Mentre le città crescono a un ritmo sempre più veloce, le preoccupazioni per l'aumento del riscaldamento globale e i combustibili fossili diventano sempre più scarsi, le città dovranno adottare soluzioni energetiche più sostenibili. I ricercatori dell'EPFL hanno sviluppato un modello che può essere utilizzato per progettare sistemi energetici urbani analizzando l'edificio non come una struttura a sé stante ma come un pezzo di un puzzle urbano.

Fino ad ora, architetti, ingegneri, gli urbanisti e le autorità pubbliche non hanno tenuto conto di come il clima urbano influisca sul fabbisogno energetico di un edificio nella progettazione di sistemi energetici per progetti di ristrutturazione e costruzione. Ma grazie a un modello sviluppato dai ricercatori dell'EPFL, potranno ora adottare un approccio olistico al fabbisogno energetico di un quartiere – o di un'intera città – al fine di creare sistemi energetici integrati e più sostenibili. Il lavoro dei ricercatori è stato pubblicato in Energia applicata .

La valutazione del fabbisogno energetico su scala urbana è il cardine del concetto di hub energetici. Il nuovo modello, sviluppato dal gruppo Urban Systems all'interno del Laboratorio di Energia Solare e Fisica degli Edifici (LESO) dell'EPFL presso la Facoltà di Architettura, Ingegneria Civile e Ambientale, combina un modello climatico urbano con un simulatore di edifici e l'ottimizzazione del sistema energetico. "Ho sentito che era importante essere in grado di determinare quale sarebbe stato il fabbisogno energetico di tutti gli edifici di una città al fine di creare un sistema energetico per essa, "dice Dasun Perera, chi sta lavorando alla progettazione del sistema energetico. "Calore, freddo e vento influiscono sul fabbisogno energetico, e gli edifici si influenzano a vicenda, pure."

Per il loro progetto, il team LESO ha scelto di analizzare città con climi molto diversi:Svizzera e Palestina. "In un posto, la richiesta di riscaldamento è elevata, mentre nell'altro c'è una maggiore necessità di aria condizionata. Ma tutto questo cambierà, " spiega Dasaraden Mauree, che è stato anche coinvolto in uno studio correlato che è stato pubblicato su Sustainability, MDPI. Per quello studio, Mauree ha analizzato il campus dell'EPFL come se fosse una città svizzera a sé stante. Ha gestito vari scenari in un arco di tempo di quasi un secolo, nel tentativo di capire quale sarà l'impatto del cambiamento climatico negli anni 2039, 2069 e 2099. "Le persone non pensano necessariamente così lontano, eppure questo è essenziale quando rinnoviamo e costruiamo edifici che soddisfano lo standard di efficienza energetica Minergie P." In un secolo, Il clima della Svizzera sarà molto più mediterraneo, quindi la domanda di aria condizionata aumenterà.

I ricercatori hanno mostrato come gli edifici possono influenzare l'integrazione energetica e hanno dimostrato che l'ottimizzazione energetica a livello di quartiere o comunità è più conveniente rispetto all'ottimizzazione del consumo energetico di un singolo edificio. Andando avanti, rapida urbanizzazione, costruzioni sempre più dense e l'impatto del cambiamento climatico dovranno essere presi in considerazione in qualsiasi soluzione a questa sfida. "I climi urbani estremi giocano un ruolo importante nel fabbisogno energetico. Se non si tiene conto dell'ambiente e del microclima nelle città, il tuo sistema energetico fallirà, e molto probabilmente rimarrai ben al di sotto delle tue aspettative, "dice Perera.