EDIFICI A ENERGIA QUAZI ZERO VERSO IL 2020 Il roadshow per l efficienza energetica. Mediterranea

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1 Il concetto di edificio NZEB ed i limiti di consumo energetico in area Mediterranea EDIFICI A ENERGIA QUAZI ZERO VERSO IL 2020 Il roadshow per l efficienza energetica Il concetto di edificio NZEB ed i limiti di consumo energetico in area Mediterranea Prof. Ing. Costanzo Di Perna Roma, 9 maggio

2 EDIFICI A ENERGIA QUAZI ZERO VERSO IL 2020 Il roadshow per l efficienza energetica La ricerca di un grado sempre più elevato di esattezza nel calcolo della prestazione energetica ha evidenziato la necessità di una definizione più precisa di prestazione energetica a energia netta zero. un NZEB è un edificio caratterizzato da un fabbisogno energetico di esercizio estremamente ridotto

3 EDIFICI A ENERGIA QUAZI ZERO VERSO IL 2020 Il roadshow per l efficienza energetica In un immobile di questo tipo, i guadagni in termini di efficienza energetica sono tali da permettere di compensare il fabbisogno energetico dell edificio utilizzando tecnologie rinnovabili. Un NZEB in fase di esercizio non deve presentare un impatto negativo né dal punto di vista energetico né ambientale

4 Quali parametri usare nella misurazione del bilancio zero dei consumi energetici? 1. Una possibilità è quella di raggiungere il bilancio nullo dei consumi energetici nel sito in cui sorge l edificio; 2. Altra possibilità è quella di integrare le fonti rinnovabili disponibili in situ tramite l acquisto di energia da fonti rinnovabili esterne al sito, considerando i consumi di energia alla fonte ; 3. In altri casi possono essere messi in rilievo i costi energetici, fissando l obiettivo di bilanciare la spesa affrontata per l acquisto di energia con i ricavi ottenuti dalla vendita dell energia rinnovabile prodotta in situ ed immessa nella rete. 4. Altri casi possono invece mirare al bilancio nullo delle emissioni di gas serra.

5 EDIFICI A ENERGIA QUAZI ZERO VERSO IL 2020 Il roadshow per l efficienza energetica Quali confini fisici considerare nella scelta tra le possibili fonti rinnovabili? 1. Se un progetto si propone di raggiungere il bilancio energetico nullo in situ, la scelta tra le rinnovabili è necessariamente limitata alle fonti e alle tecnologie disponibili all interno del confine dell edificio o nei confini del sito 2. Alcuni progetti possono invece contemplare l utilizzo di fonti rinnovabili esterne al sito in cui sorge l immobile, come le biomasse, per produrre energia elettrica in situ, mentre altri ancora possono prevedere l acquisto di energia rinnovabile.

6 EDIFICI A ENERGIA QUAZI ZERO VERSO IL 2020 Il roadshow per l efficienza energetica Il riferimento per il calcolo è l Energia primaria totale Energia Primaria totale = Energia primaria non rinnovabile + Energia rinnovabile

7 EDIFICI A ENERGIA QUAZI ZERO VERSO IL 2020 Il roadshow per l efficienza energetica NZEB? +

8 NZEB? GRADO DI ISOLAMENTO FONTI RINNOVABILI

9 ESEMPIO NZEB

10 ESEMPIO

11 NZEB AUSTRIA

12 NZEB

13 NZEB - GERMANIA

14 COMPORTAMENTO ESTIVO 1. Title: The role of interior thermal mass in a small commercial building under moderate weather condition Applied Energy, P. Ma, L.-S. Wang, Effective heat capacity of interior planar thermal mass (iptm) subject to periodic heating and cooling, Energy and Buildings 47 (2012)

15 Università Politecnia delle Marche Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e dell Architettura* Dipartimento di Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche** EFFETTI SUL CONFORT E SUI CONSUMI ENERGETICI DI PARETI A DIVERSA INERZIA TERMICA Parte 1: CALCOLO DELLA TEMPERATURA OPERANTE E ANALISI CON METODO SEMI-STAZIONARIO Prof. C. Di Perna** Prof. M. D Orazio* Ing. E. Di Giuseppe* Ing. L. Fantini**

16 T media EDIFICI A DIVERSA INERZIA TERMICA Confronto analisi della prestazione in regime dinamico 45,00 40,00 strutture ad elevata inerzia strutture a bassa inerzia 35,00 30,00 PESANTE - UNI ,00 LEGGERO - UNI PESANTE - REGIME DINAMICO LEGGERO - REGIME DINAMICO 20,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 ΔT

17 BEST CASE ANALISI UNIVPM Intervento: Nuova costruzione Destinazione d uso: Residenziale Zona climatica: E Tipologia: Piccolo condominio N

18 BEST CASE ANALISI UNIVPM Località: BOLOGNA Altitudine: 54 m s.l.m. Latitudine: Longitudine: Gradi giorno: 2259 Zona climatica: E Destinazione d uso: Residenziale Tipologia: Piccolo condominio Intervento: Nuova costruzione DATI GENERALI Volume lordo riscaldato 3962 Sup. esterna che delimita lo spazio riscaldato 4026 S/V 0,485 Sup. calpestabile 950 N. piani climatizzati 3 altezza interna netta 2,70m N. unità immobiliari 12 N

19 BEST CASE ANALISI UNIVPM

20 COME SIAMO ARRIVATI A DEFINIRE LA GEOMETRIA DELL EDIFICIO? EDIFICIO DI PARTENZA S/V = PROGETTO REALE

21 OTTIMIZZAZIONE S/V? EDIFICIO MODIFICATO S/V = EDIFICIO MODIFICATO S/V = ENTRAMBE LE TIPOLOGIE EDILIZIE RISULTANO INADEGUATE ALL UTILIZZO DELLA MURATURA PORTANTE

22 OTTIMIZZAZIONE S/V? EDIFICIO DI PARTENZA S/V = EDIFICIO MODIFICATO S/V = 0.485: S/V 0,6 [W/m 2 K] ottimizzazione

23 OTTIMIZZAZIONE DELL EDIFICIO 1. S/V = 0, Dimensioni delle finestre 3. trasmittanza degli infissi 4. Piano sottotetto 5. Isolamento verso il garage 6. Aggiunto piano

24 FINESTRE U w 1,4 [W/m 2 K], U g 1,1 [W/m 2 K], FATTORE SOLARE g 0,67

25 SOLAI U 0,62 [W/m 2 K] U 0,29 [W/m 2 K] U 0,57 [W/m 2 K] U 0,21 [W/m 2 K] U 0,29 [W/m 2 K]

26 PARETI VERTICALI SONO STATE ANALIZZATE 25 SOLUZIONI STRATIGRAFICHE di cui una dlg.192 e una leggera 12 - MONOSTRATO 13 - PLURISTRATO 4-PORTANTI 8-NON PORTANTI 3-PORTANTI 10-NON PORTANTI

27 Cod. Sp. U Yie k1 Portante m W/m²K W/m²K kj/m²k Si/No ,236 0,007 34,7 No ,203 0,001 38,6 No ,246 0,003 42,5 Si ,214 0,003 38,7 No ,266 0,003 25,6 Si ,261 0,003 21,9 Si ,175 0,001 36,9 No ,244 0,002 39,2 No ,201 0,002 33,1 No ,214 0,003 37,0 No ,242 0,002 39,4 Si ,252 0,006 41,6 No MONOSTRATO Cod. Sp. U Yie k1 Portante m W/m²K W/m²K kj/m²k Si/No ,260 0,007 47,3 No ,237 0,006 41,5 No ,235 0,012 48,4 Si ,235 0,013 39,8 Si 11 45,3 0,208 0, No 12 45,3 0,225 0,022 41,9 No 13 45,3 0,244 0,017 41,8 No ,252 0,013 42,5 No ,247 0,012 47,7 Si 22 44,5 0,237 0, No 23 44,5 0,234 0, No 24 47,3 0,134 0, No ,320 0, No PLURISTRATO 27 27

28 MONOSTRATO NON PORTANTE

29 MONOSTRATO NON PORTANTE 0,175 < U < 0, cm < sp < 53 cm

30 MONOSTRATO PORTANTE 0,242 < U < 0, cm < sp < 45 cm

31 MULTISTRATO NON PORTANTE

32 MULTISTRATO NON PORTANTE 0,208 < U < 0,26 43 cm < sp < 52 cm 32

33 MULTISTRATO PORTANTE

34 MULTISTRATO PORTANTE 0,235 < U < 0, cm < sp < 48 cm 34 34

35 PARETE SECONDO DLGS 192 U = 0,320 sp = 38 [cm]

36 PARETE LEGGERA U = 0,134 Yie = 0,024 sp = 47,3 [cm]

37

38 NZEB in laterizio QUOTA PARTE TRASMISSIONE QUOTA PARTE VENTILAZIONE Calcolata con UNI TS parte 1

39 NZEB in laterizio

40 FONTI DI ENERGIA E VETTORI ENERGETICI SISTEMA DI EMISSIONE EDIFICIO SISTEMA DI REGOLAZIONE SISTEMA DI DISTRIBUZIONE Q Q Q k, i, gn, out, net, m k, d, in, i, m k, del, os, m

41 RISULTATI CALDAIA TRADIZIONALE P utile = 31 [kw] Rendimento di produzione 92 % Rendimento di regolazione 99 % Rendimento di distribuzione 99% Rendimento di emissione 95 % Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale Rapporto Fabbisogno utile / superficie utile Indice di prestazione energetica dell involucro edilizio per il raffrescamento 37 [kwh/m 2 anno] 33 [kwh/m 2 anno] 22 [kwh/m 2 anno]

42 Rapporto Fabbisogno utile / superficie utile 33 [kwh/m 2 anno] Rapporto Dispersioni/Fabbisogno utile 157% Rapporto Ventilazione/Dispersioni 30%

43 RISULTATI CALDAIA A CONDENSAZIONE P utile = 31 [kw] Rendimento di produzione 106 % Rendimento di regolazione 99 % Rendimento di distribuzione 99% Rendimento di emissione 99 % Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale Rapporto Fabbisogno utile / superficie utile 31 [kwh/m 2 anno] 33 [kwh/m 2 anno] Indice di prestazione energetica dell involucro edilizio per il raffrescamento 22 [kwh/m 2 anno]

44 RISULTATI CALDAIA A CONDENSAZIONE + VMC P utile = 31 [kw] Rendimento di produzione 106 % Rendimento di regolazione 99 % Rendimento di distribuzione 99% Rendimento di emissione 99 % Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale Rapporto Fabbisogno utile / superficie utile 22 [kwh/m 2 anno] 22 [kwh/m 2 anno] Indice di prestazione energetica dell involucro edilizio per il raffrescamento 25 [kwh/m 2 anno]

45 Rapporto Fabbisogno utile / superficie utile 22 [kwh/m 2 anno] Rapporto Dispersioni/Fabbisogno utile 179% Rapporto Ventilazione/Dispersioni 12% RISCALDAMENTO+ ACS RISCALDAMENTO

46 NZEB in laterizio Infine inserire le fonti rinnovabili ENERGIA PRIMARIA TOTALE 46

47 GRAZIE