ALLEGATO C Audit energetico del corpo C

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1 ALLEGATO C Audit energetico del corpo C OSPEDALE DI MANZONI DI LECCO Via Dell Eremo, 9/11 Redatto da: Revisione Data 1

2 INDICE A1. ANAGRAFICA E DESCRIZIONE DELL EDIFICIO... 3 A1.1 GENERALITÀ... 3 A1.2 DESCRIZIONE DEL CORPO C... 4 A1.3 DATI GENERALI... 5 A1.4 DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA... 6 A1.4.1 Dettagli involucro trasparenti... 7 A1.5 DESCRIZIONE DEGLI IMPIANTI... 8 A1.5.1 Descrizione degli impianti per la climatizzazione invernale ed estiva... 8 A2. SIMULAZIONE DEL FABBISOGNO ENERGETICO DEGLI EDIFICI A2.1 METODOLOGIA DI CALCOLO ADOTTATA A2.2 VERIFICA DEL FABBISOGNO ENERGETICO A MONTE DEGLI INTERVENTI A3. ANALISI ENERGETICA A3.1 DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI A3.1.1 Copertura a tetto rovescio

3 C1. Anagrafica e Descrizione dell Edificio C1.1 Generalità Nome attività Ospedale Manzoni di Lecco corpo C Indirizzo Via dell Eremo, 9/11 Descrizione attività Classe dell edificio DPR 412/93 e 551/99 Edificio adibito ad attività scolastica e uffici E.8 Anno di costruzione 1998 Tipo d intervento di ristrutturazione-anno. Nessuna Ristrutturazione Tabella C1.1: Generalità del corpo B Corpo C Fig. C1.1: Vista satellitare corpo B 3

4 C1.2 Descrizione del corpo C Il corpo C è un edificio che si sviluppa su tre piani di cui uno interrato. Il lato più lungo dell edificio è disposto sull asse NO-SE. All interno della struttura è presente la cucina per la preparazione pasti a servizio dell ospedale, i vani tecnici per l alloggiamento della maggior parte degli impianti del presidio ospedaliero e magazzini per disparati utilizzi. L edificio è caratterizzato da un interpiano tecnico che non risulta riscaldato e ha una copertura piana. L energia termica necessaria all edificio proviene da una sottocentrale termo-frigorifera posizionata in un locale tecnico al suo interno. Fig: C1.2:Foto lato NO 4

5 Fig. C1.2:Foto lato NO C1.3 Dati generali I principali dati di riferimento del corpo C sono: Dati generali Corpo B scuola [unità di misura] Numero di piani climatizzati / 2 Altezza lorda per piano m 4,05 Superficie lorda riscaldata mq Volume lordo riscaldato mc Altezza netta per piano m 3,3 Superficie netta riscaldata mq Volume netto riscaldato mc Tipo di ventilazione / Meccanica Tabella C1.2: Dati generali corpo B scuola professionale 5

6 C1.4 Descrizione della Struttura L edificio è caratterizzato da una struttura portante in cemento armato, la copertura risulta piana e costituita da una soletta in laterocemento di 35 cm di spessore, le superfici vetrate sono composte da vetri doppi e infissi in alluminio, i tramezzi interni sono in mattoni forati. L involucro dell edificio già presenta uno strato di isolante posizionato all esterno, quindi le strutture sono abbastanza coibentate. La copertura dell edificio è realizzata a tetto rovescio con la presenza di ghiaia come zavorra, attualmente presenta dei problemi di infiltrazione, quindi se ne prevede la ristrutturazione. In concomitanza con l intervento di rifacimento del manto impermeabile si prevede, in rispetto alla Delibera Giunta regionale 22/12/2008 N. 8/875, di implementare lo strato di isolamento e di individuare lo spessore che ne massimizza il risparmio. Le principali caratteristiche termiche dei componenti dell involucro edilizio sono di seguito descritte: Muri perimetrali Spessore [m] Trasmittanza termica [ W/K mq] 0,39 0,54 Soletta interna Spessore [m] Trasmittanza termica [ W/K mq] 0,37 1,30 Parete interna Spessore [m] Trasmittanza termica [ W/K mq] 0,13 1,61 Solaio di copertura Spessore [m] Trasmittanza termica [ W/K mq] 0,49 0,44 Pavimento su vespaio Spessore [m] Trasmittanza termica [ W/K mq] 0,67 0,47 6

7 Parete interna Spessore [mm] Trasmittanza termica [ W/K mq] 0,2 1,46 Superfici vetrate Spessore [mm] Trasmittanza termica [ W/K mq] Doppio vetro 66/10/66 2,32 Porta a vetro Spessore [mm] Trasmittanza termica [ W/K mq] Doppio vetro 50/5/50 2,51 Tabella C1.3: Caratteristiche termiche dell involucro Infine dalla simulazione effettuata dal CENED si sono ricavati i valori di trasmittanza media riportati nella tabella seguente: Trasmittanza Media corpo A Involucro 0,97 KW/mq K Copertura 0,44 KW/mq K Basamento 0,48 KW/mq K Serramenti 2,77 KW/mq K Tabella C1.4: Trasmittanza media Nell allegato F sono riportate le tabelle per il calcolo del coefficiente globale di trasmittanza delle strutture edilizie presenti nel corpo C. C1.4.1 Dettagli involucro trasparenti Le caratteristiche geometriche dei componenti trasparenti dell involucro edilizio, acquisite dai sopralluoghi, e le caratteristiche termiche calcolate, sono le seguenti: 7

8 CORPO C Orientamento numero serramenti Area unitaria PERIMETRO Trasmittanza (W/m SO 4 3,37 9,39 Finestra 1 SE 22 3,37 9,39 2,77 NO 8 3,37 9,39 SE 1 1,31 4,49 Finestra 2 NO 1 1,31 4,49 2,77 NO 1 1,31 4,49 Finestra 3 SE 1 0,76 3,17 2,78 Finestra 4 SE 1 0,37 1,97 NO 1 0,37 1,97 2,8 Finestra 5 NO 1 2,81 6,27 2,76 Finestra 6 NE 1 1,12 3,89 2,78 C1.5 Descrizione degli Impianti Tabella C1.5: Trasmittanza superfici trasparenti. Di seguito vengono descritti gli impianti presenti nel corpo C, riportando ove possibile le caratteristiche tecniche dei principali componenti. C1.5.1 Descrizione degli impianti per la climatizzazione invernale ed estiva Le condizioni di confort sono mantenute, mediante differenti soluzioni impiantistiche. La maggior parte dell edifico è scaldata direttamente da impianti di trattamento aria, solamente alcuni ambienti quelli adibiti a magazzino elettrici, maccanici, edili ecc. sono riscaldati mediante aerotermi. La regolazione degli impianti è realizzata per zone climatiche. All interno del corpo C è presente una sottostazione termo-frigorifera equipaggiata con degli scambiatori di calore, alimentati dalla centrale termica, che soddisfano il fabbisogno di energia dell intero corpo. Le caratteristiche degli impianti presenti e relativi al corpo C sono: Fluido termovettore Terminali d'erogazione Termoregolazione Ventilazione Caratteristiche generali Acqua/aria Diffusori /Fan coil Zone climatica meccanica Tabella C1.6: Caratteristiche generali degli impianti del corpo A. 8

9 Elettropompe Corpo C Nome Marca Potenza (KW) Funzione P11a FIDER MADE ,55 P11b FIDER MADE ,55 P12a FIDER MADE ,55 P12b FIDER MADE ,55 P13a FIDER MADE ,55 P13b FIDER MADE ,55 P14a FIDER MADE ,55 P14b FIDER MADE ,55 Acqua calda servizi cucina Acqua calda servizi cucina Ricircolo acqua calda servizi cucina Ricircolo acqua calda servizi cucina Acqua calda servizio lavanderia Acqua calda servizio lavanderia Ricircolo acqua calda servizio lavanderia Ricircolo acqua calda servizio lavanderia Tabella C1.7: Caratteristiche delle elettropompe presenti nel corpo A. posizione Edificio Piano C 1 C 1 C 1 C 1 C 1 C 1 C 1 C 1 POTENZA MOTORE MANDATA Unita Trattamento aria Corpo C POTENZA MOTORE RIPRESA INVERTER ESISTENTE POSIZIONE SERVIZIO U.T.A. Edificio piano 50 1X18,5KW 1X15KW NO c intertecnico LAVANDERIA 51 1X22KW 1X15KW NO c 2 STERILIZZAZIONE 52 1X37KW 1X5,5KW NO c intertecnico CUCINA 55 1X18,5KW 1X9,2KW NO c intertecnico MAGAZZINO Tabella C1.8: Caratteristiche delle Unità di trattamento aria presenti nel corpo A. 9

10 C2. Simulazione del fabbisogno energetico degli edifici C2.1 Metodologia di calcolo adottata Per valutare l andamento dei consumi energetici e per studiare l efficacia degli interventi di miglioramento dell efficienza energetica, è stata realizzata una simulazione del corpo C del comportamento energetico mediante l utilizzo del software CENED (software utilizzato per la certificazione energetica in Lombardia). Utilizzando il software CENED è stato effettuato il calcolo del fabbisogno energetico dell edificio, a monte degli interventi che verranno in seguito proposti, secondo la metodologia di calcolo definita all Allegato E della Deliberazione della Giunta regionale del 26/06/2007, n.viii/5018 e successive modifiche, integrazioni e aggiornamenti. Fig. C2.1: Simulazione dello stato di fatto del Corpo C mediante il CENED C2.2 Verifica del fabbisogno energetico a monte degli interventi Prima di procedere con l analisi degli interventi di miglioramento energetico si sono confrontati i valori di fabbisogno determinati con il software CENED con quelli ricavabili dai consumi. Per identificare un indice dai consumi di gas metano, paragonabile all indice EP h ricavato dal software CENED, si ha la necessità di scorporare dai consumi complessivi di metano la quantità di 10

11 gas relativa alla produzione di vapore e alla produzione di acqua calda sanitaria. Per raggiunge questo obiettivo si è ipotizzato un consumo costante per ciascun mese, dovuto alla produzione di acqua calda e di vapore, pari al valore medio mensile di consumo di gas relativo ai mesi estivi ( mc). Per individuare il fabbisogno dai consumi per il corpo B uffici, si è innanzitutto ripartito il consumo di gas metano relativo al riscaldamento in proporzione ai volumi lordi riscaldati di ciascun corpo del presidio. Quindi ne consegue un consumi di gas metano per la climatizzazione invernale pari a mc/anno che corrisponde a un fabbisogno energetico pari a Kwh/anno. Successivamente per tener conto delle condizioni climatiche dell anno 2008 si è determinato un indicatore locale del clima, in particolare si sono calcolati i gradi giorno di Lecco relativi all anno 2008, che sono pari a Confrontando i gradi giorno relativi al località di Lecco (pari a 2383), utilizzati dal CENED e definiti dalla norma UNI 10379, con quelli relativi al 2008 si può osservare che l anno in cui si hanno i consumi di riferimento risulta più caldo di quello rappresentato dalla norma. Per tener conto di questo fattore si è determinato un coefficiente di incremento pari a 1,10. A questo punto per determinare dai consumi l indice EP h si è dovuto stimare anche la quota parte di energia elettrica consumata per la climatizzazione invernale, tale quantità è stata determinata dalla potenza elettrica complessiva delle macchine installate per il riscaldamento e ipotizzando un regime di funzionamento giornaliero consono alla struttura considerata. Fig C2.2: ripartizione del fabbisogno ricavato dai consumi. 11

12 Fig C2.3: confronto fra gli indici. Come evidenziato nella figura C2.3 sopra riportata, i risultati della simulazione effettuata con il CENED mostrano un buon accordo con il valore di fabbisogno stimato dai consumi; si ottiene infatti uno scostamento del 5% circa. 12

13 C3. Analisi Energetica C3.1 Descrizione degli interventi Per ridurre il fabbisogno energetico, vista anche l esigenza di realizzare una nuova impermeabilizzazione sulle coperture dell edifico, si sono considerate due tipologia costruttiva della copertura: 1. Copertura a tetto rovescia (tipologia esistente). 2. Copertura a tetto caldo con pannelli fotovoltaici a film sottili integrati nella copertura. Per quanto concerne la prima soluzione, il presente studio si prefigge di ricercare lo spessore di isolante, per le coperture, che massimizza il risparmio. Mentre per la copertura con il fotovoltaico integrato si è svolta una fattibilità tecnico-economica nell allegato D. C3.1.1 Copertura a tetto rovescio Questa soluzione (fig. C3.1), prevede la posa del materiale isolante sul manto impermeabile realizzato sulle pendenze del solaio, presenta concreti vantaggi: Il materiale isolante protegge il manto impermeabile aumentandone la durata. Il manto impermeabile subisce ridotte escursioni termiche malgrado le notevoli variazioni giornaliere e stagionali della temperatura esterna. La stratigrafia della copertura risulta efficace anche dal punto di vista igrometrico poiché presenta strati di resistenza alla diffusione del vapore decrescenti dall interno (ambiente abitato) verso l esterno; il manto impermeabile posato sul solaio costituisce inoltre un ottima barriera al vapore. 1. Zavorra Ghiaia. 2. Strato di separazione. 3. Strato di coibentazione con polistirene estruso 4. manto impermeabile 5. Massetto di pendenza 6. solaio Fig. C3.1: Stratigrafia tipo di tetto rovescio non pedonabile zavorrato con ghiaia 13

14 Allo stato attuale, la copertura è realizzata a tetto rovescio è ha una trasmittanza termica pari a 0,44 W/(m 2 K); nella sua stratigrafia come si nota nella figura C3.2 è già presente uno strato di isolante in polistirene dello spessore di 7 cm. Figura C3.2: stratigrafia copertura esistente 14

15 Con l intervento di ristrutturazione della copertura e del suo strato di isolante si dovranno rispettare i valori limite definiti dal DGR 8/8745 relativi all anno 2009, che per le coperture risulta pari a 0,30 W/m 2 K. Quindi nel presente studio si sono considerati tre differenti spessori di isolante (costituito da polistirene estruso con conducibilità termica pari a 0,036 W/m K), partendo da uno spessore che permette di rispetta i limiti di legge della trasmittanza fino ad arrivare ad un valore di trasmittanza pari a 0,20 W/m 2 K. In particolare si sono considerati i seguenti spessori di polistirene estruso con le rispettive trasmittanze ricavate: Spessore polistirene estruso Trasmittanza copertura W/m 2 K 10 cm 0, cm 0, cm 0,2 Tabella C3.1: Calcolo della trasmittanza della copertura con gli spessori di isolate considerato. A questo punto si sono svolte delle simulazioni con il CENED ipotizzando i diversi valori della trasmitanza per la copertura, da dove si è potuto individuare per ciascun spessore il risparmio di energia primaria rispetto al fabbisogno attuale. CORPO C U (W/ Eph Fabbisogno Stato di fatto 0,44 37, ,60 0,30 36, ,40 0,26 36, ,60 0,20 26, ,50 Tabella C3.2: Risultati della simulazione energetica. La riduzione di energia corrisponde a una riduzione di consumi di gas metano, ipotizzando un valore di 0,68 /mc si sono determinati i relativi risparmi (vedi tabella C.3.3). Per valutare i costi d intervento si sono computati i costi relativi allo spessore aggiuntivo di isolate rispetto a quello esistente. Infatti l intervento di coibentazione avverrà in concomitanza con la ristrutturazione delle coperture, quindi la parte di costo relativa alla realizzazione del manto di copertura e della rimozione e posa della ghiaia di zavorra sarebbero comunque dovuti e non imputabili alle opere di coibentazione. I costi dell isolante aggiuntivo sono stati valutati pari a 6,69 15

16 /m 2 per uno spessore di 3 cm, 11,15 /m 2 per uno spessore di 5cm e di 26,76 /m 2 per uno spessore di 9 cm. EDIFICIO CORPO C MIGLIORAMENTO RISPARMIO ENERGETICO E COSTO INVESTIM. RISPARMIO annuo TEMPO DI RITORNO Eph CLASSE ENERGETICA DA A kwh % euro euro/anno anni Kwh/mc 0,44 0, ,20 3, , ,19 9,08 36,60 D 0,44 0, ,00 4, , ,55 11,66 36,20 D 0,44 0, ,10 6, , ,54 21,26 26,60 D Tabella C3.3: Valutazione economica investimento. Osservando la Tabella C3.3 si può notare che si massimizzano i ricavi con uno spessore di poliestere estruso di 10 cm, dove per tale spessore si ha un tempo di ritorno dell investimento non attualizzato di circa 9 anni. 16

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