Progetto CasaEnergia: una proposta concreta di integrazione di fonti energetiche rinnovabili per la sostenibilità degli edifici
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- Bonaventura Speranza
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1 Progetto CasaEnergia: una proposta concreta di integrazione di fonti energetiche rinnovabili per la sostenibilità degli edifici Prof. Ing. Claudio Alimonti Sapienza Università di Roma Ing. Emanuele Marinucci Hydroingea Studio Associato Ing. Alessandro Dell Anna AD Engineering
2 Il progetto CasaEnergia Obiettivi del progetto: Costruire un modello di progettazione integrata impianto-edificio-sito; Massimizzare l utilizzo del potenziale energetico dalle fonti rinnovabili disponibili sul sito; Progettazione energetica, realizzazione e monitoraggio di un edificio a contenuto consumo energetico; Ruolo dell Università: Ricerca e Formazione; Diffusione dei risultati. Patrocinio culturale del progetto;
3 Approccio metodologico FEP Fabbisogno energetico dell edificio Impatto sull ambiente DEP Scelta di impianto Disponibilità energetica del sito
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5 Disponibilita energetica potenziale Definito il sito si procede all analisi delle disponibilità di: Energia solare fotovoltaica Energia solare termica Energia geotermica Energia eolica (mini e micro) Energia idraulica (mini e micro) altre
6 Energia Geotermica Emerge un aspetto importante da chiarire la definizione di energia geotermica Energia geotermica è intesa quell energia che viene sottratta al sottosuolo e che è di origine endogena Spesso le applicazioni che si fanno oggi sono fondamentalmente a profondità ridotte max 150 m Riteniamo che sia più corretto parlare di uso termico del terreno che di geotermia Inoltre l attuale approccio progettuale si basa su dati e conoscenze che non sono calate sul nostro territorio Aspetti da non trascurare sono quelli normativi
7 Ubicazione e parametri climatici L edificio sorgerà in località Testa di Lepre, a soli 15,6 Km dal centro di Roma, nel Comune di Fiumicino. Per la caratterizzazione del sito sono necessari: le temperature max-min della zona; l umidità relativa; l irradiazione media mensile; il diagramma di soleggiamento.
8 Parametri geologici e idrogeologici Il substrato impermeabile è costituito da argille con intercalazioni sabbiose; Al di sopra troviamo 3 complessi idrogeologici: Complesso dei sedimenti pleistocenici Complesso delle vulcaniti; Complesso dei depositi alluvionali.
9 Rilievi di campagna Dalla campagna di misure nei pozzi della zona si sono ricavati: I livelli statici; La temperatura dell acqua di falda; La conducibilità elettrica; Il ph.
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11 L edificio CasaEnergia L edificio CasaEnergia è costituito da due piani: Piano Terra: costruito in legno lamellare; Seminterrato: costruito con materiali tradizionali come cemento e calcestruzzo. Il risparmio energetico si realizza: Con la scelta del legno come materiale da costruzione; Con l utilizzo di un pavimento a pannelli radianti; Con un continuo monitoraggio del comfort della casa;
12 Fabbisogno [kw] I fabbisogni estivi ed invernali Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre
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14 Impatto sull ambiente
15 Simulazione stoccaggio termico Dall elaborazione dei dati: Si ha una stratificazione termica L effetto della falda è minimo A tempi molto grandi breakthrough termico. 20 C 10 C
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17 Schema generale impianto termico Pannelli radianti Pannelli Solari Geotermia Pompa di calore
18 Stoccaggio energia termica nell acquifero - ATES Q V q T a f, n Q= Domanda termica dell edificio; q= Capacità termica dell acquifero; T= Domanda termica dell edificio; cp cp q 1 acqua roccia η a = Efficienza del sistema pozzo-acquifero; η f.n = Efficienza effettiva del flusso naturale.
19 Logica di funzionamento I fabbisogni di riscaldamento e di raffrescamento: Funzionamento annuale dell impianto di climatizzazione
20 Integrazione con le altre fonti rinnovabili Dimensionamento dell impianto solare termico: Dati di progetto: Consumo acqua calda: 300 l/giorno, 60 C; Accumulo: 300 l; Giorni di uso settimanali: 7. Sistema di pannelli fotovoltaici: Potenza: 20 kw; Rendimento: 82%; Copre l intero fabbisogno di acqua calda nei mesi estivi. Producibilità reale netta: 29,3 kw. Copre parte dei restanti consumi relativi alle varie utenze dell edificio.
21 Analisi costi/benefici Vantaggi rispetto alle SGV Costi iniziali di investimento minori; COP maggiori. Costi di esercizio annuale: 2620,17 Risparmio fino al 60% rispetto ad un impianto tradizionale. I maggiori costi iniziali vengono riassorbiti in circa 5-6 anni.
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23 Approccio metodologico Impatto sull ambiente FEP Fabbisogno energetico dell edificio DEP Disponibilità energetica del sito Scelta di impianto
24 Il gruppo di lavoro Perché la sostenibilità ambientale deve essere una linea guida e non una soluzione, un parametro progettuale e non un vincolo. Solo così l opera diviene elemento di alta ingegneria e, sfida sì, ma solo con noi stessi.
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