L’adozione del concetto di nZEB – Nearly Zero Energy Building ha rappresentato un punto di svolta nella progettazione edilizia europea degli ultimi quindici anni. Un edificio nZEB è definito come un edificio ad altissima prestazione energetica, il cui fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo è coperto in misura significativa da fonti rinnovabili, preferibilmente prodotte in loco o nelle vicinanze. Il concetto è stato formalmente introdotto con la Direttiva 2010/31/UE sulla prestazione energetica nell’edilizia. Tuttavia, il paradigma nZEB è incentrato principalmente sull’efficienza energetica e non considera in modo completo l’impatto climatico complessivo dell’edificio.
Con l’aggiornamento della Direttiva EPBD IV (2024), nell’ambito del Green Deal europeo e del pacchetto Fit for 55, si afferma un nuovo obiettivo strategico: edifici ZEmB – Zero Emission Buildings. Secondo la nuova definizione, un edificio a zero emissioni è progettato per avere consumi energetici minimi, coperti esclusivamente da fonti rinnovabili, con emissioni operative di gas serra nulle (Scope 1 e Scope 2). Entro il 2028, tutti i nuovi edifici pubblici dovranno rispettare lo standard ZEmB, mentre dal 2030 tale obbligo sarà esteso a tutti i “nuovi edifici”, residenziali e non.
Questa evoluzione richiede un approccio progettuale integrato, orientato non solo alla riduzione dei consumi, ma alla neutralità emissiva dell’intero ciclo operativo. In tale scenario, l’involucro edilizio assume un ruolo strategico: è il primo filtro tra edificio e ambiente, incide:
e influenza le scelte impiantistiche, la resilienza climatica e l’impatto ambientale in ottica LCA(Life Cycle Assessment).
Il passaggio da nZEB a ZEmB implica quindi una trasformazione del ruolo dell’involucro, da elemento passivo a sistema attivo e adattivo, essenziale per la decarbonizzazione del costruito.
Negli ultimi due decenni, il concetto di involucro efficiente è passato da un approccio prescrittivo, basato su limiti di trasmittanza, a un modello prestazionale integrato che considera l’interazione tra involucro, impianti e condizioni d’uso.
La Direttiva EPBD IV (2024) rafforza questo cambiamento, introducendo lo standard ZEmB e valorizzando l’involucro edilizio come elemento centrale per ridurre i fabbisogni energetici e le emissioni, anche attraverso l’integrazione di rinnovabili in sito, in coerenza con il principio dell’“energy efficiency first”, che pone la riduzione della domanda energetica come priorità strategica nella progettazione edilizia.
Le norme UNI/TS 11300, progressivamente aggiornate in coerenza con la serie ISO 52000 (in particolare, con le norme ISO 52000-1 sul metodo quadro per le prestazioni energetiche degli edifici (EPB) e ISO 52016-1 sulla procedura di calcolo del metodo dinamico orario per la valutazione delle EPB), supportano una valutazione più accurata delle prestazioni energetiche, introducendo modelli di calcolo più vicini al comportamento reale degli edifici. In parallelo, i CAM Edilizia (DM 23 giugno 2022) rafforzano l’approccio ambientale, richiedendo materiali a basso impatto, durabilità e controllo del comfort indoor.
Da questo sviluppo normativo e tecnico risulta sempre più evidente come la trasmittanza termica (U-value) da sola non basti a descrivere le prestazioni dell’involucro edilizio, ma serva un approccio dinamico e articolato, capace di considerare anche la risposta alle variazioni climatiche e d’uso. In questo scenario, parametri come inerzia, capacità di accumulo, trasmittanza solare (g) e permeabilità all’aria assumono un ruolo chiave per una progettazione prestazionale integrata, coerente con gli obiettivi di decarbonizzazione e resilienza.
Nel nuovo paradigma degli edifici a zero emissioni, l’involucro non è più una semplice barriera termica, ma un sistema multifunzionale che deve rispondere in modo integrato a esigenze energetiche, ambientali, igienico-sanitarie e di comfort.
Una delle sue principali funzioni è la riduzione dei fabbisogni energetici, ottenuta attraverso soluzioni costruttive con bassa trasmittanza termica, buona tenuta all’aria per limitare le infiltrazioni e elevata inerzia termica per proteggere dal surriscaldamento, soprattutto nei climi mediterranei. Negli nZEB si utilizzano isolanti tradizionali come polistirene espanso o lana minerale, mentre negli ZEmB si adottano materiali ad alte prestazioni come pannelli in aerogel o cappotti di nuova generazione, progettati secondo criteri di sostenibilità e ciclo di vita. Insieme alla ventilazione meccanica controllata (VMC) con recupero di calore, queste soluzioni migliorano l’efficienza energetica e la qualità indoor.
L’involucro edilizio contribuisce anche alla gestione dei guadagni solari e al comfort visivo, mediante vetri con fattore solare (g-value) ottimizzato, corretta progettazione di orientamento e rapporti aeroilluminanti, e sistemi schermanti integrati e controllabili in funzione delle condizioni esterne.
Sul piano igrotermico, l’involucro garantisce comfort e salubrità indoor tramite:
Infine, l’involucro è sempre più chiamato a integrare tecnologie attive, come facciate ventilate con funzione di raffrescamento passivo e protezione dagli agenti atmosferici, BIPV (Building Integrated Photovoltaics), ovvero sistemi fotovoltaici integrati architettonicamente nell’involucro (coperture, facciate, parapetti), in grado di generare energia elettrica senza comprometterne l’estetica o le performance e frangisole dinamici, gestiti da sistemi di automazione (BACS) intelligenti per massimizzare produzione rinnovabile, comfort e performance energetica in tempo reale.
Per rispondere alla crescente complessità prestazionale degli edifici a zero emissioni, la progettazione dell’involucro richiede sempre più l’impiego di modelli dinamici capaci di valutare le condizioni reali di utilizzo e la risposta ai fattori climatici. Rispetto ai metodi statici, la simulazione oraria consente una previsione accurata delle prestazioni termoigrometriche stagionali, ottimizzando le soluzioni in base al contesto.
La modellazione dinamica è essenziale per progettare secondo un approccio envelope-first, in cui l’efficienza passiva dell’involucro precede la definizione degli impianti, permettendo una riduzione dei carichi, minori consumi e maggiore durata dei sistemi.
Inoltre, consente di valutare la capacità dell’involucro di interagire con la rete energetica, modulando i carichi in logica demand-response, favorendo l’autoconsumo fotovoltaico e la resilienza energetica. Queste analisi, oggi richieste da protocolli ambientali e bandi pubblici, sono fondamentali per la realizzazione di edifici flessibili e carbon neutral.
In questo scenario, la progettazione dell’involucro evolve ulteriormente, integrando componenti intelligenti e reattivi in grado di adattarsi attivamente alle condizioni esterne e alle esigenze dell’edificio, secondo una logica dinamica e interattiva.
Nell’ambito degli edifici a zero emissioni, l’involucro edilizio non è più solo elemento passivo, ma diventa un sistema adattivo-selettivo, in grado di modificare le proprie caratteristiche fisiche o termiche in risposta a fattori climatici e condizioni d’uso. Nasce così il concetto di adaptive envelope, un’interfaccia dinamica e responsiva che interagisce in tempo reale con radiazione solare, temperatura, umidità e occupazione degli ambienti.
Tra le tecnologie oggi disponibili rientrano:
Queste soluzioni consentono di ottimizzare il bilancio energetico, aumentare il comfort termoigrometrico, ridurre i carichi di picco e migliorare l’interazione con i sistemi energetici in logica demand-response.
A supporto di questa evoluzione, la norma UNI EN ISO 52016-3 introduce una metodologia per il calcolo delle prestazioni energetiche degli elementi adattativi, fornendo un quadro tecnico condiviso per integrare questi componenti nei modelli dinamici. La norma è strettamente coerente con l’evoluzione da nZEB a ZEmB, poiché consente di quantificare il contributo degli involucri adattivi alla riduzione dei fabbisogni energetici e delle emissioni operative, facilitandone la valutazione comparativa e l’inserimento nei calcoli normativi.
In prospettiva, l’involucro adattivo rappresenta una delle leve chiave per la realizzazione di edifici intelligenti, flessibili e climaticamente neutri, in linea con l’evoluzione degli edifici a energia quasi zero (nZEB) verso modelli a energia zero (ZEB) o addirittura a energia positiva (Energy Plus Building), come previsto dagli scenari più avanzati della normativa EPBD.
Per comprendere il ruolo strategico dell’involucro edilizio nella transizione verso edifici a zero emissioni, è utile analizzare alcuni casi studio europei che già adottano soluzioni prestazionali avanzate in ambito pubblico, residenziale e terziario.
Nei Paesi del Nord Europa, edifici come il Powerhouse Brattørkaia a Trondheim (Norvegia) e lo Svart Hotel, oltre il Circolo Polare Artico, rappresentano modelli avanzati di involucro ad alte prestazioni, progettati per minimizzare la domanda energetica e massimizzare l’autoproduzione da fonti rinnovabili. Le soluzioni includono pacchetti opachi super-isolati (U ≤ 0,10 W/m²K) e materiali a basso impatto, facciate ventilate con schermature dinamiche automatizzate e sistemi BIPV integrati, dimensionati per coprire il fabbisogno energetico annuale in sinergia con l’accumulo. Questi edifici seguono un approccio envelope-first e si ispirano al Powerhouse Standard, che valuta le prestazioni lungo l’intero ciclo di vita, anticipando i criteri dei futuri edifici a zero emissioni.
In area mediterranea, la sfida principale è la mitigazione del surriscaldamento estivo. Esempi residenziali virtuosi mostrano l’uso di:
Nel settore terziario urbano, si diffondono facciate adattive con vetri elettrocromici e sistemi BACS integrati. L’involucro si comporta come una pelle intelligente, reattiva alla radiazione solare e all’occupazione, con monitoraggio in tempo reale tramite digital twin. I risultati evidenziano una riduzione della domanda elettrica estiva fino al 30%, miglior comfort visivo e aumento dell’autoconsumo fotovoltaico.
Ad esempio, l’edificio The Edge– situato ad Amsterdam – è dotato di finestre elettrocromiche che possono regolare dinamicamente la colorazione in base alle condizioni esterne, ottimizzando così l’illuminazione naturale e riducendo la dipendenza dall’illuminazione artificiale e dalla climatizzazione meccanica. È un edificio per uffici non solo neutrale dal punto di vista energetico, ma positivo all’energia.
Questi edifici mostrano che la centralità dell’involucro nella transizione energetica è già realtà in molti contesti europei. Il passaggio da edificio “quasi zero” a edificio “a emissioni zero” richiede una progettazione più sofisticata, in cui l’involucro diventa dispositivo tecnico, climatico ed energetico, progettato in stretta sinergia con impianti, reti e strategie di gestione dinamica.
