L ottimizzazione della prestazione energetica di un edificio con riferimento al protocollo LEED

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1 L ottimizzazione della prestazione energetica di un edificio con riferimento al protocollo LEED Fabio Viero, LEED AP Settore EnergiaLuceAmbiente Verona, 20 Ottobre 2011

2 Sommario Chi rappresento La prestazione energetica secondo LEED Casi studio

3 La mia società Società di ingegneria leader in Italia nella progettazione di impianti per edifici Anno fondazione 2010 (ma 40 anni di storia) Professionisti 160 Uffici Verona, Padova, Roma

4 Rapporti con Green Building Council Italia e LEED Manens-Tifs è: socio fondatore del Green Building Council (GBC) Italia membro del primo Comitato Esecutivo membro del primo Consiglio di Indirizzo 6 professionisti in posizioni di rilievo nei comitati tecnici del GBC Italia per stesura di LEED ITALIA 2009, tra cui: Andrea Fornasiero è il Presidente del Comitato Standard (Organo tecnico del GBC Italia) e Coordinatore del Gruppo NC Fabio Viero è il Coordinatore del Comitato Energia e Atmosfera Giorgio Butturini è membro del Comitato Qualità Ambiente Indoor e redattore dei crediti su luce naturale ed inquinamento luminoso 5 professionisti accreditati LEED (LEED AP) Che sono in grado di condurre i progetti alla certificazione LEED ed hanno l esperienza per consigliare soluzioni progettuali appropriate per massimizzare il punteggio LEED e contenere i costi di costruzione.

5 DISTINGUIAMO: METODI DI CALCOLO PER SIMULAZIONE ENERGETICA Certificazione energetica (nazionale): metodo di calcolo semplificato in regime quasi-stazionario base mensile Non considera compiutamente tutti i consumi energetici per il momento solo riscaldamento invernale, acqua calda sanitaria e fabbisogno frigorifero del solo involucro Calcolo in condizioni standardizzate. Obiettivo è il confronto tra edifici, meno l effettiva rispondenza ai consumi Certificazioni Sostenibilità Ambientale: Incentivano metodo di calcolo dettagliato in regime dinamico base oraria Contemplano TUTTI i consumi energetici (anche raffrescamento, illuminazione, e nel caso del LEED anche dell energia di processo) LEED e BREEAM richiedono anche una modellazione dettagliata dell impianto di climatizzazione secondo norma ASHRAE 90.1 Risultati più accurati, in particolare per edifici del terziario con utilizzo discontinuo Molto più complessa

6 SIMULAZIONE ENERGETICA DINAMICA secondo LEED ASHRAE APPENDIX G Normativa americana utilizzata in tutto il mondo Considera TUTTE le voci di consumo energetico incluso illuminazione ed energia di processo (per es. ascensori, computer, lavatrici, cucine, ecc.) Confronto tra la prestazione dell edificio progettato con quella di un edificio di riferimento (baseline building) L edificio di riferimento rappresenta un edificio di costruzione tradizionale : con max 40% sup vetrata distribuita uniformemente impiantistica definita a seconda della tipologia utilizzata per l edificio di progetto) stessi profili di utilizzo (orari e di carico endogeno) stessa energia di processo stessa posizione media dei 4 orientamenti Richiede una dettagliata simulazione dell impianto

7 COSA RICHIEDE LEED 2009 US? Software autorizzati: Energyplus, DOE-2 equest TRNSYS TRANE HAP Altri (ASHRAE 140) LEED US: costo energetico LEED Italia: energia primaria + via semplificata UNI-TS11300 (max 3 punti)

8 COSA RICHIEDE LEED 2012 US? Migliore prestazione energetica di riferimento (ASHRAE ) % calcolata rispetto alla media tra il costo e l energia primaria Stabilire obiettivo energetico prestazionale al Preliminare Analizzare almeno 9 opzioni di efficienza energetica: 6 di riduzione del carico (nel preliminare), 3 su strategie HVAC (nel definitivo) Descrivere come queste analisi hanno influenzato la progettazione OTTIMIZZAZIONE

9 COSA INCENTIVA LEED 2012 US? Nuova Sezione: Processo Integrato (punteggio ancora da definire) OBIETTIVI Sviluppare una comprensione delle relazioni tra i sistemi tecnologici, i sistemi naturali, gli occupanti nell ambito dell edificio, del sito, del contesto ed del suo utilizzo. Coinvolgere tutti i membri chiave del gruppo di progettazione con l obiettivo di prendere decisioni integrate che siano economicamente e ambientalmente efficaci durante tutte le fasi di progettazione e costruzione REQUISITI Dimostrare che le interazioni dei sistemi chiave sono identificate e analizzate per comprenderne gli effetti sulla massa, l involucro PRIMA di definire la FORMA dell edificio Effettuare simulazioni energetiche preliminari considerando almeno 3 opzioni per orientamento, WWR, vetrazioni, isolamento sup opache PRIMA dell inizio del preliminare. Descrivere come queste analisi iterative e comparative rispetto al riferimento hanno influenzato la progettazione nella ricerca di sinergie tra i sistemi (in particolare edificio-impianto) per massa, forma, aperture, involucro, prestazione, lay-out nel sito.

10 PROGETTAZIONE per PRESTAZIONI: Nuovo processo Progettazione Tradizionale - Lineare Progettazione Integrata Continua Ottimizzazione Enfasi sulle fasi preliminari e ottimizzazione di prestazioni/costi

11 PROGETTAZIONE per PRESTAZIONI: Nuovo processo

12 PROGETTAZIONE TRADIZIONALE: Competenze Tradizionali Progettazione Architettonica Progettazione Strutturale Architetto Progettazione Impianti Meccanici Progettazione Sistemi di Gestione Progettazione Impianti Elettrici

13 PROGETTAZIONE per PRESTAZIONI: Nuove competenze Valutare l efficacia di diverse soluzioni progettuali: Progettazione Architettonica l involucro l impianto Progettazione Strutturale SPECIALISTI SIMULAZIONI ENERGETICHE e DAYLIGHTING Obiettivo è ridurre i consumi energetici a parità di costo di costruzione Architetto + Progettazione Impianti Meccanici SPECIALISTA SOSTENIBILITA Progettazione Impianti Progettazione Sistemi di Gestione Progettazione integrata ASSISTITA L architetto è affiancato da uno Specialista di Sostenibilità che si avvale delle verifiche di Specialisti di Simulazioni Energetiche e di Daylighting Elettrici

14 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 1 Torre Uffici

15 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 1 Torre uffici Soluzione di facciata 1 Triplo vetro con serigrafia FS = 0,25 Tl = 0,35

16 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 1 Torre uffici Soluzione di facciata 2 Doppia pelle con schermature mobili FS = 0,47-0,10 Tl = 0,69

17 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 1 Torre uffici Analisi parametrica delle prestazioni energetiche (costo) di diverse soluzioni di involucro 180% 160% 140% 120% 100% 80% 60% 40% 20% 00% Facciata singola,vetr o triplo,g0.25 TL lux Facciata singola,vetr o triplo,g0.25 TL lux Facciata singola,vetr o triplo,g0.47 TL lux Facciata interattiva con veneziane esterne sempre stese G0.47 TL luxmoving solar stop blinds Facciata interattiva con veneziane esterne sempre stese G0.47 TL lux - Reg on/offmoving solar stop blinds Facciata interattiva con veneziane esterne sempre stese G0.47 TL lux - Reg dimmermoving solar stop blinds Facciata interattiva con veneziane esterne retrattili con angolo delle lamelle fisso, G0.47 TL luxfixed angle blind Facciata interattiva con veneziane esterne retrattili con angolo delle lamelle fisso, G0.47 TL l ux - Reg on/off-fixed angle blind Facciata interattiva con veneziane esterne retrattili con angolo delle lamelle fisso, G0.47 TL lux - Reg dimmerfixed angle blind Facciata interattiva con veneziane esterne retrattili e lamelle mobili, G0.47 TL luxmoving solar stop blindonifhighsola r Facciata interattiva con veneziane esterne retrattili e lamelle mobili, G0.47 TL lux - Reg on/offmoving solar stop blingonifhighsola r Facciata interattiva con veneziane esterne retrattili e lamelle mobili, G0.47 TL lux - Reg dimmermoving solar stop blindonifhighsola r Facciata interattiva con veneziane esterne retrattili e lamelle mobili, G0.47 TL lux - Reg on/offmoving solar stop blingonifhighsola r80w/m2 Lighting cost 28% 84% 21% 58% 39% 28% 58% 23% 18% 58% 21% 18% 29% Cooling cost 57% 81% 82% 69% 61% 57% 79% 64% 63% 84% 68% 67% 57% Heating cost 15% 13% 12% 13% 13% 14% 12% 13% 13% 11% 13% 13% 14%

18 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 1 Torre uffici Costi Per Produzione termica/frigorifera, illuminazione e aria esterna [euro] Baseline Post-VE -G0.25 TL lux Soluzione 1 - Triplo Post-VE - G0.25 TL lux - Reg on/off Post-VE -G0.25 TL lux - Reg dimmer Post-VE - G0.47 TL lux - Reg on/off Post-VE -G0.47 TL lux - Reg dimmer Soluzione 2 Doppia pelle Heating Cost Cooling cost Lighting Cost CostOA

19 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 1 Torre uffici

20 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 1 Torre uffici

21 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 2 Edificio Uffici

22 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 2 Edificio uffici Casi Analizzati WWR SHGC U [W/m2K] Tipo A Tipo B Tipo A e B Tipo C Caso 1 80% , ,25 Caso 2 80% , ,25 Caso 3 70% , ,25 Caso 4 70% , ,25

23 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 2 Edificio uffici Indici di fabbisogno energetico ambiente kwh/m Caso1- WWR=80% SHGC=0.37/0.25 Caso2- WWR=80% SHGC=0.25 Caso3- WWR=70% SHGC 0.37/0.25 Caso4- WWR=70% SHGC=0.25 Fabb termico [kwh/m2] Fabb frigorifero [kwh/m2] Fabb totale [kwh/m2]

24 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 3 Centro Congressi

25 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 3 Centro Congressi

26 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 3 Centro Congressi Analisi parametrica livello d'isolamento e percentuali di miglioramento rispetto a valori legislativi % -10% -20% -30% -40% Fabbisogno termico[kwh] Fabbisogno frigorifero[kwh]

27 OTTIMIZZAZIONE SCELTE PROGETTUALI Esempio 3 Centro Congressi Primary Energy Consumptions -Configurazione di Progetto [kwhep] Interior Lighting S pac e Heating S pac e C ooling Fan-Air S ystem Fan-Terminals P umps Receptacle Equipment P roc es s general S ervice Water Heating T hermal Panels PV B as eline P rog etto

28 Grazie per l attenzione Fabio Viero, LEED AP Settore EnergiaLuceAmbiente