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2 Kristian Fabbri. Architetto, svolge la libera professione nell ambito della progettazione architettonica energetica e sostenibile, consulenza ed attività di formazione. Collabora con la Regione Emilia-Romagna e NuovaQuasco sui temi della prestazione e certificazione energetica degli edifici e pianificazione energetica territoriale dal punto di vista tecnico, legislativo e normativo. È professore a contratto dei corsi di Fisica Tecnica Ambientale II e Modellazione dei comportamenti energetici presso la Facoltà di Architettura Aldo Rossi Università di Bologna sede di Cesena Copyright 2010 DEI s.r.l. TIPOGRAFIA DEL GENIO CIVILE Roma, Via Nomentana, Roma Tel Fax dei@build.it I diritti di traduzione, di memorizzazione elettronica, di riproduzione e di adattamento, totale o parziale con qualsiasi mezzo (compresi i microfilm e le copie fotostatiche) sono riservati per tutti i Paesi. L elaborazione dei testi, anche se curata con scrupolosa attenzione, non può comportare specifiche responsabilità per eventuali involontari errori o inesattezze.

3 Kristian Fabbri Prestazione energetica degli edifici Seconda Edizione

4 Indice INTRODUZIONE REQUISITI MINIMI ED INDICATORI DELLA PRESTAZIONE ENER- GETICA 1.1. Requisiti minimi prestazionali Indice di prestazione energetica di energia primaria (EP) Procedura di calcolo della prestazione energetica DATI DI INGRESSO 2.1. Dati geometrici Dati termo-fisici Il contributo degli elementi schermanti Parametri dinamici Dati climatici e periodo di riferimento Dati convenzionali relativi all utenza e destinazione d uso degli edifici CALCOLO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA TERMICA UTILE DELL E- DIFICIO PER IL RISCALDAMENTO ED IL RAFFRESCAMENTO 3.1. Procedura di calcolo Aggregazione dei risultati CALCOLO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA 4.1. Fabbisogno di energia termica utile Calcolo e verifica della potenza termica installata Le caldaie La produzione di energia da fonti rinnovabili, pompe di calore e biomasse Relazione tecnica Allegato E DLgs 192/ FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA PER LA CLIMATIZZAZIONE INVERNALE E LA PRODUZIONE DI ACQUA CALDA SANITARIA 5.1. Procedura di calcolo Rendimento medio stagionale dell impianto di riscaldamento (η G ) Rendimenti dei sottosistemi impiantistici Sottosistemi dell impianto per la produzione di acqua calda sanitaria Fabbisogno di energia primaria

5 6 INDICE 6. FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA PER LA CLIMATIZZAZIONE ESTIVA 6.1. Termini e definizioni Fabbisogno di energia termica per il raffrescamento Procedura di calcolo dei rendimenti dei sottosistemi Fabbisogno di energia termica dell edificio per trattamenti d aria Fabbisogno di energia elettrica per gli ausiliari Efficienza di generazione Fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione estiva Contenuti delle Appendici della norma UNI/TS Parte EFFICIENZA ENERGETICA SISTEMI BACS E CONTABILIZZAZIONE 7.1. I sistemi BACS I sistemi di contabilizzazione del calore abbinati a termoregolazione in impianti centralizzati I metodi di contabilizzazione Calcolo del risparmio ottenuto con la realizzazione di impianti termici centralizzati Scheda AEEG RILIEVO DEI CONSUMI STANDARDIZZATI E VALUTAZIONE DI ESER- CIZIO DELL ENERGIA PRIMARIA 8.1. Metodo di rilievo dei consumi ed espressione dell energia primaria Previsione dei consumi energetici Consumi energetici ed impatto ambientale Le caratteristiche del settore residenziale nel rapporto Energia e Ambiente dell ENEA Metodo di confronto dell impatto tra diverse tecnologie e combustibili EDIFICI ESISTENTI: METODO OPERATIONAL RATING PER IL CAL- COLO DELL ENERGIA PRIMARIA DAI CONSUMI ENERGETICI 9.1. Operational rating: valutazione energetica per esercizio (o classe energetica misurata) Firma energetica (Annex B UNI EN 15603) Intervallo di confidenza La costruzione dei Benchmark: il metodo top-down e bottom up Valutazione di esercizio: aggregazione dei dati Valutazione energetica di esercizio: il report INDICATORI ENERGETICI E CLASSIFICAZIONE Finalità degli indicatori energetici Costruzione delle classi e scala di prestazione energetica Esplicazione dei risultati: indicatori energetici, economici ed ambientali. 268

6 INDICE LA DIAGNOSI ENERGETICA DEGLI EDIFICI Procedure per eseguire una diagnosi energetica La raccolta documentale e la verifica della rispondenza normativa Le finalità della diagnosi energetica e l espressione dei risultati Operazioni per eseguire una diagnosi energetica Gli aspetti termo-economici Contenuti minimi del report di diagnosi energetica ESEMPIO DI REPORT DI DIAGNOSI ENERGETICA DI UN EDIFICIO RESIDENZIALE Oggetto della diagnosi energetica Obiettivo della diagnosi energetica Procedura di calcolo e riferimenti legislativi Rilievo dello stato di fatto Risultati della simulazione energetica Interventi di adeguamento Scenari di miglioramento della prestazione energetica Altri scenari e soluzioni tecnologiche Conclusioni APPENDICI A. Standard di riferimento B. Dati termofisici dei componenti edilizi C. Esempio di firma energetica D. Esempio di calcolo dai consumi energetici effettivi

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8 INTRODUZIONE L architettura e l ingegneria hanno sempre adottato delle soluzioni per modellizzare l idea progettuale in una rappresentazione utile ai fini della costruzione. A differenza di altre discipline, nell attività del costruire le modalità di rappresentazione sono diverse: il disegno, il rendering, il modello tridimensionale, il modello virtuale, il disegno tecnico, le proiezioni ortogonali, la topografia, i calcoli strutturali, i modelli finiti, i calcoli energetici etc.; ognuna di queste modalità concorre a rendere chiaro quello che prevede il progetto ed a verificarlo secondo le prescrizioni legislative e normative, ove presenti. Gli stessi disegni e i modelli che rappresentano l edificio sono diversi: il disegno architettonico e tecnico usano pianta, prospetti e sezioni e dettagli tecnici, e sono la rappresentazione più vicina alla realtà; i disegni strutturali e degli impianti tecnici utilizzano schemi di rappresentazione accompagnati dai calcoli di verifica; i calcoli statici ed energetici utilizzano i dati geometrici del primo e i dati tecnici dei secondi per verificare le prestazioni in termini numerici; i rendering tridimensionali e i modelli plastici riportano, in scala, l edificio e sono, generalmente, rivolti a non tecnici per chiarire aspetti di dettaglio sofisticati e non facilmente comprensibili dai modelli e disegni realizzati con i metodi precedenti. L introduzione dei computer, fin dagli anni Sessanta, della computer grafica e la loro diffusione hanno consentito di ampliare le modellizzazioni, includendo nel modello virtuale tridimensionale i dati dei calcoli statici ed energetici: è il caso dei metodi di calcolo ad elementi finiti e dei software di simulazione energetica di tipo dinamico e CFD (Computer Fluid Dynamics).

9 12 INTRODUZIONE Prima di proseguire occorre distinguere tra metodologia e metodo di calcolo, le Linee Guida nazionali (DM 26 giugno 2009), nell Allegato A, ai punto 4 e 5 distinguono tra metodologia e metodo. La metodologia di calcolo è la procedura che comprende le modalità di reperimento dei dati di ingresso (indagine diagnostica, dati di progetto, rilievo in sito, consumi energetici), il metodo di calcolo, le approssimazioni e/o errori del modello, gli input e gli indici di prestazione energetica. Il metodo di calcolo è l elaborazione dei dati di ingresso secondo un algoritmo di calcolo, fino alle diverse modalità di output ed espressione dei risultati. Il metodo di calcolo può variare in base al livello di errore ammesso dalla procedura stessa: metodo di calcolo semplificato, da normativa, e dinamico. Nel settore della termofisica dell edificio e dello studio degli aspetti che interessano il comportamento dinamico dell edificio in rapporto con le variabili interne ed esterne del contesto, variabili, climatiche, del soleggiamento e degli occupanti, vi sono diversi modelli di calcolo: quasi-statici, come previsto dalla UNI EN ISO (Simplifield methods) e dalle normative di calcolo europee e italiane derivate dal CEN Umbrella, questi modelli utilizzano come riferimento le condizioni al contorno medie e le considerano come variabili in continuità, per periodi di tempo su base mensile o stagionale; dinamici, previsti anche nella UNI EN ISO 13790, (Detailed methods), che valutano il comportamento energetico nelle sue variazioni instantanee in relazione alle variazioni delle condizioni climatiche interne (modalità d uso degli impianti, presenze, illuminazione etc.) ed esterne (temperatura esterna, radiazione, soleggiamento, ombreggiamento etc.); semplificati, su base statistica o legislativa, quali il metodo di calcolo DOCET, sviluppato dall ITC-CNR ed ENEA, e gli altri metodi di calcolo semplificati previsti nelle legislazioni nazionali o regionali, con un alto margine di errore; specifici o dettagliati, per il calcolo di elementi e sistemi tecnologici, quali il calcolo della trasmittanza per gli infissi, per le facciate continue, il calcolo dei ponti termici con il metodo ad elementi finiti della UNI etc.; a partire dai consumi energetici e attività di metering, come la firma energetica EN Annex B), la lettura dei consumi e delle bollette. Virtual Environment (VE) L oggetto dell indagine, dal punto di vista termofisico, può riguardare diversi aspetti, non solo il comportamento energetico dell edificio e la progettazione degli impianti tecnici ma anche aspetti legati al benessere degli ambienti confinati, alle condizioni micro-climatiche, alla ventilazione degli ambienti.

10 INTRODUZIONE 13 La modellizzazione 1 consiste nella simulazione, mediante software per la realtà virtuale, delle diverse caratteristiche degli edifici: geometria, illuminazione, comportamento statico, metodi ai modelli finiti, resistenza a diverse sollecitazioni. Il Virtual Environment (VE) consiste nella modellizzazione del comportamento energetico e ambientale, mediante l inserimento delle variabili e dei parametri geometrici, termofisici, microclimatici, di utilizzo degli ambienti e delle condizioni ambientali esterne locali, al fine di simulare il comportamento energetico nel tempo nelle sue componenti energetiche (temperatura dell aria, temperatura media radiante, irraggiamento, consumi energetici etc.), illuminotecniche (daylight factor, illuminamento, luminanze etc.), acustiche (tempo di riverbero, riflessioni etc.) e di qualità dell aria (air moisture, ventilazione, diluizione degli inquinanti). La Building Performance Modelling (BPM), ovvero modellizzazione del comportamento dell edificio, include i software e modelli di calcolo che consentono l inserimento dei parametri della fisica tecnica ambientale. Tali modelli di calcolo si distinguono in: HAM, Heat Air & Moisture, per lo studio delle condizioni microclimatiche degli ambienti, delle caratteristiche dell aria, della ventilazione, della presenza di inquinanti e diluizione e variazioni di temperatura; sono applicati anche per lo studio dei materiali porosi, della permeabilità al passaggio del vapore, dei trasporti convettivi; BES, Building Energy Simulation, per lo studio del comportamento energetico dell edificio: conduzione, convezione, irraggiamento, ventilazione, consumo di energia, nel modello dinamico (ESP-r, Energyplus; TRYNS); EMPD, Effective Moisture Penetration Depth, utilizzato accoppiato alle variabili BES e CFD; CFD, Computer Fluid Dynamics, per lo studio del comportamento fluido-dinamico e termo-fluido-dinamico, nel caso di edifici, per la ventilazione naturale o forzata, la distribuzione degli inquinanti, la stratificazione dell aria negli ambienti (effetto camino), lo studio degli impianti aeraulici e delle turbolenze, lo studio dell effetto del vento sugli edifici e per la dispersione dei fumi, lo studio delle leggi della fluido-dinamica e della termo-fluido-dinamica (Fluent); software di calcolo illumino-tecnico: luce naturale e artificiale (ECO- TECT, RADIANCE); 1 Modellizzazione: da modellizzare, assumere come modello, nel linguaggio scientifico il fatto di scegliere, di istituire come modello. Si distingue dal modellare: lavorare una sostanza plastica per darle una forma (da vocabolario Treccani).

11 14 INTRODUZIONE software di calcolo acustico: isolamento acustico, acustica architettonica, acustica ambientale; software di calcolo dei dettagli tecnici: trasmissione del calore, ponti termici, vetrate continue, facciate a doppia pelle etc. L espressione Virtual Environment, racchiude lo studio di tutti i parametri legati alla sostenibilità ed al comfort negli edifici, negli ambienti confinati e nel contesto urbano. Alcuni software di calcolo Virtual Environment sono: TRNSYS, TRaNsient SYstems Simulation program, è il principale modello di calcolo delle valutazioni dinamiche del comportamento dell edifico, in base alle caratteristiche geometriche, dei materiali, agli occupanti, all utilizzo dell edificio e degli impianti termici HVAC, al comportamento degli utenti, incluso impianti elettrici, di illuminazione, di cogenerazione, fonti rinnovabili e celle combustibili, e alle variabili climatiche reali desunte dalle stazioni metereologiche riferite all esatta geometria e condizioni del contesto. TRNSYS è il software di riferimento per ricercatori e ingegneri nella validazione di altri algoritmi di calcolo, formule, materiali, normative; EnergyPlus, è il software di simulazione dinamica del comportamento energetico dell edificio, al pari di TRNSYS ma più popolare, consente di modellizzare input ed output in maniera modulare e per zone e considera tutti i parametri che possono influenzare il comportamento energetico, compresi usi elettrici, ventilazione e infiltrazioni, uso dell acqua. Il software non ha un interfaccia grafica ed alcuni software commerciali hanno adattato la propria interfaccia grafica al fine di esportare un formato file, compatibile con EnergyPlus (ad esempio DesignBuilder e MC5Suite). Tra i dati di output è possibile ottenere l andamento orario della temperatura operativa, della temperatura media delle pareti, dell umidità, del consumo di gas naturale e di elettricità; ECOTECT, è il software con interfaccia grafica 3D che consente di modellizzare l edificio ed il suo comportamento rispetto alla radiazione solare, all ombreggiamento e percorso solare, al comportamento acustico, all illuminazione naturale ed elettrica, e consente la valutazione del LCA (Life Cycle Analysis) e dei costi. Valuta le prestazioni dell involucro e non degli impianti eventualmente presenti, offrendo la possibilità di interfacciarlo con Radiance (parametri illuminotecnici) e con EnergyPlus. Questi sono i software di riferimento, non certo gli unici, è possibile trovare un lungo elenco di applicazioni per la progettazione degli impianti tecnici, per soluzioni tecnologiche innovative, fonti rinnovabili, sistemi passivi ed altro. Per ulteriori approfondimenti si rimanda al link:

12 INTRODUZIONE 15 SOFTWARE COMMERCIALI I software per la valutazione e modellazione del comportamento dell edificio si possono, quindi, distinguere in due categorie: software sperimentali, per la ricerca, quali TRNSYS, EnergyPlus, DOE.2 che seguono le leggi della fisica tecnica, della termodinamica, della termocinetica, delle leggi del comfort e del benessere, della termo-fluidodinamica applicate agli edifici ed agli impianti; software commerciali o professionali, per il calcolo termotecnico, che seguono le indicazioni dei metodi di calcolo delle normative, anche essi derivati dalle simulazioni di cui sopra, ma oggetto di studio e standardizzazione degli algoritmi di calcolo, secondo le indicazioni degli attori che utilizzano tali norme: professionisti, costruttori, produttori, legislatori. La principale differenza tra i due software è nella finalità: i primi hanno come obiettivo la ricerca e lo studio della rispondenza del modello di calcolo al caso reale, e sono utilizzati per la valutazione del comportamento di materiali e/o soluzioni tecnologico-costruttive e per la validazione di altri metodi di calcolo da normativa; sono utilizzati, anche, per i test di laboratorio, hanno un ampia gamma di variabili e devono garantire la rispondenza tra l oggetto studiato e il suo modello di calcolo: sono l equivalente del lavoro svolto da un sarto nel confezionare un abito; i secondi hanno come obiettivo l applicazione del costruire a regola d arte, secondo i criteri minimi, e quindi standard, che garantiscono il rispetto delle disposizioni di legge, la sicurezza per il cittadino e per i professionisti: sono l equivalente delle taglie degli abiti che si possono comprare nei negozi di abbigliamento. Non è detto che un prodotto/edificio che garantisca la perfetta aderenza dei risultati tra simulazione virtuale e realtà risponda ai requisiti minimi di legge. I software professionali sono quelli che devono garantire la validità dei risultati e la rispondenza alle indicazioni normative, anche sotto il profilo tecnico-giuridico. Ai fini delle disposizioni di legge e per la progettazione e certificazione energetica degli edifici, per il calcolo della prestazione energetica devono essere utilizzati i software di calcolo professionali, secondo le disposizioni della normativa. Le valutazioni inerenti il comportamento dell edificio, come si è visto, possono riguardare diversi aspetti e interazione tra questi. La prestazione energetica degli edifici, ed il relativo fabbisogno di energia primaria ed emissioni di CO 2, assume una notevole importanza anche in relazione all attuale quadro legislativo ed alle politiche energeti-

13 16 INTRODUZIONE che, economiche ed ambientali, dall obiettivo della Comunità Europea alla Green Economy del Presidente USA Barack Obama. La prestazione energetica degli edifici: UNI EN ISO Le politiche per la sostenibilità ambientale ed energetica, la riduzione dei consumi energetici e delle emissione di CO 2 riguardano anche il settore delle costruzioni e degli immobili, responsabile, secondo la direttiva 2002/91/CE di circa il 40% dei fabbisogni energetici della Comunità Europea. La direttiva 2002/91/CE, nella premessa al punto 22, riporta Occorrerebbe prevedere la possibilità di un rapido adeguamento del metodo di calcolo e della revisione periodica da parte degli Stati membri delle prescrizioni minime nel campo del rendimento energetico degli edifici nei confronti del progresso tecnologico, per quanto riguarda, tra l altro, le proprietà (o qualità) isolanti dei materiali da costruzione e dell evoluzione futura degli standard, e prevede all art. 3 Adozione di una metodologia : Gli Stati membri applicano a livello nazionale e regionale una metodologia di calcolo del rendimento energetico degli edifici sulla base del quadro generale di cui all Allegato. Le Parti 1 e 2 di tale quadro sono adeguate al progresso tecnico secondo la procedura di cui all art. 14, paragrafo 2, tenendo conto dei valori o delle norme applicati nella normativa degli Stati membri. Tale metodologia è stabilita a livello nazionale o regionale. Il rendimento energetico degli edifici è espresso in modo trasparente e può indicare il valore delle emissioni di CO 2. Il calcolo della prestazione energetica è quindi un elemento determinante nelle politiche energetiche europee, nazionali e locali, in quanto è attraverso la conoscenza della prestazione energetica che si possono misurare gli obiettivi che si intendono raggiungere. La norma standard di riferimento, a livello mondiale, per quel che riguarda la valutazione della prestazione energetica degli edifici, è la UNI EN ISO Energy performance of buildings Calculation of energy use for space heating and cooling (Prestazione energetica degli edifici Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento) recepita in inglese dall UNI. La UNI EN ISO 13790, è stata aggiornata nel 2008 a seguito del mandato M/343 della Comunità Europea per la direttiva 2002/91/CE e definisce il metodo di calcolo del fabbisogno energetico dell edificio per il riscaldamento e il raffrescamento, date le caratteristiche geometriche e termo-fisiche dell involucro, la destinazione d uso e le caratteristiche degli occupanti ed i dati climatici standard. Consente di calcolare quanta fame di energia ha l edificio per garantire le condizioni di comfort standard.

14 INTRODUZIONE 17 La norma prevede una serie di differenti livelli di dettagli del calcolo ed include l influenza del recupero di energia dalle perdite di calore. Nell introduzione sono indicate le applicazioni della norma: a) conformità giuridica ai regolamenti espressi in termini di Energy Targets; b) comparazione delle diverse prestazioni energetiche nella progettazione e/o pianificazione di un edificio; c) evidenziazione e standardizzazione dei livelli della prestazione energetica degli edifici esistenti; d) valutazione degli effetti delle misure per la conservazione di energia negli edifici esistenti o altri sistemi per ridurre i consumi di energia; e) previsione del fabbisogno energetico regionale, nazionale o internazionale, mediante il calcolo degli usi energetici tipici dello stock edilizio. La UNI EN ISO definisce tre metodi di calcolo: a) il metodo quasi-statico su base mensile, con la possibilità di adottare il metodo stagionale; b) metodo dinamico su base oraria; c) metodo di calcolo dettagliato con l utilizzo di metodi di simulazione dinamica (software). La norma è applicabile per la progettazione di nuovi edifici e per edifici esistenti e sono descritti i parametri di calcolo per ciascuno dei metodi dinamico o quasi-statico. Negli allegati sono approfonditi particolari condizioni, le normative di riferimento, la precisione del metodo di calcolo, i fattori di utilizzo mensili e stagionali, la scelta dei dati input standard ed anche gli apporti di calore e il guadagno solare di elementi speciali quali, ad esempio, le serre solari, i muri Trombe, il sistema Barra-Costantini. La UNI EN è alla base della norma UNI/TS Prestazioni energetiche degli edifici Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell edificio per la climatizzazione estiva ed invernale, che costituisce la norma di riferimento nazionale, in quanto l Italia adotta il metodo mensile previsto dalla UNI EN ISO La UNI/TS Prestazioni energetiche degli edifici Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria e le norme UNI/TS Parte 3 in corso di pubblicazione e 4 in corso, invece, di elaborazione, sono l applicazione riferita al contesto italiano delle norme dalla UNI EN e delle altre norme del CEN Umbrella. La UNI CEN/TR Spiegazione della relazione generale tra le varie norme europee e la direttiva sulla prestazione energetica degli edifici (EPBD) Documento riassuntivo, detta anche CEN Umbrella, è il documento che riassume ed elenca tutte le norme derivate dal mandato della

15 18 INTRODUZIONE Commissione Europea al CEN per l elaborazione delle norme di calcolo della prestazione energetica degli edifici, come previsto dalla direttiva 2002/91/CE. Tutte le norme del CEN Umbrella sono state recepite dall UNI in lingua inglese. La validazione dei software di calcolo Il DPR 59/2009 all art. 3 prevede che le norme tecniche nazionali per il calcolo della prestazione energetica sono le UNI/TS Parte 1 e Parte 2, le quali sono alla base anche della certificazione energetica degli edifici secondo le Linee Guida nazionali (DM 26 giugno 2009). L art. 7 del DPR 59/2009 prevede, inoltre, che i software commerciali utilizzino tali metodologie e che garantiscano che i valori degli indici di prestazione energetica abbiano uno scostamento di più o meno il 5% rispetto alla normativa. La garanzia è fornita mediante la validazione del software rilasciata dal CTI (Comitato Termotecnico Italiano) che ha attivato una procedura interna per la richiesta e ottenimento della validazione dei software. Il CTI ha elaborato una Procedura per il rilascio del certificato di conformità alle norme UNI/TS 11300:2008 Parte 1 e 2 ai sensi del DPR 2 aprile 2009 n che costituisce lo strumento di riferimento nazionale. I criteri per scegliere un software di calcolo commerciale dovrebbero essere: l attestazione di conformità del software alla norma UNI/TS 11300:2008 Parte 1 e Parte 2 rilasciato dal CTI con indicato il numero del certificato, la denominazione commerciale, la versione (release) data del software; la possibilità di controllare i dati di ingresso, la procedura di calcolo e la coerenza dei riferimento normativi e legislativi; la facilità di utilizzo (user friendly) e comprensione dei comandi; l interfaccia grafica e modalità di inserimento dei dati (2D o 3D). 2 Link CTI software validati e procedura: oppure e selezionare Certificazione Software.

16 INTRODUZIONE 19 DPR 2 aprile 2009, n. 59 Regolamento di attuazione dell art. 4, comma 1, lettere a) e b), del DLgs 19 agosto 2005, n. 192, concernente attuazione della direttiva 2002/91/CE sul rendimento energetico in edilizia (GU n. 132 del 10 giugno 2009) (Stralcio)... omissis... Art. 3. Metodologie di calcolo della prestazione energetica degli edifici e degli impianti 1. Ai fini dell art. 4, comma 1, lettere a) e b), del decreto legislativo, per le metodologie di calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici si adottano le norme tecniche nazionali, definite nel contesto delle norme EN a supporto della direttiva 2002/91/CE, della serie UNI/TS e loro successive modificazioni. Di seguito si riportano le norme a oggi disponibili: a) UNI/TS Prestazioni energetiche degli edifici Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell edificio per la climatizzazione estiva ed invernale; b) UNI/TS Prestazioni energetiche degli edifici Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria. 2. Ai fini della certificazione degli edifici, le metodologie per il calcolo della prestazione energetica sono riportate nelle Linee Guida nazionali di cui al decreto del Ministro dello Sviluppo Economico, adottato ai sensi dell art. 6, comma 9, del decreto legislativo. Art. 7. Disposizioni finali 1. Gli strumenti di calcolo applicativi delle metodologie di cui al comma 1 dell art. 3, software commerciali, garantiscono che i valori degli indici di prestazione energetica, calcolati attraverso il loro utilizzo, abbiano uno scostamento massimo di più o meno il 5% rispetto ai corrispondenti parametri determinati con l applicazione dello strumento nazionale di riferimento. La predetta garanzia è fornita attraverso una verifica e dichiarazione resa dal Comitato Termotecnico Italiano (CTI) o dall Ente Nazionale Italiano di Unificazione (UNI). 2. In relazione alle norme tecniche di cui al comma 1 dell art. 3, il CTI predispone lo strumento nazionale di riferimento sulla cui base fornire la garanzia di cui al comma Nelle more del rilascio della dichiarazione di cui sopra, la medesima è sostituita da autodichiarazione del produttore dello strumento di calcolo, in cui compare il riferimento della richiesta di verifica e dichiarazione avanzata dal predetto soggetto ad uno degli organismi citati al comma 1.

17 20 INTRODUZIONE Sistemi energetici tecnologici Nella esplicazione dei contenuti delle diagnosi energetiche o della valutazione della prestazione energetica occorre distinguere i vari termini che definiscono gli aspetti energetici, anche al fine di aver chiaro quello di cui si sta parlando, ed i sistemi tecnologici energetici (Technical Energy Systems) come definiti dalle norme ISO 13600, ISO 13601, ISO e ISO I sistemi energetici fanno parte della tecnosfera, così sono definiti nella ISO tutti i sistemi distinti dalla natura, che consentono di produrre dispositivi tecnologici, prodotti, servizi ed in particolare di produrre energia. La tecnosfera è quindi distinta dalla natura e della bio-sfera, dove si svolge la vita, ed ha proprie dinamiche, regole e terminologie. In questo contesto la risorsa naturale è qualunque sostanza o fenomeno che esiste in natura (al di fuori della tecnosfera) e può essere utilizzato come input. L output è l energia definita come energyware : energia commercializzata che può essere usata per produrre lavoro meccanico o calore o operare mediante processi chimici o fisici. Si tratta di carbone, torba, biomasse, petrolio greggio, gasoline, diesel, benzina, GPL, alcool, gas naturale, biogas, idrogeno, materiale fissile (uranio, torio, plutonio), elettricità della rete elettrica, calore da teleriscaldamento/teleraffrescamento. È distinta dal vettore energetico (energy carrier) che è la sostanza o fenomeno che può essere usato per produrre lavoro meccanico o calore o operare mediante processi chimici o fisici. Nella valutazione del comportamento energetico degli edifici, e di qualunque altro sistema energetico, occorre avere chiari alcuni concetti e definizioni inerenti i sistemi energetici, alcuni dei quali sono dati per scontati. In primo luogo occorre specificare che gli aspetti energetici ed i sistemi tecnici-energetici possono essere trattati: sotto il profilo fisico, in questo caso la definizione di energia si rifà al concetto fisico di energia, quindi, per il primo principio della termodinamica non può essere né creata né distrutta e, per il secondo principio, l aumento di entropia è costante ovvero qualunque trasformazione energetica comporta un degrado ed una perdita di energia misurata con la grandezza fisica entropia. Le norme tecniche di calcolo si riferiscono principalmente a questa definizione nel definire le formule, le procedure ed i principi che consentono di valutare la prestazione energetica, come per esempio la trasmittanza, gli apporti solari, le dispersioni, i rendimenti ecc ed il concetto di efficienza energetica o risparmio energetico ; sotto il profilo economico dell energia, dove la definizione di energia si rifà al concetto di energia disponibile, in termini di vettori energetici (energy carriers) oggetto di transazione che vengono consumati ovvero trasformati in energia termica, elettrica, meccanica per essere utiliz-

18 INTRODUZIONE 21 zati nei processi. A questo profilo appartengono gli aspetti politici, legali, amministrativi, le definizioni di costi energetici ed i problemi di approvvigionamento correlati, inclusa la sicurezza energetica intesa come sicurezza dell approvvigionamento energetico di un combustibile o materia prima (gas naturale, petrolio ecc.) con i problemi geo-politici correlati; sotto il profilo delle ricadute ambientali come consumo di risorse non rinnovabili, alterazione delle condizioni fisiche ed emissione di gas climateranti per lo svolgersi delle attività produttive o per gli usi energetici dell edificio (climatizzazione, energia elettrica), inclusa la sostenibilità ambientale cioè la riduzione del riscaldamento globale, il raggiungimento degli obiettivi del protocollo di Kyoto, e la contabilizzazione delle riduzioni conseguibili. L energia primaria è l energia che non ha subito nessun processo di conversione o trasformazione. L energia primaria include l energia rinnovabile e non rinnovabile, se entrambe sono computate può essere chiamata energia primaria totale. Alcune scelte sono di tipo politico ovvero non dipendono dai sistemi di cui sopra, ad esempio se una parte del fabbisogno energetico di un edificio, in energia primaria, viene prodotta da fonti energetiche rinnovabili, questa quantità deve essere scomputata dal valore totale dell energia primari. Se il fabbisogno di kwh/anno di un edificio è soddisfatto per il 50% da fonti rinnovabili l energia primaria (energia consumata) viene considerata pari a 500 kwh/anno. L obiettivo del presente libro è quello di illustrare i contenuti per il calcolo della prestazione energetica, in quanto conoscere il metodo di calcolo consente di comprendere quali siano i parametri che, in sede progettuale, di verifica o di certificazione, possono influenzare il rendimento energetico dell edifico, e quali possono migliorarne l efficienza energetica, consentendo al tecnico di non affidarsi esclusivamente ai software di calcolo.

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