Nuove soluzioni per la riqualificazione e l efficientamento energetico degli edifici

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1 2016 WORKSHOP COOL COATINGS PER L EDILIZIA 24 Marzo 2017, Occhiobello (RO) Nuove soluzioni per la riqualificazione e l efficientamento energetico degli edifici Michele Bottarelli Università di Ferrara

2 In Italia, il fabbisogno energetico nel settore residenziale è secondo solo a quello per il trasporto. Al contrario del trasporto, mostra una elevata capacità di efficientamento. 2/29

3 In Italia, dei 12 milioni di edifici residenziali: oltre l 85% è stato costruito prima del 1990 quasi il 30% è stato edificato tra il 1950 e il /29

4 Tappe normative più rilevanti : - Legge 30 Aprile 1976, N Legge 9 Gennaio 1991, N.10 - DPR 26 Agosto 1993, N DLgs 19 Agosto 2005, N.19 - DLgs 30 Maggio 2008, N DPR 2 Aprile 2009, N.59 4/29

5 In termini di fabbisogno elettrico e termico per il costruito, l incidenza è molto differente a seconda della destinazione d uso (residenziale, servizi, terziario, ). 5/29

6 Gli elementi che esprimono maggiore potenzialità per la riqualificazione e l efficientamento energetico degli edifici sono: le prestazioni dell involucro edilizio (isolamento, massa, dinamicità) gli impianti di climatizzazione (tipologia, fonte energetica, stoccaggio) l'illuminazione (naturale, led) i sistemi di controllo e gestione (domotica) 6/29

7 Il raffrescamento è comunemente ottenuto attraverso il ciclo frigorifero a compressione di vapore L Q F Q C Per ridurre la spesa energetica si deve agire: - sull efficienza del sistema impiantistico - sulle prestazioni dell involucro 7/29

8 Temperature, C 2016 WORKSHOP COOL COATINGS PER L EDILIZIA 24 Marzo 2017, Occhiobello Progetto HEGOS nuove pompe di calore per l'harvesting EnerGeticO in Smart buildings Dual temperature Heating load (10) Power, kw 0 (20) Air temperature -15 o-14 n-14 d-14 d-14 g-15 m-15 (30) (40) (50) Attraverso l impiego di un kit si integra una pompa di calore aria-aria esistente con la funzione geotermica. 8/29

9 Progetto HEROTILE High Energy savings in building cooling by ROof TILEs shape optimization toward a better above sheathing ventilation (LIFE Climate Change Adaptation - CCA/IT/000939) BRASS Monier Terreal Industrie Cotto Possagno ACER ANDIL UNIFE 9/29

10 Progetto GFC Sviluppo di coating ad alta riflettanza per il miglioramento delle prestazioni termiche estive dell involucro edilizio CONSORZIO FUTURO IN RICERCA UNIVERSITA DEGLI STUDI DI FERRARA ANALISI E SIMULAZIONI NUMERICHE DI NUOVE SOLUZIONI INTEGRATE DI COATING INNOVATIVI PER LA RIQUALIFICAZIONE E IL MIGLIORAMENTO DELL EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI 1. Sperimentazione delle prestazioni estive di coating per esterni 2. Verifica numerica del comportamento degli sperimentatori 3. Valutazione del risparmio energetico 4. Sperimentazione delle prestazioni invernali di coating per interni 10/29

11 1. Sperimentazione delle prestazioni estive di coating per esterni E stato condotto il monitoraggio contemporaneo di due sperimentatori (standard, cool) e delle condizioni climatiche: velocità del vento, radiazione solare totale, temperatura aria temperature interne ed esterne delle superfici flusso termico 11/29

12 Coating - superficie orizzontale, flusso termico -28% 12/29

13 Coating - parete SUD, flusso termico -20% 13/29

14 Coating - superficie orizzontale, temperature 14/29

15 Coating - parete SUD, temperature 15/29

16 Guaina flusso termico -22% 16/29

17 Guaina temperature 17/29

18 2. Verifica numerica Irraggiamento solare Vento esterno (convezione forzata) Moti aria interna (convezione naturale) 18/29

19 Temperatura ( C) 2016 WORKSHOP COOL COATINGS PER L EDILIZIA 24 Marzo 2017, Occhiobello 65 T_esterna_misurata T_esterna_simulata T_interna_misurata T_interna_simulata Tempo (h) 19/29

20 3. Valutazione del risparmio energetico per climatizzazione Raffrescamento (25 ) 5 località Giugno Settembre Riscaldamento (20 C) 2 località Ottobre Aprile Bologna Palermo Il Cairo Tel Aviv Abu Dhabi Standard Rapporto S/V N piani piano piani piani piani Cool 20/29

21 21/29

22 Temperature 2016 WORKSHOP COOL COATINGS PER L EDILIZIA 24 Marzo 2017, Occhiobello H med = T (6,11 UR ,5T 237,7+T 10) abu dhabi tel aviv palermo il cairo bologna giu 01-lug 31-lug 30-ago 29-set Tempo 22/29

23 Minor apporto termico dovuto alle sole superfici verticali Minor apporto termico complessivo Piani Abu Dhabi Il Cairo Tel Aviv Palermo Bologna 1 9.3% 17.0% 26.8% 30.9% 37.6% 2 8.9% 16.6% 26.6% 30.9% 37.6% 3 8.8% 16.6% 26.9% 31.3% 38.1% 6 8.7% 16.6% 27.7% 32.4% 39.2% Piani Abu Dhabi Il Cairo Tel Aviv Palermo Bologna 1 6.8% 11.0% 15.6% 17.1% 19.6% 2 7.0% 12.0% 16.8% 18.7% 21.4% 3 7.1% 12.0% 17.4% 19.5% 22.2% 6 7.2% 13.0% 18.1% 20.6% 23.4% Il beneficio diminuisce all aumentare dei GGE, in ragione della maggiore temperatura media dell aria 23/29

24 Maggior apporto termico complessivo Piani Palermo Bologna 1-9.1% -3.4% 2-9.5% -3.6% 3-9.5% -3.7% 6-9.4% -3.9% La maggiore riflettanza incide sulla riduzione degli apporti termici passivi 24/29

25 Piani Palermo Bologna Minore fabbisogno termico estivo [kwh/stagione estiva] Piani Palermo Bologna Maggiore fabbisogno termico invernale [kwh/stagione invernale] Piani Palermo 40.3% 39.6% 39.4% 39.2% Bologna 31.1% 30.2% 29.9% 28.8% Quota netta residua del benefit estivo [%] 25/29

26 Switch off impianto Abu Dhabi Il Cairo Tel Aviv Palermo Bologna Cl cool std Cl cool std Cl cool std Cl cool std Cl cool std % 97% % 94% % 90% % 100% 24 81% 86% % 99% 25 74% 80% % 100% 26 92% 95% 26 64% 72% % 99% 27 84% 90% 27 56% 64% 36 98% 100% % 94% 28 68% 81% 28 48% 56% 38 73% 88% 29 97% 99% 29 69% 84% 29 50% 64% 29 38% 47% 40 26% 47% 30 92% 96% 30 44% 67% 30 36% 48% 30 28% 37% 42 6% 12% 31 82% 91% 31 19% 41% 31 17% 33% 31 18% 28% 44 0% 1% 32 67% 81% 32 3% 18% 32 5% 16% 32 10% 18% % 65% 33 0% 3% 33 1% 5% 33 4% 10% % 45% % 2% 34 1% 4% % 24% % 1% % 11% % 4% % 1% /29

27 Abu Dhabi Il Cairo Tel Aviv Palermo Bologna min med max min med max min med max min med max min med max Cool Std Out Palermo Bologna 27/29

28 Guaina su edificio monopiano Abu Dhabi Il Cairo Tel Aviv Palermo Bologna Tetto 14% 21% 29% 30% 44% Totale 1.2% 1.8% 2.1% 2.1% 2.2% Minor apporto termico dovuto alle sole superfici verticali 28/29

29 2016 WORKSHOP COOL COATINGS PER L EDILIZIA 24 Marzo 2017, Occhiobello (RO) grazie dell attenzione