Codyba di simulazione)


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Ad esempio, nel riscaldamento permanente, riducente del 1 [°C] la temperatura dell'interno (da 20 [°C] a 19 [°C] per esempio) genera un risparmio energetico generalmente superiore al 10%.

Allo stesso tempo, programmare una temperatura ridotta nella notte, o durante i periodi non occupati, costituisce i mezzi efficaci per risparmiare l'energia senza venir meno alle esigenze di comfort degli utenti.

Un'accurata valutazione delle condizione indoor è una parte del management del consumo. Vari attrezzi, come lo standard En-iso 7730 da la possibilità di scegliere i valori del punto di regolazione secondo il livello dei vestiti degli occupanti (fig 1,38). La II parte di queste note discutele idee sul comfort e sulla qualità dell'aria al indoor.


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Figura 1.38 combinazioni nei termini di comfort secondo l'iso 7730 (OSI/iso Ginevra)

5.4. LA QUALITÀ DELL'ARIA INDOOR

Preservare una qualità accettabile dell'aria interna richiede di conoscere :

• la natura e l'azione degli agenti inquinanti trovati negli edifici;


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• le soglie ammissibili, prendendo in considerazione l'azione combinata degli agenti inquinanti e della durata dell'esposizione;

• i metodi disponibili che mantengono condizioni interne entro i limiti accettabili;

Questa ultima funzione richiede generalmente l'uso della ventilazione naturale o meccanica. Una buona comprensione di questi meccanismi permette all’ occupante di:

• minimizzare il consumo energetico della ventilazione;

• ottimizzare la portata di aspirazione esterna, che ha tra l'altro, la conseguenza è la ridurzione del consumo dell’energia per il riscaldamento domestico o dell'aria condizionata;

Molte installazioni usano una corrente d'aria, che varia secondo la produzione delle emissioni d'inquinamento (immagine 3.4.a).

Figura 1.39 Cambi nel tasso di ventilazione di una occupazione completa (Cetiat).

Effettivamente notiamo che in una costruzione, il programma di occupazione può variare fortemente durante il giorno, portando a non mantenere la portata di aspirazione massima di ventilazione (fig 1,40).


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La figura 1.40 cambiamenti quotidiani dell'occupazione (rivista Clim Pratique)

Il controllo può essere basato su (tabella 1,12):

• Un programma di flusso, riferito alle schede d'occupazione della costruzione (orologio con la sovrapposizione di un comando manuale possibile);

• conteggio del numero di occupanti (swivel input/output);

• un presenza-rivelatore nella costruzione (rivelatore sul tipo usato per controllo di sicurezza);

• un indicatore del livello di inquinamento all’interno della costruzione, come umidità (ventilazione igroregolabile) o del contenuto nell'aria di anidride carbonica (sonda di qualità dell'aria);

Tabella 1.12 Una tabella dei requisiti di buon IAQ nei diversi tipi di ventilatori della costruzione (Cetiat)

Ventilatori usati per mezzo di un motore variabile di velocità permette di fare risparmi importanti d'energia elettrica. Il potere di consumo per un ventilatore è approssimativamente proporzionale al cubo del flusso d'aria. Così dividere il flusso da 2, divide il consumo di elettricità per 8.

6. RISORSE ENERGETICHE


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6.1. ENERGIE FOSSILI

Per soddisfare i bisogni dell’energia nelle costruzioni, possiamo usare molti tipi di energie. I combustibili fossili sono quelli generati con un processo di lunga durata (milioni di anni) dall'immagazzinamento di materiale combustibile sotterraneo. Per esempio:

• la vegetazione è trasformata in carbone che varia dalla lignite (la meno elaborata) all'antracite (il più puro);

• planktons: questa trasformazione ha dato il petrolio o il gas naturale;

Da un punto di vista ambientale, l'uso dei combustibili fossili presenta due problemi principali:

• svuotamento delle riserve limitate (tabella 1,13) e l'effetto locale di estrarre;

• emissioni del gas serra (CO2) nell'atmosfera (tabella 1,14);

Tabella 1.13 Le riserve dei combustibili fossili e le loro emissioni (U.F.I.P/C.E.A)

Tabella 1.14 Emissioni dal tipo del combustibile (Ademe)

Tuttavia l'impatto ambientale dei combustibili fossili possono essere ridotte attraverso:

• un miglioramento nella qualità del combustibile (per esempio riducendo il contenuto dello zolfo di olio);

• un aumento nel rendimento energetico dell’apparecchiatura (tabella 1,15). Per le caldaie di formato medio, una regolazione mantiene un'efficienza minima d'uscita (tabella 1,16);


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• controllo d'ottimizzazione dell'attrezzatura per esempio da un sistema di amministrazione centralizzato dell'edificio;

Tabella 1.15 L'efficienza di combustibile dell'apparecchiatura (U.F.I.P)

Tabella 1.16 L'efficienza del rendimento degli apparecchi di riscaldamento (européenne direttivo 92/42, arrêté du 9/5/94)

6.2 ENERGIE RINNOVABILI

6.2.1. Definizione

Ogni fonte di energia che è naturalmente disponibile in quantità illimitata con una fonte permanente in sostituzione è denominata fonte di “energia rinnovabile". Gli esempi sono:

• energia solare,

• energia del vento,

• biomassa (che è rinnovata per la crescita della vegetazione),

• energia idraulica,

• energia geotermica.

La sostituzione non è necessariamente immediata (per esempio 1 anno per la paglia, 20 - 50 per il legno, parecchi secoli per la geotermia) ma comparirà a tempo a poco.


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Al contrario il carbone, il gas ed il petrolio non sono rinnovabili, perché le condizione della loro creazione non permettono una vita lunga.

6.2.2. Interessi

L'interesse nell'uso di energie rinnovabili si è trovata nel:

• non-uso delle riserve limitate (sviluppo sostenibile),

• quasi in un contributo zero all'inquinamento atmosferico, alle scale locali e planetarie.

Questo ultimo punto è discutibile: l'accumulazione d'energia solare, idraulica e del vento richiede dispositivi di accumulazione di cui il ciclo di vita completo ha bisogno di considerare (es., la possibile richiesta per le batterie elettriche, demolizione di installazioni, uso dei materiali compresi pesanti di energia come alluminio e così via).

Nel caso della biomassa, dalla combustione del legno o dal biogas del metano generati dalla trasformazione dei materiali riciclati, c'è un'emissione degli agenti inquinanti nell'atmosfera, quindi un effetto a scala locale. Tuttavia, l'effetto a scala terrestre è ancora abbastanza ridotto, perché il CO2 liberato sarà stato preso dall'atmosfera dalla fotosintesi. Di conseguenza siamo in questo caso con un ciclo del carbonio su una varia scala decennale.(Fig 1.41).

Figura 1.41 Il ciclo del carbonio (Comback)

Il problema è più complesso nel caso dell'energia geotermica, che è un consumatore forte di elettricità, in particolare per una re-iniezione profonda d'acqua geotermica usa


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ta. Questa re-iniezione è necessaria per evitare l'inquinamento della terra e dell'acqua di superficie (l'acqua geotermica è solforosa e caricata dai sali minerali pesanti), ma anche conservare le condizioni di sfruttamento (pressione dello strato acquifero). Questo consumo elettrico importante nell'equilibrio ambientale dell'energia geotermica, ma la produzione di elettricità tramite la cogenerazione, porta ad una diminuzione generale nell'effetto planetario, anche se aumenta l'effetto alla scala locale.

6.3. IL POSTO DELLE ENERGIE RINNOVABILI

Il posto delle energie rinnovabili nel consumo dell’energia globale è molto diversa a seconda dei paesi .(tabella 1,17).

La tabella 1.17 Percentuali di generazione dai renovabile per paese (senso Générale de l'Energie)

Tuttavia, nell'Unione Europea, la tendenza di sviluppare le energie rinnovabili è stata affermata dagli ultimi incontri internazionali. L'ambizione deve raggiungere 12% del consumo totale intorno 2010 di energie (tabella 1,18).

Tabella 1.18 Europeaan take-up of renewable energies i (Eurobserv'ER)

In Francia (tabella 1.19), la produzione d'energia rinnovabile (con l'eccezione dell’energia idroelettrica) è ancora piccola (4,1 milioni di T.O.E., cioè esso è approssimativamente 2 % dell'energia finale) ed ha ristagnato per circa dieci anni (fig 1,42).


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Tabella 1.19 L'uso delle energie rinnovabili in Francia (Ministero dell'Industria)

Figura 1.42 Contributi delle energie rinnovabili (Francia) (Osservatorio de l'Energie/CEREN)

Per raggiungere questo obiettivo, le condizioni europee (e l'Unione Europea) hanno sviluppato alcuni mezzi di sensibilizzazione e di promozione, per esempio in Francia:

• biomassa: programma di" legno-energia" con il sussidio per la costruzione di 200 piante di legno nel riscaldamento centrale;


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• solare: Programma Helios 2006 con il sussidio per l'installazione di 15000 scalda d'acqua solari all'anno;

• energia del vento: l'installazione di 500 Mw per 2005;

6.4. L'INTEGRAZIONE DELLE ENERGIE RINNOVABILI

L'uso delle energie rinnovabili negli edifici non è semplicemente una sostituzione di un'energia fossile.

Infatti, l'uso delle energie rinnovabili richiede al progettista di essere informato dei loro requisiti specifici dall'inizio del progetto, per esempio:

• solare: l'integrazione dei collettori nell'architettura degli edifici, l'integrazione con l’accumulazione termica attiva o passiva;

Figura 1.43 schieramento fotovoltaica (Joannes)


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Figura 1.44 Solare termico solare (Agenzia Internazionale di Energia)

• geotermico: fornendo una rete di distribuzione di riscaldamento generalmente alla scala della città ed all'integrazione del progetto all'interno di questa struttura;

Figura 1.45 Rete di distribuzione geotermica (S.m.t/épocal)

Figura 1.46 (O.P.H.L.M de l'Oise)·


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• biomassa: richiede una rete locale per il rifornimento e l’integrazione dell’immagazzinamento facilitato e integrato nel progetto architettonico o urbano;

Figura 1.47 (O.Sebart/A.F.M.E)

Letteratura:

[1] Yeang, K.

Bioclimatic Skyscrapers

Artemis, London, Zürich, München, 1994

[2] Koenigsberger, Ingersoll, Mayhew, Szokolay

Manual of Tropical Housing and Building

Longman, London, 1974

[3] Recknagel, H., Sprenger, E., Schramek, E.R.

Taschenbuch für Heizung + Klima Technik

R. Oldenbourg Verlag, München, Wien, 1995


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Altre letterature:

Daniels, Klaus

Advanced Building Systems; A Technical Guide for Architects and Engineers

Birkhäuser Verlag, Basel, 2003


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1Zone climatiche - new-learn.info · cose) dalla localizzazione e dal tempo. Ad esempio in Germania...

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