L efficienza energetica negli edifici

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1 L efficienza energetica negli edifici Lo strumento della diagnosi energetica: casi studio e ritorno economico Francesca Hugony Sala Merini, Spazio Oberdan - Milano 20 aprile 2016

2 Andamento degli impieghi finali di energia per settore Nel 2013 gli impieghi finali di energia sono stati pari a 126,6 Mtep (-1% rispetto al 2012), confermando la tendenza alla diminuzione riscontrata a partire dal 2010, che ha riportato i consumi finali ai livelli registrati nel 1997 Fonte: ENEA RAEE

3 Impieghi finali di energia per settore (%) al 2013 Rispetto ai dati 2012 il settore dei trasporti ed industriale è in calo, mentre i consumi per usi civili sono in crescita ,6% 30,2% 36,7% Fonte: ENEA RAEE 2015 Usi civili: edifici residenziali e non residenziali (Terziario in prevalenza scuole, uffici, centri commerciali, alberghi, istituti bancari) 3

4 Edifici residenziali per epoca di produzione Più del 60% degli edifici residenziali sul territorio nazionale risalgono a prima della Legge 373/1976, Norme per il contenimento del consumo energetico per usi termici negli edifici > 60% Fonte: ISTAT

5 Edifici residenziali per epoca di produzione in Regione Lombardia Più del 63% degli edifici residenziali sul territorio lombardo risalgono a prima della Legge 373/1976, Norme per il contenimento del consumo energetico per usi termici negli edifici prima % 11% 9% 14% 10% 17% > 63% 22% dopo 1991 Fonte: Factor20 R.Lombardia 5

6 kwh/m2a Valore medio del fabbisogno energetico degli edifici residenziali per epoca costruttiva in Regione Lombardia Legge 373/1976: contenimento del consumo energetico per usi termici negli edifici Legge 10/1991: introduce la certificazione energetica degli edifici, esercizio e manutenzione degli impianti DGR VIII/5018 del 2007: attuazione DLgs 192/ ,37 243,88 248,76 239,97 205,74 154, , Fonte: Factor20 R.Lombardia 6

7 Indicazioni perseguimento obiettivi DLgs 102/2014 (recepimento Dir. 27/2012/UE) - quadro di misure per la promozione e il miglioramento dell efficienza energetica che concorrono al conseguimento dell obiettivo nazionale di risparmio energetico SETTORE CIVILE (Residenziale e non residenziale) Art.4 e 5 del DLgs 102/2014: ENEA elabora una proposta di interventi di medio-lungo termine (PAEE) per il miglioramento della prestazione energetica degli immobili (pubblici e privati) che comprenda una serie di punti (individuazione interventi più efficaci in termini di costi ) sono realizzati interventi sugli immobili della pubblica amministrazione centrale, in grado di conseguire la riqualificazione energetica almeno pari al 3 per cento annuo della superficie coperta utile climatizzata o che, in alternativa, comportino un risparmio energetico cumulato nel periodo dialmeno 0,04 Mtep. 7

8 Risparmi attesi in energia finale (Mtep/a) al 2020 per settore Per il Residenziale e Terziario, considerate le misure di intervento previste nel periodo (Standard Normativi, Conto Termico, Certificati Bianchi e Detrazioni Fiscali), si attende un risparmio di 4,9 Mtep/a Fonte: ENEA PAEE

9 Tipologie di interventi isolamento termico dell involucro edilizio (solaio di copertura, solaio su ambienti non riscaldati, pareti opache perimetrali disperdenti e riduzione dei ponti termici); sostituzione serramenti (infissi ad alta prestazione energetica, coibentazione cassonetti, elementi oscuranti); adeguamento del sistema di regolazione dell impianto di climatizzazione (installazione valvole termostatiche e simili); sostituzione del generatore di calore (caldaia a condensazione, pompe di calore, anche geotermiche); installazione di un sistema di domotica; sostituzione/rifacimento dell impianto illuminotecnico (corpi illuminanti ad alta efficienza); utilizzo delle fonti rinnovabili (pannelli solari termici, fotovoltaico, biomassa); sostituzione di scaldacqua elettrici con scaldacqua a pompa di calore 9

10 Definizione secondo il DLgs. 102/2014 n) «diagnosi energetica»: procedura sistematica volta a: fornire un adeguata conoscenza del profilo di consumo energetico di un edificio o gruppo di edifici, di una attività o impianto industriale o di servizi pubblici o privati, ad individuare e quantificare le opportunità di risparmio energetico sotto il profilo costi-benefici e riferire in merito ai risultati; Ovvero procedura volta all analisi di un edificio dal punto di vista energetico al fine di valutare l efficienza del sistema ed evidenziare i punti di maggiore criticità sui quali si può agire per ottenere una diminuzione della richiesta di energia primaria 10

11 L obbligo negli edifici pubblici DLgs 115/2008, Art.13: in caso di interventi di ristrutturazione degli impianti termici, compresa la sostituzione dei generatori, o di ristrutturazioni edilizie che riguardino almeno il 15 per cento della superficie esterna dell'involucro edilizio che racchiude il volume lordo riscaldato. L obbligo negli edifici residenziali Decreto Requisiti Minimi (DM 26/06/2015), prevede l'obbligo di diagnosi energetica dell edificio e dell impianto, nel caso di ristrutturazione, o nuova installazione, di impianti termici di potenza termica nominale del generatore >=100 kw, ivi compreso il distacco dall impianto centralizzato anche di un solo utente/condomino. Confronto le diverse soluzioni impiantistiche compatibili e la loro efficacia sotto il profilo dei costi complessivi (investimento, esercizio e manutenzione). 11

12 Chi la esegue? L auditor (o REDE, Referente della Diagnosi Energetica, ora auditor energetico) è la figura tecnica esperta che esegue ed è responsabile della procedura di audit. Può essere: un singolo professionista (libero o associato) una società di servizi (pubblica o privata, incluse le società d ingegneria) oppure un ente pubblico competente. Può avvalersi di sub contratti per lo svolgimento di specifiche attività comprese nella diagnosi 12

13 Come si svolge? il reperimento dei dati d ingresso (caratteristiche climatiche della località, dell utenza, l uso energetico dell edificio e le specifiche caratteristiche dell edificio e degli impianti) determinazione della prestazione energetica mediante applicazione di appropriata metodologia, relativamente a tutti gli usi energetici, espressi in base agli indici di prestazione energetica EP totale e parziali; l individuazione delle opportunità d intervento per il miglioramento della prestazione energetica in relazione alle soluzioni tecniche proponibili, ai rapporti costi-benefici e ai tempi di ritorno degli investimenti necessari a realizzarle. 13

14 Requisiti di qualità della diagnosi energetica Completezza il sistema energetico edificio-impiantistica di servizio deve essere definito in modo completo, comprendendo tutti gli aspetti della struttura edile e dell impiantistica correlata e a servizio dell edificio. Attendibilità i dati di input acquisiti e opportunamente catalogati dovranno riflettere l attendibilità dei dati di fatturazione dei servizi energetici e delle rilevazioni strumentali nonché della attrezzatura di misura al fine di permettere una corretta valutazione di calcolo dei consumi energetici. 14

15 Requisiti di qualità della diagnosi energetica Tracciabilità tutti i dati di input all analisi di diagnosi devono essere registrati al fine di permetterne una facile individuazione ai fini dell elaborazione degli stessi nell ambito dell analisi di calcolo. Utilità al committente dovrà essere rimessa una documentazione in forma tale da permetterne la comprensibilità e la capacità di decisione in merito all efficacia, all utilità degli interventi di efficientamento ed ai relativi aspetti costi/benefici. 15

16 Tracciabilità Completezza Utilità Attendibilità Scaricabile dal sito Fondamentale l utilizzo di software operativi. Software Energetico per Audit Semplificati - SEAS Collaborazione ENEA e Dipartimento di Ingegneria dell Energia, dei Sistemi, del Territorio e delle Costruzioni, Università di Pisa Ricerca di Sistema Elettrico, Accordo di Programma MiSE-ENEA 16

17 Fasi di sviluppo del SEAS 1. Analisi del sito e dell utenza Acquisizione delle informazioni e dei dati utili il contesto geografico climatico in cui l edificio è inserito; le caratteristiche del locale di progetto e quelle effettivamente realizzate; e modalità di conduzione del locale da parte dell utente. Acquisizione dei dati storici di consumo. Riferirsi ai dati reali (anche con l aiuto di strumenti di misura) 17

18 Fasi di sviluppo del SEAS 2. Rilievo dell involucro edilizio La modalità di determinazione dei fabbisogni di energia termica e l analisi dell involucro edilizio sono descritti dettagliatamente nella UNI/TS Rilievo delle caratteristiche dell involucro edilizio e stima delle dispersioni: Attraverso ponti termici (UNI EN ISO 14683) Verso ambienti non climatizzati (UNI EN 12831: 2006) Attraverso il terreno (UNI EN ISO 13370: 2008) Ventilazione; conferma dell eventuale documentazione acquisita e, in caso di incertezze, eventuali verifiche strumentali, se economicamente giustificabili. 18

19 Fasi di sviluppo del SEAS 3. Impianti di riscaldamento e ACS Rilievo dei consumi degli impianti termici (schemi funzionali, caratteristiche delle apparecchiature e dei componenti utili all esecuzione dei calcoli energetici), conferma dell eventuale documentazione acquisita ed effettuazione di eventuali verifiche strumentali. Per i calcoli delle prestazioni si fa riferimento alla UNI/TS , -4 nel caso di più generatori e per le pompe di calore 4. Illuminazione e utenze elettriche Per il calcolo dei consumi per le utenze elettriche in un edificio, la Normativa di riferimento è la UNI 15193:2008, ma anche UNI/TS

20 Fasi di sviluppo del SEAS 5. Produzione di energia da fonti rinnovabili I calcoli per la produzione di energia da impianti fotovoltaici, da impianti solari termici e da generatori a biomassa, che rappresentano le fonti di energia più utilizzate in ambito civile e terziario, fanno riferimento alla UNI/TS Inoltre si fa riferimento alla UNI TR per il calcolo dell energia raggiante incidente su una superficie orientata e inclinata (utile per la stima della produzione di energia dai pannelli fotovoltaici) 6. Metodi più accurati per la stima dei flussi energetici quantificare gli usi dell energia attraverso un analisi dettagliata delle caratteristiche del sistema zona condizionata-impianto. L analisi può includere misure in situ, per stimare parametri che condizionano significativamente i flussi energetici 20

21 Fasi di sviluppo del SEAS 7. Visualizzazione dei dati di consumo e report conclusivo L auditor deve presentare una relazione conclusiva in cui siano riportati, tra gli altri, i risultati più significativi del suo lavoro. La stesura di tale relazione deve essere ovviamente quanto più sintetica, ma allo stesso tempo esaustiva, possibile. a) descrizione dell edificio soggetto ad audit con un breve elenco dei componenti murari presenti e dell utilizzo dell edificio b) analisi del sistema edificio-impianto, prevede la citazione delle metodologie usate per l audit (ad esempio monitoraggi e/o calcoli analitici previsti da precise Normative ); c) proposta di interventi migliorativi e relativa analisi costi-benefici; 21

22 Struttura del SEAS Fasi di sviluppo del SEAS 22

23 Caso Studio Camaiore (LU) Analisi del sito Villetta di due piani, inserita in un complesso bifamiliare degli anni Ottanta e situato nella campagna di Camaiore (LU), in zona climatica D. Il lato lungo dell edificio si sviluppa sulla direttrice nordest-sudovest. La zona soggetta ad audit confina sul lato nordovest con un altra villetta di analoghe dimensioni e caratteristiche termostrutturali, non abitata nella stagione invernale e mantenuta a una temperatura di 15 C. Un edificio che si trova a nordest costituisce uno schermo alla radiazione solare diretta e diffusa e all irraggiamento verso il cielo per le pareti disposte su quel lato. Le rimanenti facce sono infine rivolte all esterno e prive di schermi. 23

24 Caso Studio Camaiore (LU) Gli impianti termici sono stati riqualificati recentemente (2007), con l installazione di: una caldaia a condensazione, valvole termostatiche nei locali climatizzati impianto solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria. Il vettore energetico utilizzato per la generazione di energia termica è il GPL, per mancanza di allaccio con la rete del gas naturale. Per un parziale riscaldamento del piano inferiore è stato inserito un camino a legna, utilizzato dall'utenza. È presente anche una pompa di calore split (usata in realtà principalmente d'estate, in quanto nel periodo invernale la caldaia è in grado di soddisfare interamente il fabbisogno richiesto). 24

25 Caso Studio Camaiore (LU) Tramite: profili di utilizzo dei locali comunicati dall utenza, dati di progetto informazioni ottenibili da sopralluogo Sono stati stimati fabbisogni per i servizi di riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria e i carichi elettrici, inclusa l illuminazione e gli ausiliari di impianto. I risultati calcolati dal software sono stati confrontati con i consumi medi degli anni 2009, 2010 e 2011, desunti dalle fatturazioni di energia elettrica (letture automatiche da contatore elettronico) e GPL, rifornito periodicamente in un serbatoio comune alle due villette del complesso bifamiliare, dotate di contatori separati. 25

26 Caso Studio Camaiore (LU) 26

27 Caso Studio Camaiore (LU) Proposte di interventi per la riduzione dei consumi e relative analisi economiche. isolamento della copertura, passando a una trasmittanza di 0.3 W/(m2K), nel rispetto della normativa vigente; per questo intervento si è ipotizzato di ottenere un contributo statale del 55% dell investimento in opere di riqualificazione energetica; installazione di una sonda climatica in centrale termica; installazione di un impianto fotovoltaico da 2 kw di picco in copertura ed accesso ai contributi del Conto Termico. Tutti e tre gli interventi proposti presentano un tempo di ritorno attualizzato decisamente inferiore alla loro vita utile stimata, rendendo economicamente convenienti gli investimenti. 27

28 Francesca Hugony ENEA Unità Tecnica Efficienza Energetica, Servizio Amministrazione Pubblica Locale 28