La crescita dei costi economici ed ambientali delle fonti di energia tradizionali, i problemi legati all'inquinamento dell'aria nelle grandi città, l'eventualità dell'esaurimento di alcune fonti di combustibili a fronte di una crescita del fabbisogno di energia, sono alcuni dei fattori che hanno stimolato negli ultimi anni la ricerca e la sperimentazione nel campo delle tecnologie per lo sfruttamento delle fonti di energia alternative e rinnovabili. I rilevamenti sulla qualità dell'aria effettuati nelle grandi città, hanno dimostrato come l'utilizzo di combustibile per il riscaldamento degli edifici sia la causa principale dell'alto tasso di inquinamento dell'aria.

La necessità di ridurre i consumi energetici ha portato perciò, negli ultimi anni, al varo di una serie di normative volte sia ad incentivare anche tramite contributi economici, il ricorso ad impianti ad alto rendimento, sia a stimolare la realizzazione di un'edilizia nuova attenta ai consumi energetici e a riqualificare, sempre dal punto di vista energetico, quella esistente.

Si è anche giunti ad elaborare un nuovo modo di concepire, progettare e costruire gli edifici, sia dal punto di vista architettonico che strutturale che va sotto il nome di Architettura bioclimatica.

Ponendo particolare attenzione all'interazione dell'edificio con l'ambiente circostante, le caratteristiche costruttive e strutturali, e i materiali impiegati vengono attentamente determinati per sfruttare al meglio gli apporti energetici che l'ambiente esterno è in grado di fornire.

Diventa così possibile, a seconda delle condizioni esterne, sfruttare gli apporti gratuiti per ridurre di una quota sensibile (e per alcuni periodi dell'anno totalmente) il fabbisogno energetico dell'edificio.

Mentre i sistemi classici di captazione della radiazione solare (collettori e pannelli fotovoltaici, i cosiddetti "sistemi solari attivi") sono una tecnologia ormai consolidata, va facendosi strada l'utilizzo dei sistemi solari passivi, ovvero il ricorso alle stesse strutture edilizie per captare, dissipare, accumulare e distribuire in modo controllato l'energia tecnica connessa alla radiazione solare. Materiali isolanti trasparenti di nuova concezione permettono ai raggi del sole di riscaldare le pareti e l'ambiente interno e, allo stesso tempo, trattengono il calore che verrà immagazzinato nelle strutture e restituito durante la notte.

Ampie finestrature di spessore e materiale opportuno e munite di sistemi di oscuramento automatizzati, permettono di sfruttare al meglio la luce e il calore che il sole offre, senza tuttavia disperdere troppo calore verso l'esterno. Va inoltre sempre più diffondendosi la costruzione di vere e proprie serre a ridosso di una parete perimetrale che nella stagione invernale, captano le radiazioni solari e trasferiscono il calore all'edificio.

Se il sole può fornire per parte dell'anno l'energia necessaria, è pure vero che nei periodi più sfavorevoli non riesce a soddisfare l'intero fabbisogno energetico. Tutte queste soluzioni architettoniche sono perciò affiancate da soluzioni impiantistiche efficienti ed economiche nella loro gestione: ad esempio la climatizzazione e la produzione di acqua calda sanitaria realizzata con pompe di calore. Questa tipologia impiantistica, qualora gli apporti gratuiti solari fossero insufficienti, permette di soddisfare il fabbisogno energetico estivo ed invernale, con consumi estremamente ridotti.

Possiamo perciò individuare quattro tipi di edifici a seconda del tipo di consumo energetico:

1) Edifici ad alta dispersione termica (con conseguente alto fabbisogno energetico): sono gli edifici costruiti fino a ieri senza vincoli riguardo alla coibentazione delle strutture.

2) Edifici a bassa dispersione termica: sono gli edifici costruiti secondo precisi criteri sia di coibentazione sia relativamente ai rendimenti minimi degli impianti termici previsti dalla Legge n. 373/1976 e la più recente Legge n. 10/1991.

3) Edifici a basso consumo energetico: dotati di sistemi solari passivi ed attivi e di un'impiantistica evoluta, consentono elevati risparmi energetici. Sono edifici ancora poco diffusi ma rappresentano l'evoluzione più probabile nel prossimo futuro delle nostre abitazioni.

4) Edifici a energeticamente autonomi: a zero consumo energetico, utilizzano unicamente fonti rinnovabili e tecnologie costruttive d'avanguardia. Esistono solo come prototipi e centri sperimentali a causa dell'elevato costo dei materiali e degli impianti.