Resilienza Energetica del Patrimonio Edilizio Scolastico Pugliese di Fronte al Cambiamento Climatico

Il settore dell’edilizia si trova al centro di una duplice sfida globale: la transizione verso un sistema energetico a basse emissioni e l’adattamento agli impatti inevitabili del cambiamento climatico.

Come evidenziato dal Sesto Rapporto di Valutazione (AR6) dell’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) e dalle direttive quadro dell’Unione Europea, gli edifici sono contemporaneamente tra i maggiori consumatori di energia a livello globale e strutture altamente vulnerabili agli effetti del riscaldamento globale.

Essi rappresentano circa il 16% delle emissioni antropogeniche di gas serra, ma subiscono anche le conseguenze dirette dell’aumento delle temperature e della maggiore frequenza di eventi climatici estremi.

Questa duplice natura rende la riqualificazione e la progettazione del patrimonio edilizio un’area di intervento strategica per qualsiasi politica di sostenibilità.

Il Ruolo Critico dell’Edilizia Scolastica

Nonostante l’ampia letteratura scientifica dedicata all’impatto del cambiamento climatico sugli edifici, l’attenzione si è storicamente concentrata su tipologie edilizie standard come il residenziale e gli uffici, trascurando le peculiarità di altri edifici non residenziali. Questa lacuna di conoscenza, identificata esplicitamente anche dall’IPCC, è particolarmente critica nel caso dell’edilizia scolastica.

Gli edifici scolastici, infatti, presentano vulnerabilità specifiche che richiedono analisi dedicate per diverse ragioni:

Elevata Densità di Occupazione: le scuole sono caratterizzate da tassi di occupazione che possono raggiungere fino a quattro volte quelli degli uffici, un fattore che amplifica significativamente il rischio di surriscaldamento interno.
Peculiari Esigenze di Comfort: le condizioni ambientali interne (temperatura, umidità, qualità dell’aria) hanno un impatto diretto e misurabile sulla salute, la capacità di apprendimento e la produttività di studenti e docenti. Un comfort termico inadeguato non è solo una questione di benessere, ma una barriera all’efficacia del processo educativo.
Vulnerabilità degli Occupanti: i bambini, e in particolare i più piccoli, sono fisiologicamente più vulnerabili degli adulti alle cattive condizioni di comfort termico a causa delle differenze metaboliche e della minore capacità di termoregolazione.

La maggior parte del patrimonio scolastico italiano, e pugliese in particolare, è vetusto, inefficiente e non progettato per garantire il comfort durante le stagioni calde, rendendolo del tutto impreparato alla crescente sfida delle ondate di calore.

Non riuscire ad adattare questi edifici non è semplicemente una questione infrastrutturale, ma rappresenta una minaccia diretta alla salute, all’equità e ai risultati educativi degli studenti.

Per la Pubblica Amministrazione, questa non è un’opzione, ma una responsabilità, specialmente nei confronti degli studenti più giovani che sono fisiologicamente più esposti ai rischi del surriscaldamento.

Questa analisi ha lo scopo di fornire a urbanisti, funzionari della pubblica amministrazione e decisori politici una sintesi scientifica e operativa, basata sui risultati quantitativi della tesi di dottorato intitolata “Energy resilience to climate change of the school building stock in the Mediterranean area: the case of Apulia Region” di Ludovica Maria Campagna.

L’obiettivo è informare e guidare le future politiche di riqualificazione energetica e adattamento climatico per il patrimonio edilizio scolastico della Regione Puglia, ottimizzando l’allocazione delle risorse pubbliche sulla base di evidenze empiriche. E’ anche un’occasione per estendere la metodologia a tutte le scuole del territorio italiano.

La metodologia di ricerca alla base di questa analisi si articola nei seguenti passaggi chiave:

Caratterizzazione del patrimonio: è stata condotta un’analisi approfondita su dati reali provenienti dal portale dell’Edilizia Scolastica della Regione Puglia (ARES), creando per la prima volta una fotografia quantitativa dello stato di fatto.
Classificazione tipologica: attraverso un’analisi statistica dei cluster applicata a un campione di oltre 1000 edifici, sono stati identificati gruppi omogenei di scuole e definiti degli “edifici rappresentativi” per ciascun gruppo.
Valutazione delle prestazioni attuali: è stata eseguita un’analisi su larga scala dei consumi energetici reali (dati fatturati per un periodo di cinque anni) per un campione significativo di quasi 50 scuole, stabilendo così una linea di base (benchmark) delle prestazioni attuali.
Valutazione predittiva: utilizzando software di simulazione dinamica, sono stati modellati e calibrati su dati reali gli edifici rappresentativi per valutare l’impatto dei futuri scenari climatici (Shared Socioeconomic Pathways – SSPs dell’IPCC) all’orizzonte 2050.
Analisi delle soluzioni: sono state valutate diverse strategie di riqualificazione energetica attraverso un’analisi del costo del ciclo di vita (Life Cycle Cost – LCC) per identificare le soluzioni costo-ottimali in una prospettiva di lungo termine.

Una pianificazione efficace non può prescindere da una conoscenza dettagliata dello stato attuale. La sezione seguente illustra quindi i risultati della caratterizzazione del patrimonio edilizio scolastico pugliese.

Analisi del Patrimonio Edilizio Scolastico Pugliese

Una strategia di riqualificazione efficace non può basarsi su approcci generici, ma deve fondarsi su una conoscenza approfondita dello stato di fatto del patrimonio edilizio.

L’analisi condotta fornisce, per la prima volta, una fotografia dettagliata e basata su dati quantitativi delle scuole di proprietà comunale della Puglia (asili nido, scuole dell’infanzia, primarie e secondarie di primo grado), offrendo uno strumento fondamentale per la programmazione degli interventi.

Caratterizzazione Tipologica e Tecnologica

L’analisi ha riguardato un campione di oltre 1000 edifici scolastici comunali. Il dato più evidente che emerge è la vetustà del parco edilizio, un fattore che condiziona pesantemente le sue prestazioni energetiche e la sua resilienza.

Periodo di Costruzione	Percentuale sul Totale	Note Normative
Ante 1976	46,2%	Costruiti in assenza di normative specifiche sul contenimento energetico.
1976 – 1992	44,0%	Rientrano nelle prime normative sul contenimento dei consumi energetici.
Post 1993	9,8%	Progettati secondo normative energetiche più recenti e stringenti.

Questa distribuzione anagrafica si traduce in caratteristiche costruttive e tecnologiche largamente inefficienti. La quasi totalità degli edifici costruiti prima del 1976 è priva di qualsiasi forma di isolamento termico nell’involucro opaco e trasparente.

Inoltre, si tratta quasi esclusivamente di edifici a ventilazione naturale, non dotati di sistemi di raffrescamento attivo, una caratteristica che li rende particolarmente vulnerabili al surriscaldamento estivo.

Classificazione in Cluster Omogenei

Per gestire la complessità e l’eterogeneità del patrimonio, è stata condotta un’analisi statistica dei cluster. Questa metodologia ha permesso di raggruppare gli edifici in classi omogenee sulla base di due predittori chiave, strettamente correlati al comportamento energetico:

Anno di costruzione: indicatore delle tecnologie costruttive e delle normative di riferimento.
Rapporto superficie/volume (S/V): indicatore della compattezza dell’edificio; valori più bassi indicano forme più compatte e, a parità di altre condizioni, minori dispersioni termiche.

L’analisi ha identificato cinque cluster principali, ciascuno con caratteristiche distintive che suggeriscono la necessità di strategie di intervento differenziate.

Cluster	N. Edifici	Caratteristiche Principali	Tipologia Scolastica Prevalente
1	282	Edifici recenti (dal 1970), con S/V elevato (forme poco compatte, spesso a un piano).	Scuole dell’infanzia
2	332	Edifici del dopoguerra (1949-1990), con S/V basso (forme compatte, multipiano).	Istituti comprensivi e scuole primarie
3	237	Edifici recenti (dal 1976), con S/V basso (forme compatte, multipiano).	Istituti comprensivi e scuole secondarie
4	50	Edifici costruiti tra il 1921 e il 1972, con S/V elevato (forme poco compatte).	Asili nido e scuole dell’infanzia
5	110	Edifici storici (1850-1945), con S/V basso (edifici compatti, spesso con vincoli architettonici).	Scuole primarie e istituti comprensivi

Questa classificazione rappresenta uno strumento strategico fondamentale. L’analisi dei cluster rivela infatti profonde differenze strutturali che impongono strategie di riqualificazione mirate.

Ad esempio, la prevalenza di edifici poco compatti e a un solo piano nel Cluster 1 (scuole dell’infanzia) rende le loro ampie superfici di copertura un elemento critico per le prestazioni energetiche; al contrario, la compattezza degli edifici storici e multipiano del Cluster 5 sposta l’attenzione su altri elementi, come gli infissi o l’efficienza degli impianti.

Comprendere queste differenze è il primo passo per superare un approccio “a taglia unica” e programmare interventi più efficaci, massimizzando il ritorno degli investimenti pubblici.

Dopo aver definito le caratteristiche del patrimonio, il passo successivo è stato quello di misurarne le prestazioni energetiche reali.

Valutazione delle Prestazioni Energetiche Attuali

Una volta classificato il patrimonio in gruppi omogenei, è fondamentale quantificarne le prestazioni energetiche reali per stabilire una linea di base (benchmark) da cui partire e identificare le principali criticità.

Questa valutazione si fonda sull’analisi dei dati di consumo fatturati (gas per riscaldamento ed elettricità) per un campione di circa 50 scuole nel periodo 2017-2021, garantendo così un riscontro oggettivo e non puramente teorico.

Analisi dei Consumi Reali

L’indagine sul campo ha permesso di definire degli indicatori medi di prestazione per il patrimonio scolastico pugliese.

Consumo medio per il riscaldamento: il valore medio si attesta su 46,5 kWh/m²/anno (energia in sito), un dato che riflette l’inefficienza dell’involucro della maggior parte degli edifici.
Consumo medio per l’elettricità: il consumo medio è di 15,6 kWh/m²/anno (energia in sito), prevalentemente associato a illuminazione, attrezzature e ausiliari degli impianti.
Consumo totale medio in energia primaria: considerando i fattori di conversione, il consumo totale medio in energia primaria è di 93 kWh/m²/anno.
Benchmark di riferimento (50° percentile): la metà delle scuole analizzate consuma meno di 42,6 kWh/m²/anno per il riscaldamento e meno di 84,8 kWh/m²/anno di energia primaria totale. Questi valori possono essere utilizzati come benchmark pratici per valutare le prestazioni di altri edifici e misurare l’efficacia degli interventi di riqualificazione.

Per una corretta interpretazione di questi dati, è essenziale comprendere la distinzione tra “energia in sito” ed “energia primaria”.

L’energia in sito è quella effettivamente consumata dall’edificio (ad esempio, il gas metano letto dal contatore o l’elettricità fatturata).

L’energia primaria, invece, rappresenta l’energia totale estratta dalla fonte originale, includendo tutte le perdite avvenute durante la produzione, la trasformazione e il trasporto fino all’edificio.

È fondamentale considerare l’energia primaria totale perché riflette l’impatto ambientale complessivo. Ad esempio, un kWh di energia elettrica richiede circa il doppio dell’energia primaria rispetto a un kWh di gas naturale; pertanto, le strategie di efficientamento elettrico hanno un impatto sproporzionatamente maggiore sulla riduzione delle emissioni totali.

Un aspetto cruciale emerso dall’analisi è l’elevata eterogeneità dei consumi, anche all’interno dello stesso cluster tipologico. Questo indica che, oltre alle caratteristiche costruttive, fattori come la gestione degli impianti, la manutenzione e i profili di utilizzo reali giocano un ruolo determinante sulle prestazioni energetiche finali.

Implicazioni dei Dati di Consumo

Sebbene i consumi medi registrati per le scuole pugliesi siano in linea con quelli di altri studi condotti in paesi dell’area mediterranea, essi confermano l’immagine di un patrimonio edilizio largamente inefficiente e con ampi margini di miglioramento.

Un’evidenza interessante della sensibilità dei consumi ai profili di utilizzo è l’impatto della pandemia di Covid-19: nel 2020, a seguito delle chiusure e delle modifiche agli orari scolastici, si è registrata una riduzione media del 12% dei consumi per il riscaldamento e del 20% di quelli elettrici.

Questa analisi dello stato attuale, per quanto fondamentale, non è sufficiente. Per garantire la resilienza a lungo termine, è indispensabile proiettare queste prestazioni in un contesto climatico futuro, valutando l’impatto del cambiamento climatico.

Impatto Previsto del Cambiamento Climatico (Orizzonte 2050)

La resilienza di un edificio non può essere valutata unicamente sulla base delle sue prestazioni attuali, ma deve necessariamente tenere conto delle proiezioni climatiche future.

Un intervento di riqualificazione progettato solo per il clima di oggi rischia di essere inadeguato o addirittura controproducente nel giro di pochi decenni.

L’analisi predittiva condotta si basa sui più recenti scenari di sviluppo socio-economico (Shared Socioeconomic Pathways – SSPs) definiti dall’IPCC, proiettati all’orizzonte temporale del 2050.

Variazione dei Fabbisogni Energetici

Le simulazioni dinamiche condotte sugli edifici rappresentativi dei diversi cluster hanno rivelato un cambiamento radicale nel bilancio energetico degli edifici scolastici.

Fabbisogno per il riscaldamento: a causa dell’aumento delle temperature medie invernali, è prevista una riduzione generalizzata del fabbisogno energetico per il riscaldamento in tutta la regione.
Fabbisogno per il raffrescamento: parallelamente, si prevede un aumento significativo e generalizzato del fabbisogno per il raffrescamento estivo, oggi quasi del tutto assente.
Bilancio energetico complessivo: l’impatto netto sul fabbisogno totale dipende dalla zona climatica. Nelle zone costiere e più calde della Puglia (Zona Climatica C), l’aumento del fabbisogno di raffrescamento supera la riduzione di quello per il riscaldamento, portando a un incremento del fabbisogno energetico totale annuo. Nelle zone interne e più fredde (Zone D ed E), la riduzione del riscaldamento tende a bilanciare o a superare l’aumento del raffrescamento.

L’Emergenza del Raffrescamento Estivo e delle Stagioni Intermedie

Il dato più allarmante che emerge dalle proiezioni non è tanto l’aumento del fabbisogno di raffrescamento in termini assoluti, quanto la sua comparsa e intensificazione in periodi dell’anno in cui le scuole sono in piena attività: maggio, giugno e settembre.

Questo fenomeno, oggi largamente trascurato poiché la quasi totalità delle scuole è priva di impianti di climatizzazione, diventerà una criticità gestionale, economica e di comfort non più ignorabile. Il surriscaldamento delle aule in questi periodi comprometterà direttamente il benessere, la salute e la capacità di concentrazione e apprendimento di studenti e personale scolastico.

Ignorare questa tendenza nei progetti di riqualificazione odierni significa condannare gli edifici a una rapida obsolescenza funzionale e creare scientemente ambienti di apprendimento inadeguati per le generazioni future.

Affrontare questi nuovi fabbisogni in modo efficace e sostenibile richiede un’attenta valutazione delle strategie di intervento, non solo dal punto di vista energetico ma anche economico.

Analisi delle Strategie di Riqualificazione e Raccomandazioni

Questa sezione finale sintetizza le evidenze raccolte in una serie di raccomandazioni strategiche, con l’obiettivo di tradurre i risultati scientifici in indicazioni concrete per guidare le politiche pubbliche e ottimizzare l’allocazione delle risorse destinate alla riqualificazione del patrimonio scolastico.

Valutazione Costo-Beneficio degli Interventi (Life Cycle Cost Analysis)

Per identificare le strategie più efficaci dal punto di vista economico nel lungo periodo, è stata condotta un’analisi del costo del ciclo di vita (LCC) su un orizzonte temporale di 30 anni. L’analisi ha confrontato diverse combinazioni di interventi (isolamento dell’involucro, sostituzione degli infissi, miglioramento degli impianti) con uno scenario di base conforme ai requisiti minimi di legge attuali (l'”edificio di riferimento”).

Il risultato principale dell’analisi è controintuitivo ma fondamentale per la pianificazione.

Nella maggior parte dei contesti climatici pugliesi, l’adeguamento dell’edificio ai soli standard minimi di legge rappresenta già la soluzione costo-ottimale nel suo ciclo di vita.

La ragione di questo risultato risiede in un bilancio costi-benefici.

Interventi più spinti, come l’installazione di un isolamento termico molto performante (superiore ai minimi di legge), offrono benefici marginali decrescenti sul risparmio per il riscaldamento invernale, ma possono al contempo aggravare il surriscaldamento estivo e aumentare il futuro fabbisogno di raffrescamento.

L’extra-costo di investimento per queste prestazioni superiori non viene quindi ripagato dai risparmi energetici complessivi nel ciclo di vita a 30 anni.

Questo risultato, specifico per il contesto climatico mediterraneo, evidenzia un punto di rendimenti decrescenti in cui un eccessivo isolamento invernale si trasforma in un onere per il raffrescamento estivo, un equilibrio che le politiche di riqualificazione “uguali per tutti” spesso ignorano.

Analogamente, la sostituzione degli impianti tradizionali con sistemi ad altissima efficienza (es. pompe di calore) riduce drasticamente i consumi operativi, ma l’elevato costo di investimento iniziale non risulta economicamente vantaggioso in un’analisi LCC, non venendo completamente ammortizzato dai risparmi in bolletta nell’arco del periodo di analisi.

Raccomandazioni Strategiche per la Pubblica Amministrazione

Sulla base delle evidenze analitiche, si formulano le seguenti raccomandazioni per i decisori politici e gli enti gestori del patrimonio edilizio scolastico:

Adottare un Approccio Basato sui Cluster: non esiste una soluzione unica valida per l’intero patrimonio. È fondamentale differenziare le strategie di intervento basandosi sulla classificazione tipologica (cluster) identificata in questo studio. Ad esempio, gli edifici del Cluster 1 (recenti, poco compatti, tipicamente scuole dell’infanzia) richiederanno interventi mirati all’isolamento delle ampie superfici disperdenti del tetto, a differenza degli edifici storici e compatti del Cluster 5, dove gli interventi potrebbero concentrarsi sugli infissi e su soluzioni impiantistiche compatibili con i vincoli architettonici. Questo approccio mirato massimizza l’efficacia degli investimenti.
Privilegiare la Soluzione Costo-Ottimale su Larga Scala: l’analisi LCC suggerisce che la strategia più vantaggiosa per la collettività è orientare i fondi pubblici verso la riqualificazione del maggior numero possibile di edifici, portandoli allo standard definito dai requisiti minimi di legge (“edificio di riferimento”). Questo approccio diffuso è preferibile al finanziamento di un numero limitato di interventi di eccellenza (es. edifici a energia quasi zero – NZEB), in quanto massimizza il beneficio complessivo a parità di risorse investite.
Integrare Sistematicamente Soluzioni per il Comfort Estivo: è imperativo che ogni progetto di riqualificazione, anche se primariamente finalizzato al risparmio energetico invernale, includa obbligatoriamente strategie per la mitigazione del surriscaldamento estivo e intermedio. La priorità dovrebbe essere data a soluzioni passive, come l’installazione di schermature solari, che l’analisi ha dimostrato essere estremamente efficaci e costo-efficienti. Inoltre, ogni intervento deve predisporre l’edificio per una futura, e ormai probabile, installazione di sistemi di climatizzazione attiva.
Potenziare la Raccolta e la Gestione dei Dati: una pianificazione efficace si basa su dati solidi. È cruciale istituzionalizzare un processo di aggiornamento sistematico e continuo del database regionale ARES, integrandolo con i dati sui consumi energetici reali (fatturati). Una base dati robusta e aggiornata è il presupposto indispensabile per programmare interventi mirati, monitorare l’efficacia delle politiche attuate e calibrare le strategie future sulla base di risultati misurabili.