Energie rinnovabili ed efficienza energetica: l importanza della progettazione

Transcript

1 VICENZA, 27 GENNAIO 2010 Energie rinnovabili ed efficienza energetica: l importanza della progettazione Ph.D. in energetica Studio 3F engineering

2 Evoluzione del sistema edificio impianto Evoluzione impianti di climatizzazione: Centrali termiche e frigorifere in cui si integrano diverse tecnologie (es. caldaie e pompe di calore o energie rinnovabili) Ruolo della regolazione sempre più importante Esigenze di comfort e qualità dell aria sempre più marcate, anche nel residenziale (ventilazione meccanica controllata) Involucro edilizio sempre più isolato e caratterizzato da parametri termofisici diversi dal recente passato (minore permeabilità, maggiore inerzia termica ) 1

3 Rinnovabili ed impianti ad alta efficienza: installazione L installatore o la società di installazione incontra nuove problematiche 1. Deve affrontare schemi di impianto molto spesso diversi fra loro e non ripetibili 2. Si troverà a dover operare con tecnologie nuove o non standard con frequenza sempre maggiore 3. Necessita di un supporto chiaro, completo e preciso da parte del progettista 4. Devi interagire operativamente (in cantiere) molto più spesso con il progettista LA PROGETTAZIONE ASSUME UN IMPORTANZA PIU RILEVANTE CHE IN PASSATO 2

4 Rinnovabili e imp. alta efficienza 1. Sovradimensionamento degli impianti comporta problematiche di funzionamento e riduce l efficienza (es. solare termico, pompe di calore) 2. Sovradimensionamento anti economico (criticità dell investimento iniziale) 3. Sottodimensionamento comporta scarso comfort o importanti problemi tecnici (es. impianti geotermici) MAGGIORI RISCHI: NON POSSO OPERARE CON ECCESSIVI COEFFICIENTI DI SICUREZZA 3

5 Rinnovabili e imp. alta efficienza Soprattutto nel residenziale la prassi consiste nel bypassare la progettazione Rischio di realizzare soluzioni tecniche improbabili Rischi di malfunzionamento degli impianti: rischio di danno economico e rischio cause legali Prestazioni energetiche ed economiche reali diverse da quelle attese: cliente insoddisfatto e rischio cause legali Gestione incompleta o assente di aspetti normativi e legislativi (troppo complessi e articolati per essere seguiti senza un supporto esterno): cliente esposto a possibili future sanzioni Assunzione di responsabilità e rischio di danno economico 4

6 Es. impianti geotermici 5

7 Es. fotovoltaico GSE Guida all integrazione architettonica 6

8 D.M. 37/08 (art. 5) Obbligo di progetto per installazione per l installazione, la trasformazione e l ampliamento di impianti: impianti di produzione, trasformazione, trasporto, distribuzione, utilizzazione dell'energia elettrica, impianti di protezione contro le scariche atmosferiche, nonché gli impianti per l'automazione di porte, cancelli e barriere; impianti radiotelevisivi, le antenne e gli impianti elettronici in genere; impianti di riscaldamento, di climatizzazione, di condizionamento e di refrigerazione di qualsiasi natura o specie, comprese le opere di evacuazione dei prodotti della combustione e delle condense, e di ventilazione ed aerazione dei locali; impianti idrici e sanitari di qualsiasi natura o specie; impianti per la distribuzione e l'utilizzazione di gas di qualsiasi tipo, comprese le opere di evacuazione dei prodotti della combustione e ventilazione ed aerazione dei locali; impianti di protezione antincendio. 7

9 D.M. 37/08 (art. 5 e art. 6) Progetto può essere redatto: Da RT azienda (fino ai limiti indicati) Da professionista Si considerano realizzati a regola d arte gli impianti costruiti in conformità alle norme CEI e UNI o di altri enti Tecnici di Paesi Membri della UE 8

10 Rinnovabili ed impianti ad alta efficienza: progettazione La progettazione di impianti da fonte rinnovabile o ad alta efficienza energetica è caratterizzata da alcuni aspetti: 1. Minore standardizzazione 2. Necessità di strumenti software adeguati e calcoli non solamente stazionari 3. Necessità di integrazione fra tecnologie 4. Multidisciplinarietà 5. Importanza dell analisi preliminare tecnico economica 9

11 Minore standardizzazione L impianto diventa una soluzione per le esigenze tecniche del committente Non è consolidata la prassi di progettazione La prassi di riferimento arriva da realtà e contesti diversi dal nostro (es. pompe di calore) Non si ha sufficiente esperienza operativa Non si è abitutati a gestire gli input effettivamente necessari alla progettazione 10

12 Integrazione fra tecnologie L ottimizzazione economica impone l integrazione in certi casi fra tecnologie tradizionali e da fonte rinnovabile Le scelte impiantistiche sono condizionate dalla possibile integrazione fra diversi impianti (es. impianto fotovoltaico + pompa di calore) Il dimensionamento comporta la conoscenza di tecnologie diverse e delle metodologie ottimali per integrarle: sfruttamento di ciascuna soluzione quando rende al meglio La regolazione deve essere studiata per gestire diversi sistemi di produzione di energia termica/elettrica combinati fra loro 11

13 Strumenti software Le fonti rinnovabili richiederebbero per la loro natura un calcolo dinamico e non stazionario delle prestazioni È importante per il dimensionamento avere a disposizione i fabbisogni energetici in regime reale e non determinati con calcolo stazionario E necessario dotarsi ed imparare ad usare nuove applicazioni dedicate LA SIMULAZIONE DINAMICA DEL SISTEMA EDIFICIO IMPIANTO DIVENTERA SEMPRE PIU UNO STRUMENTO DI PROGETTAZIONE FONDAMENTALE 12

14 Metodi Dinamici: DPR 59/09 (ART. 27) Nel calcolo rigoroso della prestazione energetica dell'edificio occorre prendere in considerazione i seguenti elementi: o) per gli edifici di nuova costruzione del settore terziario con volumetria maggiore di mc, l'influenza dei fenomeni dinamici, attraverso l'uso di opportuni modelli di simulazione, salvo che si possa dimostrare la scarsa rilevanza di tali fenomeni nel caso specifico. 13

15 Multidisciplinarietà Architetti/geometri ed progettisti impianti dovrebbero progettare gli edifici di pari passo e scambiandosi informazioni, non in sequenza Energie rinnovabili richiedono specializzazioni diverse e conoscenze integrate: è importante imparare ad operare in team con altri professionisti: Progettisti elettrici e termotecnici per l ottimizzazione della regolazione Progettisti elettrici e termotecnici per l ottimizzazione del dimensionamento di impianti fotovoltaici Progettisti termotecnici e geologi per la gestione di impianti geotermici 14

16 Analisi tecnico economica Il progettista deve saper padroneggiare gli strumenti di matematica finanziaria (VAN, payback ) e saper produrre in fase di progettazioni preliminare analisi economiche: l analisi economica è determinante per le scelte progettuali È necessario essere a conoscenza del quadro normativo poiché ad esempio le incentivazioni condizionano le decisioni La committenza è sempre più esigente e richiede queste valutazioni 15

17 Analisi tecnico economica Il progettista deve saper padroneggiare gli strumenti di matematica finanziaria (VAN, payback ) e saper produrre in fase di progettazioni preliminare analisi economiche: l analisi economica è determinante per le scelte progettuali È necessario essere a conoscenza del quadro normativo poiché ad esempio le incentivazioni condizionano le decisioni La committenza è sempre più esigente e richiede queste valutazioni 16

18 Es. progetto impianti geotermici 1. Geognostica 2. Realizzazione GRT (o TRT), Ground Response Test 3. Analisi delle impianto caratteristiche del sistema edificio 1. Fabbisogni energetici almeno mensili raffrescamento, acqua calda sanitaria riscaldamento, 2. Potenza di picco in riscaldamento e raffrescamento 3. Copertura desiderata da geotermico 4. Sbilanciamento fabbisogni estate inverno 5. Temperature all impianto minime/massime di progetto in relazione 4. Scelta tipologia di sonda geotermica 5. Simulazione dinamica 6. Analisi tecnico economica ed eventuale rivalutazione 17

19 Es. impianti fotovoltaici Analisi e valutazione del sito Verifiche strutturali Valutazione consumi elettrici e dimensionamento Progetto elettrico Preventivazione ed analisi economica ed eventuale rivalutazione 18

20 Cliente finale Il cliente finale deve capire che il supporto di un progettista, specialmente in questi impianti caratterizzati da maggiore complessità: Consente una maggior probabilità di funzionamento dell impianto e realizzazione dello stesso secondo le attese Consente un controllo delle modalità di realizzazione (fondamentale la Direzione Lavori) Consente un controllo dei costi Consente risparmi economici attraverso scelte tecniche che portano all ottimizzazione Consente l individuazione di un responsabile 19

21 Conclusioni Le società che installano impianti devono interagire maggiormente e sentire l esigenza di essere supportati da un progettista La committenza deve comprendere l importanza della progettazione Il progettista deve evolvere e formarsi con continuità 20