AMBITO PRIMA TRAVERSA

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2 COMUNE DI CERVIA PROVINCIA DI RAVENNA REGIONE EMILIA ROMAGNA AMBITO PRIMA TRAVERSA RELAZIONE FATTIBILITÀ TECNICO ECONOMICA IMPIANTI File PT_PUA_G.09_Relazione fattibilità tecnico economica impianti_3.docx Pag. 1

3 INDICE 1 SCOPO DELLA RELAZIONE 3 2 RIFERIMENTI NORMATIVI 3 3 OBBLIGHI NORMATIVI REQUISITO 6.6 DELLA NORMATIVA REGIONALE: UTILIZZO DI FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI (FER) O ASSIMILATE Produzione di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria da FER Produzione di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria, per il riscaldamento e raffrescamento da FER Produzione di energia elettrica da FER 4 4 IL PROGETTO 4 5 LE SOLUZIONI ANALIZZATE SOLUZIONE A SOLUZIONE B SOLUZIONE C PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA DA FER: LE SOLUZIONI A CONFRONTO PRODUZIONE DI ENERGIA TERMICA E FRIGORIFERA DA FER: LE SOLUZIONI A CONFRONTO Soluzioni A e B: utilizzo di pompe di calore Soluzione C: gruppi termici a condensazione e pannelli solari termici Conclusioni 8 File PT_PUA_G.09_Relazione fattibilità tecnico economica impianti_3.docx Pag. 2

4 1 SCOPO DELLA RELAZIONE La seguente documentazione tecnica rappresenta un analisi dei benefici ambientali ed energetici ottenibili a seguito dell utilizzo e dello sfruttamento di energie rinnovabili ed assimilate nel comporto urbanistico a destinazione misto commerciale e residenziale in oggetto, a fronte dei costi d impianto delle stesse. Sono documentate le ragioni delle scelte progettuali in relazione a considerazioni di costiopportunità e alle prescrizioni normative in materia. 2 RIFERIMENTI NORMATIVI La valutazione della fattibilità tecnico economica dell'applicazione di impianti di produzione di energia basati sull'uso di fonti rinnovabili è richiesta dall art. 5, comma 4, lett.a della LR 26/2004. Tale norma, emanata il 23 Dicembre 2004, disciplina, in armonia con gli indirizzi della politica energetica nazionale e dell'unione Europea (Direttiva 2002/91/CE), gli atti di programmazione e gli interventi operativi della Regione e degli enti locali in materia di energia, al fine di promuovere lo sviluppo sostenibile del sistema energetico regionale garantendo che vi sia una corrispondenza tra energia prodotta, il suo uso razionale e la capacità di carico del territorio e dell'ambiente. Da questa discendono il Piano Energetico Regionale e la normativa Regionale sull efficienza energetica in edilizia, ovvero la DAL 156/08 e succesive modificazioni e integrazioni tra cui l ultima ad oggi disponibile DGR 1366/11, la quale recepisce anche le indicazioni nazionali in materia di energie rinnovabili (D.Lgs. 28/11, cosìdetto Decreto Rinnovabili ) anticipandone l entrata in vigore. 3 OBBLIGHI NORMATIVI La DGR 1366/11 in attuazione ed integrazione della DAL 156/08 impone alcuni obblighi normativi per le nuove costruzioni che sono di seguito riportati. 3.1 REQUISITO 6.6 DELLA NORMATIVA REGIONALE: UTILIZZO DI FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI (FER) O ASSIMILATE Produzione di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria da FER Nel caso di interventi di nuova installazione di impianti termici o di ristrutturazione degli impianti termici in edifici esistenti, l impianto termico e/o l impianto tecnologico idricosanitario deve essere progettato e realizzato in modo da garantire la copertura, tramite il ricorso ad energia prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili, di almeno il 50% dei consumi previsti per l acqua calda sanitaria Produzione di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria, per il riscaldamento e raffrescamento da FER Nel caso di edifici di nuova costruzione o di edifici sottoposti a ristrutturazione rilevante, e nei casi di cui alla Parte Prima, punto 3.1 lettera b), l impianto termico e/o l impianto tecnologico File PT_PUA_G.09_Relazione fattibilità tecnico economica impianti_3.docx Pag. 3

5 idrico sanitario deve essere progettato e realizzato in modo da garantire il contemporaneo rispetto della copertura, tramite il ricorso ad energia prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili, di almeno il 50% dei consumi previsti per l acqua calda sanitaria e delle seguenti percentuali dei consumi di energia termica: a) per gli interventi per i quali la richiesta di titolo edilizio è presentata dal 31 maggio 2012 e fino al 31 dicembre 2014: di almeno il 35% della somma dei consumi complessivamente previsti per l acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento b) per gli interventi per i quali la richiesta di titolo edilizio è presentata a partire dal 1 gennaio 2015: di almeno il 50% della somma dei consumi complessivamente previsti per l acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento Produzione di energia elettrica da FER Per tutte le categorie di edifici, così come classificati in base alla destinazione d uso all articolo 3 del Decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993, n.412, nel caso di edifici di nuova costruzione o di edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti, è fatto obbligo in sede progettuale di prevedere l utilizzo delle fonti rinnovabili a copertura di quota parte dei consumi di energia elettrica dell edificio. A tal fine, è obbligatoria l installazione sopra o all interno dell edificio o nelle relative pertinenze di impianti per la produzione di energia elettrica alimentati da fonti rinnovabili asserviti agli utilizzi elettrici dell'edificio, con caratteristiche tali da garantire il contemporaneo rispetto delle condizioni seguenti: a) potenza elettrica P installata non inferiore a 1 kw per unità abitativa e 0,5 kw per ogni 100 m 2 di superficie utile energetica di edifici ad uso non residenziale; b) potenza elettrica P installata non inferiore a: P = Sq /65, quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è presentata dal 31 maggio 2012 al 31 dicembre 2014, P = Sq /50, quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è presentata dal 1 gennaio 2015, dove Sq è la superficie coperta dell edificio misurata in m 2. 4 IL PROGETTO Le valutazioni economiche di seguito descritte si basano, stante la fase ancora in divenire della progettazione architettonica, sull adozione di schemi architettonici di massima Tanto premesso i dati di superficie slp utilizzati risultano i seguenti: residenze m 2 commerciale m 2 Villa Idrovora 900 m 2 File PT_PUA_G.09_Relazione fattibilità tecnico economica impianti_3.docx Pag. 4

6 Sono analizzate differenti ipotesi di intervento impiantistico a cui corrisponderanno costi differenti e differenti livelli di prestazioni energetiche complessive e di livello di sostenibilità raggiunto. Per il predimensionamento degli impianti di climatizzazione si è supposto che l intera superficie esterna dell edificio residenziale sia di tipo vetrato. In tali condizioni il maggior carico riguarda il regime estivo a cui corrisponde una potenza frigorifera indicativa pari a: volume lordo riscaldato m 3 numero di alloggi 171 unità poteza frigorifera per alloggio 8 kwfr fattore di contemporaneità 80% potenza frigorifera stimata 1000 kwfr Le stime di costo sono state condotte sulla scorta dei seguenti principi: utilizzo di stime parametriche relative ad interventi simili; utilizzo di prezzi di mercato correnti; utilizzo di prezziari di letteratura (DEI) Indipendentemente dalle ipotesi impiantistiche sussistono condizioni comuni che caratterizzato le architetture impiantistiche analizzate e che derivano da considerazioni generali di opportunità e di miglior funzionamento dei sistemi proposti. In particolare si hanno le seguenti condizioni comuni: 1. unica centrale di generazione dei fluidi per le residenze ed il commerciale; 2. produzione centralizzata dell acqua calda sanitaria; 5 LE SOLUZIONI ANALIZZATE Per il soddisfacimento dei requisiti sopra elencati vengono analizzate tre diverse configurazioni di impianti per la generazione dell energia da fonti rinnovabili: 5.1 SOLUZIONE A Nell ipotesi vengono presi in considerate le seguenti assunzioni di architettura di impianti: Residenze: generazione dei fluidi termovettori mediante pompe di calore condensate ad acqua di pozzo; realizzazione di impianto fotovoltaico sulla copertura; Zone commerciali: generazione dei fluidi termovettori mediante pompe di calore condensate ad acqua di pozzo (stessa centrale termica di edificio); File PT_PUA_G.09_Relazione fattibilità tecnico economica impianti_3.docx Pag. 5

7 realizzazione di impianto fotovoltaico sulla copertura della torre; Villa Idrovora: sistema interno di climatizzazione mediante VRV; 5.2 SOLUZIONE B Nell ipotesi vengono presi in considerate le seguenti assunzioni di architettura di impianti: Residenze: generazione dei fluidi termovettori mediante pompe di calore condensate ad aria; realizzazione di impianto fotovoltaico sulla copertura; Zone commerciali: generazione dei fluidi termovettori mediante pompe di calore condensate ad aria (stessa centrale termica di edificio); realizzazione di impianto fotovoltaico sulla copertura della torre; Villa Idrovora: sistema interno di climatizzazione mediante VRV; 5.3 SOLUZIONE C Nell ipotesi vengono presi in considerate le seguenti assunzioni di architettura di impianti: Residenze: sistema di riscaldamento mediante gruppi modulari a condensazione alimentati a gas metano; sistema di produzione di quota parte dell ACS mediante pannelli solari termici produzione dei fluidi refrigerati mediante gruppo frigorifero condensato ad aria posto sulla copertura dell edificio; realizzazione di impianto fotovoltaico sulla copertura; Zone commerciali: generazione dei fluidi termovettori mediante identico sistema previsto per l edificio; realizzazione di impianto fotovoltaico sulla copertura della torre; Villa Idrovora: sistema interno di climatizzazione mediante VRV; 5.4 PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA DA FER: LE SOLUZIONI A CONFRONTO Per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili si prevede l installazione di un impianto fotovoltaico realizzato con pannelli monocristallini di ultima tecnologia, aventi efficienza media del modulo superiore al 20%. La potenzialità di tale impianto è 140 kwp. I pannelli sono disposti orizzontalmente, a occupare circa 800 mq di copertura. La resa File PT_PUA_G.09_Relazione fattibilità tecnico economica impianti_3.docx Pag. 6

8 energetica risulta essere di circa kwh/anno, che corrisponde a una riduzione di emissioni di CO2 pari a 75.2 t all anno. Questa opzione è, in questa fase preliminare, l unica ritenuta valida per produzione di energia elettrica da FER, e pertanto rimane la stessa per le soluzioni A, B e C. L utilizzo di sistemi alternativi, quali ad esempio la cogenerazione, appare di difficile applicazione a questo stadio progettuale, in quanto non si hanno sufficienti dati sui profili d uso di alloggi e parte commerciale e non è possibile dimensionare l impianto in maniera tale che abbia un funzionamento pressoché costante nell arco dell anno con garanzie di elevata efficienza e redditività. La valutazione di questo, o eventuali altri sistemi compensativi, è comunque rimandata a una fase di maggior approfondimento del progetto. 5.5 PRODUZIONE DI ENERGIA TERMICA E FRIGORIFERA DA FER: LE SOLUZIONI A CONFRONTO Soluzioni A e B: utilizzo di pompe di calore L energia prodotta da una pompa di calore viene considerata, in quota parte, rinnovabile, qualora il rendimento della macchina sia elevato, ovvero consenta la produzione di energia termica o frigorifera a partire da un basso consumo di energia elettrica o gas metano. Essa infatti sfrutta il calore naturalmente presente in natura (il calore dell aria esterna o dell acqua di falda) per riscaldare/raffreddare l acqua dell impianto, a fronte di un ridotto dispendio di elettricità o gas. Le soluzioni A e B prevedono entrambe l utilizzo di pompe di calore elettriche: nel caso A si tratta di macchine condensate ad acqua, che hanno la loro sorgente di scambio nell acqua di falda (geotermia a ciclo aperto o a pozzo), mentre nell ipotesi B le macchine sono condesate ad aria. Il vantaggio dell utilizzo dell acqua di falda rispetto all area esterna è evidente: la sorgente termica ha un profilo di temperatura pressoché costante durante l anno, a differenza di quello dell aria esterna che varia in maniera inversamente proporzionale al fabbisogno del fabbricato. Questo spiega i rendimenti più elevati delle pompe di calore geotermiche, che sono inoltre maggiormente silenziose e possono essere collocate in ambiente interno. A fronte di un pressoché equivalente costo d impianto, il sistema geotermico garantisce una maggiore efficienza in fase di gestione. Nel caso specifico, però, sono state riscontrate una serie di difficoltà tecniche e amministrative che hanno portato ad abbandonare questa ipotesi. In seguito a un approfondimento fatto col Servizio Tecnico di Bacino Romagna, è emersa l impossibilità dell utilizzo della falda più alta (e quindi più economicamente vantaggiosa da intercettare) ed è stato prospettato un iter autorizzativo dall esito incerto. La soluzione con pompe di calore aria acqua non presenta invece difficoltà tecniche o autorizzative, le macchine saranno posizionate in copertura mentre al piano interrato, è presente un vano adibito a locale tecnologico, dove saranno installate le pompe di circolazione dei fluidi termovettori e di carico degli accumuli termici. Trattandosi di macchine ad inversione di ciclo sono idonee alla produzione dei fluidi termovettori per il riscaldamento invernale e per il raffrescamento estivo; le stesse pompe di calore garantiscono inoltre l energia per la produzione dell acqua calda sanitaria. Tale energia è prodotta gratuitamente nei mesi estivi, quando infatti le pompe di calore stanno producendo fluidi File PT_PUA_G.09_Relazione fattibilità tecnico economica impianti_3.docx Pag. 7

9 refrigerati per la climatizzazione, è possibile recuperare il calore estratto dai locali climatizzati per produrre acqua calda sanitaria anziché farlo condensare lato aria esterna. Vi sono quindi tutte le condizioni per il soddisfacimento dei requisiti di produzione del 50% di ACS da fonti rinnovabili e del 35% da rinnovabili per climatizzazione e acqua calda sanitaria Soluzione C: gruppi termici a condensazione e pannelli solari termici Nel caso in cui si preveda la realizzazione di un impianto di tipo tradizionale, l intera potenza in riscaldamento verrà supportata dalla centrale termica con integrazione dai pannelli solari termici collocabili in copertura. In mancanza di altre fonti di energia termica da rinnovabili oltre al solare termico, è ipotizzato un impianto che sia in grado di soddifare contemporaneamente il requisito del 35% sul fabbisogno complessivo del fabbricato, che quello del 50% per la sola ACS (che sarà anzi ampliamente superato). Ne deriva un impianto significativo con un extracosto rispetto alla soluzione con pompa di calore, pari a circa il 6% in più rispetto all importo complessivo degli impianti meccanici. A questa considerazione di natura economica si affiancano poi alcune difficoltà tecniche legate alla gestione dell impianto, che rischia di fornire un eccessivo quantitativo di acqua calda sanitaria in regime estivo, quando la radiazione solare aumenta notevolmente, rispetto a quello effettivamente consumato dall utenza. D altro canto, il dimensionamento per il solo soddisfacimento del requisito del 50% di ACS non consente il contemporaneo soddisfacimento del 35% sul fabbisogno complessivo di riscaldamento, raffrescamento e ACS, in quanto l edificio è molto vetrato e non si può pensare che il fabbisogno di ACS sia la voce preponderante di consumo annuale. Vi è inoltre il tema della superficie in copertura occupata dai pannelli, che risulta essere notevole volendo inclinarli e distanziarli in maniera ottimale, e andrebbe a togliere spazio al fotovoltaico Conclusioni Le considerazioni tecnico economiche sopra riportate, portano a concludere che, allo stato attuale della progettazione, la soluzione più conveniente nei confronti dell investitore, nei confronti dei futuri proprietari ovvero dei futuri gestori, sia quella di prevedere pompe di calore reversibili sia per la produzione di fluidi caldi e freddi che di acqua calda sanitaria, affiancate da un impianto fotovoltaico per la produzione di energia elettrica. File PT_PUA_G.09_Relazione fattibilità tecnico economica impianti_3.docx Pag. 8