Net Zero Energy Buildings: la nuova edilizia per combattere il cambiamento climatico migliorando la qualitàdella vita

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Felice Russo
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1 Net Zero Energy Buildings: la nuova edilizia per combattere il cambiamento climatico migliorando la qualitàdella vita Federico M. Butera, Politecnico di Milano ECOMONDO Città sostenibili 2009: progetti e visioni Rimini, 28 ottobre 2009

2 2

3 Le emissioni di CO2 crescono più rapidamente nei paesi in via di sviluppo

4 Secondol agenziadell ONUHabitat, piùdell 80% delleemissioni totalidi CO 2 èprodottodallecittà

5 Secondo le previsioni dell ONU, nei prossimi 40 annisi sicostrurà l equivalente di una cittàdi un milione di abitanti ogni settimana, la maggior parte delle quali nei paesiin via di sviluppo. % popolazione urbana

6 Ripartizione dei consumi energetici finali Europa Italia

9 ENERGY CONSUMPTION IN SELECTED ASIAN CITIES

10 Consumi energetici nell edilizia residenziale

11 Consumi energetici per il riscaldamento

12 Condizionamento: Shanghai

13 Consumi energetici nel terziario

16 Denver Beijing Berlin Shanghai Perth Abu Dhabi

17 Consumi elettrici domestici

19 Refrigerator electricity consumption US HH (2001) 1462 Beijing (1999) 484 Shanghai (1999) 432 Guangzhou (1999) 418 Italian HH (2001) 372 EU A++ label kwh/year

20 Lighting electricity consumption per household US HH (2001) 940 Guangzhou (1999) lighting points German HH (2005) lighting points Shanghai (1999) lighting points Beijing (1999) lighting points kwh/year

21 Adapted from Kenworthy, 2003

22 Da che parte cominciare?

23 Nuovo vs esistente: il parco edilizio nel 2050 Gran Bretagna Francia

24 Proposal for a directive of the European Parliament and of the Council on the energy performance of buildings (recast) Art. 9 Net zero energy building means a building where, as a result of the very high level of energy efficiency of the building, the overall annual primary energy consumption is equal to or less than the energy production from renewable energy sources on site. Member States shall draw up national plans for increasing the number of net zero energy buildings. Members States shall ensure that all new buildings are at least net zero energy buildings by 31 December 2018 at the latest. For buildings occupied by public authorities, Member States shall set targets to be reached significantly in advance of the periods set out in the first and second subparagraphs, taking into account the leading role which publicauthorities should play in the field of energy performance of buildings.

25 Use less energy (Be Lean) Supply energy efficiently (Be Clean) Use renewable energy (Be Green)

26 Leaf House: un edificio residenziale a emissioni zero Angeli di Rosora (Jesi)

27 Riscaldamento e condizionamento Inverno Estate Domanda di energia: 16 kwh/m 2 anno Consumo di elettricità: 4 kwh/m 2 anno Domanda di energia: 16 kwh/m 2 anno Consumo di elettricità: 3 kwh/m 2 anno Valori previsti

28 Tubi di luce

Strategie per ridurre il consumo energetico

controllata da sensori di CO 2 Apparecchi per

29 Strategie per ridurre il consumo energetico Lavabiancheria e lavastoviglie alimentate da acqua calda solare Elettrodomestici A+ Lampade fluorescenti compatte Ventilazione meccanica controllata da sensori di CO 2 Apparecchi per la eliminazione dei consumi dovuti allo standby Il cruscotto

30 Bilancio Energetico

31 Principali problemi emersi La temperatura degli appartamenti èstata tenuta a C invece dei 20 C previsti Le serrande e le tende vengono di solito tenute chiuse (guadagnisolari piccoli o nulli) Le finestre sono tenute chiuse anche se le condizioni di temperatura esterna sono tali da offrire comfort con ventilazione naturale Il COP della pompa di calore èrisultato piùbasso di quanto indicato nelle specifiche tecniche della macchina Il consumo elettrico per fare circolare l acqua calda è eccessivo

32 Regional Environmental Center for Central and Eastern Europe Ristrutturazione del Conference Center Building Szentendre, Ungheria 100% fossile 100% solare

33 Prospetto est Prospetto ovest Consumo medio annuo di energia : 21 MWh elettricità; 200 MWh gas. Tutto fossile Emissioni di CO 2 : 59 ton/anno Consumo medio previsto di energia: 28 MWh/a. Zero fossile Emissioni di CO 2 previste: 0 ton/anno

35 Illuminazione naturale con completo controllo dell abbagliamento

37 Analisi accurata dei carichi istantanei mediante simulazione Per non sovradimensionare inutilmente l impianto

38 Luce Involucro Impianti Principali caratteristiche energetiche dell edificio ristrutturato Isolamento dell involucro ottimizzato Valorizzazione dell illuminazione naturale e controllo dell abbagliamento Gestione avanzata della illuminazione artificiale Soffitti radianti Flusso di aria di rinnovo variabile in funzione del numero di persone Pompa di calore geotermica Pompe e ventole a velocità variabile Sistema di controllo e regolazione avanzato Sistema fotovoltaico Costo in linea con quello di una ristrutturazione di qualità

40 7 Ottobre 2009, ore 14:00

41 Bilancio energetico

42 Electricity consumption Apr-Aug 2009 PV production 0ct 2008 Sep2009

43 Cause del maggior consumo: il successo L impianto funziona anche nei week-end Temperatura notturna e nelle zone non usate (18 C invece di 16 C a causa dei fiori) Si stima che la combinazione di questi due fattori debba causareun incremento dei consumi del 50% la realizzazione e la gestione non conformi al progetto: Temperatura degli ambienti (23 C invece di 20 C) Taratura delle pompe e delle ventole Il sistema di controllo della luce artificiale non èstato realizzato come da progetto

44 Progettazione architettonica Progettazione impianti Costruzione

46 Collaudo Esercizi o

47 Conclusioni (1) Un edificio net zero energy non èun utopia, nétecnica né economica. È anche un obiettivo obbligato. Il comfort termico e luminoso e la qualitàdell aria in un edificio net zero energy sono superiori a quelle di un edifico corrente. Occorre che si evolva non solo la fase di progettazione, ma anche quella costruzione e di gestione. Per accelerare questa evoluzione (e bisogna accelerarla) c èsolo un modo: moltiplicare le esperienze, attraverso obblighi e incentivi. A partire dagli edifici di proprietà pubblica. La creazione di competenze e l incentivo all innovazione tecnologica che deriva dalla diffusione degli edifici a emissioni zero darebbe luogo a una fortissima ricaduta positiva sulla riduzione dei consumi nell edilizia esistente federico.butera@polimi.it

48 Conclusioni (1) Un edificio net zero energy non èun utopia, nétecnica né economica. È anche un obiettivo obbligato. Il comfort termico e luminoso e la qualitàdell aria in un edificio net zero energy sono superiori a quelle di un edifico corrente. Occorre che si evolva non solo la fase di progettazione, ma anche quella costruzione e di gestione. Per accelerare questa evoluzione (e bisogna accelerarla) c èsolo un modo: moltiplicare le esperienze, attraverso obblighi e incentivi. A partire dagli edifici di proprietà pubblica. La creazione di competenze e l incentivo all innovazione tecnologica che deriva dalla diffusione degli edifici a emissioni zero darebbe luogo a una fortissima ricaduta positiva sulla riduzione dei consumi nell edilizia esistente federico.butera@polimi.it

49 Conclusioni (2) Per oltre duecento anni i paesi industrializzati hanno emesso CO 2 a danno di tutti. Ora devono dare l esempio ai paesi in via di sviluppo, usando la loro maggiore ricchezza per costruire un nuovo sistema energetico e aiutarli a costruirlo. Città dei paesi sviluppati Città dei paesi emergenti Emissioni di CO 2 Livello di sostenibilità Città dei paesi in via di sviluppo federico.butera@polimi.it

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