ALLEGATO B Audit energetico del corpo B

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1 ALLEGATO B Audit energetico del corpo B OSPEDALE 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 B... 4 A1.3 DATI GENERALI... 6 A1.4 DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA... 7 A1.4.1 Dettagli involucro trasparenti... 9 A1.5 DESCRIZIONE DEGLI IMPIANTI A1.5.1 Descrizione degli impianti per la climatizzazione invernale ed estiva 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 B1. Anagrafica e Descrizione dell Edificio B1.1 Generalità Nome attività Ospedale Manzoni di Lecco corpo B 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.7-E.2 Anno di costruzione 1998 Tipo d intervento di ristrutturazione-anno. Nessuna Ristrutturazione Tabella B1.1: Generalità del corpo B Corpo B Fig. B1.1: Vista satellitare corpo B 3

4 B1.2 Descrizione del corpo B Il corpo B è un edificio che si sviluppa su tre piani fuori terra e un piano interrato, al di sotto di esso ci sono altri tre piani adibiti ad autorimessa non climatizzata quindi non considerata nel nostro studio. Il lato più lungo dell edificio è disposto sull asse SO-NE. La struttura è suddivisa in due parti, una adibita alla scuola professionale nel piano inferiore e la restante parte dell edifico adibita ad uffici di pertinenza dei dipendenti della struttura ospedaliera. L edificio 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. B1.2:Foto lato SO 4

5 Fig. B1.3: Foto della scalinata d ingresso compresa fra il corpo A a destra e il corpo B a sinistra. Fig. B1.4: Foto copertura corpo B 5

6 B1.3 Dati generali Il corpo B presenta due destinazioni d uso differenti,nel presente studio quindi le due parti di edificio sono state trattate separatamente. Si sono considerate infatti due strutture separate denominate corpo B uffici e corpo B scuola. In particolare questi sono i dati di riferimento delle due parti considerate: Dati generali Corpo B scuola [unità di misura] Numero di piani climatizzati / 1 Altezza lorda per piano m 4,05 Superficie lorda riscaldata mq Volume lordo riscaldato mc Altezza netta per piano m 2,7 Superficie netta riscaldata mq Volume netto riscaldato mc Tipo di ventilazione / Meccanica Tabella B1.1: Dati generali corpo B scuola professionale 6

7 Dati generali Corpo B scuola [unità di misura] Numero di piani climatizzati / 3 Altezza lorda per piano m 4,05 Superficie lorda riscaldata mq Volume lordo riscaldato mc Altezza netta per piano m 3,00 Superficie netta riscaldata mq Volume netto riscaldato mc Tipo di ventilazione / Meccanica Tabella B1.2: Dati generali corpo B scuola professionale B1.4 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 si 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: 7

8 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 garage Spessore [m] Trasmittanza termica [ W/K mq] 0,67 0,47 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 B1.3: Caratteristiche termiche dell involucro 8

9 Infine dalla simulazione effettuata dal CENED si sono ricavati i valori di trasmittanza media riportati nella tabella seguente: Trasmittanza Media Corpo B Scuola Corpo B Uffici Involucro 1,05 KW/mq K 1,08 KW/mq K Copertura 0 KW/mq K 0,44 KW/mq K Basamento 0,47 KW/mq K 0 KW/mq K Serramenti 2,81 KW/mq K 2,77 KW/mq K Tabella B1.4: Trasmittanza media Nell allegato F sono riportate le tabelle per il calcolo del coefficiente globale di trasmittanza delle strutture edilizie presenti nel corpo B. B1.4.1 Dettagli involucro trasparenti Le caratteristiche geometriche dei componenti trasparenti dell involucro edilizio, acquisite dai sopralluoghi, e le caratteristiche termiche calcolate, sono le seguenti: Corpo B Superficie vetrate Orientamento numero Area serramento unitaria PERIMETRO Trasmittanza (W/mqK) SO 56 1,31 4,49 Finestra SE 20 1,31 4,49 2,79 NE 1 1,31 4,49 Porta finestra 1 SO 2 5,34 14,76 2,92 Scuola Porta finestra 2 NE 1 4,78 13,56 2,93 NO 1 3,375 9,39 Finestra 2 SE 1 3,375 9,39 SO 1 3,375 9,39 2,75 NE 1 3,375 9,39 Finestra 2b SO 1 10,12 19,17 SE 1 10,12 22,17 2,76 Uffici Ingresso NO 1 4,77 12,14 2,83 Tabella B1.5: Trasmittanza superfici trasparenti. 9

10 B1.5 Descrizione degli Impianti Di seguito vengono descritti gli impianti presenti nel corpo B del presidio ospedaliero, riportando ove possibile le caratteristiche tecniche dei principali componenti degli stessi. B1.5.1 Descrizione degli impianti per la climatizzazione invernale ed estiva Le condizioni di confort sono mantenute, mediante differenti soluzioni impiantistiche. La parte di edifico adibito a scuola è climatizzato direttamente da impianti di trattamento aria, mentre la parte di edificio adibita ad uffici è climatizzata da fan coil. La regolazione degli impianti è realizzata per zone climatiche. All interno del corpo B 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 B. Le caratteristiche degli impianti presenti all interno del corpo B sono: Caratteristiche generali Fluido termovettore Acqua Terminali d'erogazione Diffusori /Fan coil Termoregolazione Zone climatica Presenza di pannelli solari termici NO Ventilazione meccanica Tabella B1.6: Caratteristiche generali degli impianti del corpo A. 10

11 Elettropompe Corpo B Nome Marca Potenza (KW) Funzione P1 FIDER MADE ,55 posizione Edificio Piano Circuito refrigerazione Fan coil B 1 P2 FIDER MADE ,55 Circuito refrigerazione Fan coil B 1 P3 FIDER MADE Calda fredda fan coil B 1 P4 FIDER MADE Calda fredda fan coil B 1 P5 FIDER MADE ,55 Ricircolo acqua calda sanitaria B 1 P6 FIDER MADE ,55 Ricircolo acqua calda sanitaria B 1 P7 FIDER MADE ,55 Acqua calda sanitaria B 1 P8 FIDER MADE ,55 Acqua calda sanitaria B 1 P9 FINDER MADE Batterie UTA B 1 P10 FINDER MADE Batterie UTA B 1 Tabella B1.7: Caratteristiche delle elettropompe presenti nel corpo A. Tutte i gruppi di pompe con potenza rilevante hanno un funzionamento con inverter. POTENZA MOTORE MANDATA Unita Trattamento aria Corpo B POTENZA MOTORE RIPRESA INVERTER ESISTENTE POSIZIONE SERVIZIO U.T.A. Edificio piano 40 1X9KW 1X7,5KW NO B 1 UFFICI 1 E 2 PIANO 41 1X9KW 1X5,5KW NO B 1 MENSA 42 1X11KW 1X7,5KW NO B 1 AULE 43 1X4KW 1X4KW NO B 1 AULA MAGNA 44 1X5,5KW 1X4KW NO B 1 ARCHIVIO GENERALE Tabella B1.8: Caratteristiche delle Unità di trattamento aria presenti nel corpo A. 11

12 B2. Simulazione del fabbisogno energetico degli edifici B2.1 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 B, sia per la parte relativa alla scuola e sia per la parte relativa agli uffici, 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. B2.1: Simulazione dello stato di fatto del Corpo B scuola mediante il CENED 12

13 Fig. B2.2: Simulazione dello stato di fatto del Corpo B uffici mediante il CENED B2.2 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. Gli interventi sull involucro sono relativi esclusivamente alla copertura come detto in precedenza, quindi nell analisi dei benefici della sostituzione dell isolate nella copertura si considera solamente la parte del corpo B relativa agli uffici essendo la sola parte interessata dall intervento. 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 del corpo B la quantità di 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 ce corrisponde a un fabbisogno energetico pari a Kwh/anno. 13

14 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 la climatizzazione invernale e ipotizzando un regime di funzionamento giornaliero consono a una struttura di uffici al servizio di un presidio ospedaliero. Fig B2.3: ripartizione del fabbisogno ricavato dai consumi. 14

15 Fig B2.4: confronto fra gli indici. Come evidenziato nella figura B2.4 sopra riportata, i risultati della simulazione effettuata con il CENED mostrano un buon accordo tra il valore del fabbisogno di energia primaria calcolato e il di fabbisogno stimato dai consumi; si ottiene infatti uno scostamento del 5% circa. 15

16 Analisi Energetica B2.3 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. B2.3.1 Copertura a tetto rovescio Questa soluzione (fig. B3.1), 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. B3.1: Stratigrafia tipo di tetto rovescio non pedonabile zavorrato con ghiaia 16

17 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 B3.2 è già presente uno strato di isolante in polistirene dello spessore di 7 cm. Figura B3.2: stratigrafia copertura esistente 17

18 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 delle coperture 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 B3.1: 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 B Uffici Trasmittanza (W/m 2 K Ep h Fabbisogno (Kwh/anno) Stato di fatto 0,44 29, ,80 0,30 27, ,30 0,25 27, ,30 0,20 26, ,30 Tabella B3.2: 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 B.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 18

19 imputabili alle opere di coibentazione. I costi dell isolante sono stati valutati pari a 6,69 /m 2 per uno spessore aggiuntivo 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 MIGLIORAMENTO RISPARMIO COSTO RISPARMIO TEMPO DI CLASSE Eph ENERGETICO E INVESTIM. annuo RITORNO ENERGETICA DA A kwh % euro euro/anno anni Kwh/mc 0,44 0, ,50 4, , ,07 11,13 27,40 D CORPO 0,44 0, ,50 5, , ,28 14,31 27,00 D B 0,44 0, ,50 7, , ,91 26,25 26,60 C Tabella B3.3: Valutazione economica investimento. Osservando la Tabella B3.3 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 11 anni. 19

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