COMUNE DI RUFFANO. PROV. di LECCE PROGETTO ESECUTIVO. Lavori per la realizzazione di impianto geotermico a bassa entalpia con distribuzione a soffitto

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1 Programma Operativo Interregionale "Energie rinnovabili e risparmio energetico" Linea di attività 1.3 "Interventi a sostegno della produzione di energia da fonti rinnovabili nell'ambito dell'efficientamento energetico degli edifici e utenze energetiche pubbliche o ad uso pubblico" All. 1 COMUNE DI RUFFANO PROV. di LECCE PROGETTO ESECUTIVO data: ottobre 2014 SCUOLA Primaria e dell'infanzia - via Monsellato (Torrepaduli) Lavori per la realizzazione di impianto geotermico a bassa entalpia con distribuzione a soffitto RELAZIONE TECNICA GENERALE e QUADRO ECONOMICO UFFICIO TECNICO COMUNALE PROGETTISTI : Arch. Marianna GNONI Ing. Rocco FRISULLO

2 RELAZIONE TECNICA GENERALE INQUADRAMENTO E NOTIZIE GENERALI L immobile oggetto del presente progetto è inserito nel Comune di Ruffano (provincia di Lecce) Comune di Ruffano : Misure Superficie : 38,82 kmq Classificazione Sismica: sismicità molto bassa Clima Gradi Giorno : 1362 Zona Climatica : C Accensione Impianti Termici Il limite massimo consentito è di 10 ore giornaliere dal 15 novembre al 31 marzo. L edificio, oggetto d intervento, è denominato Scuola Materna ed Elementare sito nel Comune di Ruffano (località Torrepaduli) in via Arc. Monsellato ang. via Colleoni individuato nel N.C.E.U al fg. 29 p.lle 337 e 837. L immobile ha una superficie coperta di 853 mq ed una superficie scoperta di 1614 mq. Si sviluppa su un unico piano ed è stato realizzato tra il 1961 e il 1975 la scuola elementare e nel 1988 la scuola materna. L immobile è a struttura mista, con muratura portante e tramezzature in conci di tufo e solaio in latero-cemento per la scuola elementare e con pilastri/travi in cls. armato, tramezzature in conci di tufo e solaio in latero-cemento per la scuola materna.- Le strutture,essendo l immobile antecedente al Dlgs 192/05, non sono conformi alle ultime normative vigenti sul contenimento dei consumi energetici e per questo L Amministrazione intende intervenire successivamente per migliorare la trasmittanza delle strutture disperdenti con sostituzione degli infissi e coibentazione delle strutture orizzontali e verticali.- Attualmente la Scuola è dotata di impianto di riscaldamento a metano con caloriferi per l intero edificio ed è privo di un sistema di raffrescamento.- La spesa sostenuta dall Amministrazione Comunale, relativamente al costo voce metano, nell anno 2010 è di euro 2.783,22 (mc ,00).- La realizzazione di un impianto geotermico completo (riscaldamento/raffrescamento) a servizio dell edificio consentirà : 1. un considerevole risparmio nei costi di esercizio per riscaldamento,raffrescamento e produzione acqua calda;

3 2. un considerevole risparmio nei costi di manutenzione (non è più necessaria la pulizia del camino, non è più necessario il controllo del bruciatore, non è più necessario l installazione di pericolosi serbatoi, ecc.); 3. riduzione generale delle emissioni CO2 e altre emissioni inquinanti in atmosfera in quanto la pompa di calore quando è in esercizio non emette alcuna sostanza dannosa: niente fumi ed emissioni in atmosfera ; 4. riduzione dell inquinamento acustico durante il funzionamento.- NOTA METODOLOGICA Partendo dal fatto che è cosa ormai nota a tutti che il crescente scarseggiare dell energia fossile porterà al conseguente rincaro della stessa, sarebbe utile sin ora attrezzarsi per ridurre la pericolosa dipendenza dal petrolio e dal gas, perseguendo l idea di rendersi il più possibile indipendenti energeticamente, in tutti i campi. Ancor di più in quelli che provocano maggiori danni al clima e, di conseguenza al benessere, alla salute e alla sicurezza dell uomo. Il vapore acqueo, l anidride carbonica, il metano sono solo alcuni dei gas che contrastando la cessione al cosmo delle radiazioni ad onde lunghe, e quindi del calore accumulato dalla Terra, provocano l aumento della temperatura media terrestre e causano il più noto effetto serra. Se poi pensiamo che il metano rimane nell atmosfera per circa anni, o che l anidride carbonica vi resta dai 50 ai 200 anni, o che tracce dell esafluoruro di zolfo si ritrovano dopo millenni, possiamo anche asserire che l atmosfera è, purtroppo la più grande discarica della Terra. Se poi pensiamo che l atmosfera è solo uno strato protettivo molto sottile la cui fragilità, secondo un paragone fatto da Norbert Lantschner, sta alla terra come un velo di rugiada sta ad una mela, la preoccupazione relativa alla salvaguardia del pianeta raggiunge davvero livelli allarmanti, perché anche se oggi fossero applicate tutte le misure previste per la riduzione delle emissioni di gas serra, si dovrà tener conto di un ritardo di decenni prima di poter registrare effetti positivi sul clima. A livello normativo le recenti norme statali di riferimento finalizzate alla riduzione dei gas serra e al contenimento dei consumi energetici sono il D.Lgs del 19 agosto 2005, n. 192 e il D.Lgs 29 dicembre 2006, n. 311, ormai noti a tutti. Oggi si ha la possibilità di scegliere in modo consapevole la classe di efficienza energetica da raggiungere, così si può chiedere al progettista di realizzare ad esempio una Casa di categoria A oppure B, oppure più semplicemente si atterrà alle condizioni standard di risparmio energetico minimo, della casa di tipo C pari a 70 kwh/m2a, secondo quanto richiesto dalla normativa vigente. Ma quali sono i vantaggi del costruire bio? Con il certificato energetico vengono resi trasparenti i futuri costi energetici, vengono facilitate le decisioni di acquisto o affitto, e per i proprietari c è la possibilità di prendere in considerazione per tempo gli investimenti da fare nel risparmio energetico. 2

4 La certificazione energetica ha inoltre l'obiettivo di: contribuire alla tutela dell'ambiente migliorare il confort abitativo stimolare i proprietari a procedere al miglioramento energetico dei loro immobili; documentare lo standard energetico e tecnologico dell'immobile; informare sugli impianti e i potenziali di risparmio energetico; rendere più trasparente il mercato immobiliare, perché consente un confronto dei consumi energetici collegati all'immobile; essere uno strumento di marketing. Quindi costruire una nuova casa seguendo i criteri dell abitare sostenibile e risanare il notevole patrimonio edilizio già esistente significa che i costi energetici possono essere minimizzati e che le perdite di energia possono essere ridotte, a vantaggio di notevoli guadagni termici. Le perdite d energia si possono diminuire mediante l utilizzo di qualche accorgimento tecnico di facile applicazione come realizzare costruzioni compatte, eseguire un ottimo isolamento termico e garantire una aerazione controllata, per evitare fenomeni di condensa interna. Ma anche i guadagni termici si possono incrementare mediante l utilizzo di qualche espediente come quello di sfruttare l irradiamento solare passivo, realizzando ad esempio delle serre solari sulla facciata Sud dell edificio; utilizzare in maniera attiva l energia solare, mediante l uso di collettori solare e/o fotovoltaici o infine impiegare l energia del sottosuolo, investendo nella geotermia. In particolare ciò che renderà l architettura sostenibile sarà il superamento della radicata tradizione costruttiva e delle consolidate procedure d'approccio, per porre all'inizio del processo progettuale, altri elementi e sistemi considerati fino ad oggi solo marginalmente, o solo nelle esperienze accademiche. Costruire edifici di elevata efficienza energetica non è difficile, è solo un po più impegnativa perché la progettazione deve essere mirata sin dal momento dell ideazione ed accurata nei dettagli. Il comfort, la fruibilità, la sicurezza e i costi di gestione di un edificio, nuovo o ristrutturato, dipendono, oltre che dalle caratteristiche architettoniche, anche dalle soluzioni tecnologiche adottate, sviluppate a mezzo di una progettazione integrata. L'efficienza di una struttura ecosostenibile si ottiene partendo da diversi semplici accorgimenti costruttivi, tra i quali si ricordano: l orientamento, la compattezza della forma, l isolamento termico, quello dal vento, l eliminazione dei ponti termici, la scelta degli infissi e delle schermature. 3

5 Se l orientamento, più fortunato verso Sud, è importante perché consente il migliore sfruttamento degli apporti solari in inverno e un facile ombreggiamento estivo, la compattezza della forma, incide sul fabbisogno energetico, perché lo scambio termico con l'ambiente esterno avviene tramite la superficie. Conferendo perciò all'edificio una forma compatta, il rapporto tra superficie e volume diventa più vantaggioso: in un edificio energeticamente efficiente dovrebbe essere < 0,6. Particolare attenzione verrà rivolta all isolamento termico che rappresenta la misura principale, quella più efficace e più economica, per ridurre il fabbisogno termico. I costi d'investimento si recuperano già entro pochi anni tramite i risparmi energetici ottenuti, tanto che, anche a prescindere dagli altri effetti positivi che comporta, permette di risparmiare il dieci per cento delle spese di riscaldamento. Inoltre va detto che una kwh risparmiata mediante l'isolamento termico vale di più di una kwh risparmiata con l'uso del più efficiente sistema di riscaldamento/raffrescamento, perché la vita dei materiali termoisolanti è molto più lunga rispetto a quella degli impianti. Determinante poi è la scelta dei materiali termoisolanti esistendo bilanci ecologici differenti, anche se tutti consentono un risparmio energetico maggiore rispetto all energia investita per la loro produzione. Diverso è se un isolante è di origine naturale oppure no. A titolo esemplificativo va detto che la quantità di poliuretano espanso rigido necessario per isolare una casa unifamiliare necessita di circa 4500 litri di gasolio per essere prodotto; isolando la stessa casa con materiale in cellulosa ne servono solo 60. E stato calcolato che con la differenza si può coprire il fabbisogno termico di un edificio a basso consumo energetico per quasi 40 anni oltre ad avere la sicurezza che si stanno usando materiali che non presentano impatti per la salute e per l ambiente. Se rilevante poi è l impermeabilità dell involucro al vento perché, come tutti sappiamo, le infiltrazioni d'aria incontrollate attraverso giunti e fessure aumentano il fabbisogno termico, considerevole importanza assume l eliminazione dei ponti termici che, aumentando notevolmente il fabbisogno termico, devono essere accuratamente evitati. Balconi ed altri elementi che normalmente sporgono dalla facciata devono essere costruiti anche senza diretto contatto con l'edificio e questo è tecnologicamente possibile se ci si avvale dei sistemi messi a punto dalla produzione di nuovi prodotti come i raccordi termoisolanti da inserire nei solai in fase di costruzione con i quali si possono realizzare dei cappotti esterni senza interruzioni. Altra tecnica i cui effetti sono importanti nella eliminazione dei ponti termici è quella che consiste nel realizzare murature esterne con blocchi rettificati, in modo da ridurre al massimo la 4

6 quantità di legante tra i giunti. Riducendo gli spessori, si riducono gli effetti dei ponti termici geometrici e si creano strutture più idonee ad accogliere i successivi strati isolanti adoperati per la realizzazione dei cappotti (interni e/o esterni). Particolare cura dovrà essere data alla posa in opera perché dovrà essere rispettato rigorosamente, lo schema della disposizione dei tasselli di ancoraggio per assicurare una perfetta adesione alla struttura principale. Infine, considerato che le finestre, necessarie ad illuminare gli ambienti con la luce naturale e per captare gli apporti termici solari, fanno perdere calore rispetto alle pareti, è utile dimensionarle in modo tale da non creare surriscaldamenti in estate. Infine non devono essere sottovalutate neppure le schermature visto che svolgono varie funzioni:ombreggiano da surriscaldamenti e riflettono la luce nella profondità dei locali migliorando così l'illuminazione naturale. Per svolgere queste funzioni le schermature dovrebbero essere regolabili. Dalle considerazioni sopraesposte, emerge che il mondo della tecnologia è in continua evoluzione, perciò è giunto il tempo di guardare oltre l orizzonte e capire le tendenze di domani. Non basterà applicare gli accorgimenti appena enunciati, sarà necessario progettare case intelligenti dotate di impianti che possano entrare in gioco nella gestione della casa anche in nostra assenza. Vi sono poi altri importanti aspetti, sia nel caso di una nuova costruzione ma più ancora nel caso del risanamento energetico di un immobile esistente, dove non è più possibile intervenire sulla struttura, che è il caso di prendere in considerazione. Questi sono tra gli altri, la ventilazione naturale e controllata, il recupero di calore, il riscaldamento e raffrescamento. Gli edifici energeticamente efficienti devono essere dotati di un impianto di ventilazione controllata che in effetti consuma energia elettrica, ma che ha due essenziali vantaggi: è più precisa nel regolare il ricambio d'aria e può recuperare calore dall'aria in uscita per mezzo di scambiatori che lo trasferiscono all'aria in entrata. Relativamente al riscaldamento e al raffrescamento degli edifici si sa che contribuiscono gli apporti solari captati dalle finestre e il calore emesso da persone ed apparecchi elettrici, ma questi contributi non sono normalmente sufficienti per portare la temperatura interna ai desiderati C, per cui si ha bisogno necessariamente di idonei impianti di riscaldamento e raffrescamento. Sarà quanto mai opportuna la scelta di un impianto del tipo a pavimento/soffitto, meglio ancora se alimentato da un impianto geotermico, in modo che d inverno possa essere utilizzato per il riscaldamento e d estate per il raffrescamento. 5

7 Attualmente le Fonti Energetiche Rinnovabili stanno vivendo una stagione di grande sviluppo a livello mondiale, assumendo un peso sempre maggiore nella produzione energetica. Com è noto queste fonti, oltre ad essere inesauribili, sono ad impatto ambientale nullo in quanto non producono né gas serra né scorie inquinanti da smaltire. Ecco perché i committenti dovrebbero sceglierle ed adoperarle. Parlando di committenti va da sé che non si deve pensare solo ai privati ma anche alle aziende e soprattutto agli enti pubblici, che oltretutto dovrebbero essere i primi ad avvalersene per dare il buon esempio. Pensiamo all enorme risparmio economico che potremmo avere e quante emissioni di CO2 potremmo evitare se tutte le strutture pubbliche e private esistenti fossero rese autonome energeticamente. Queste scelte costruttive sarebbero praticate più agevolmente se gli interventi normativi concorressero non solo a sostenere le costruzioni ecocompatibili ma anche la progettazione e l attuazione di strutture abitative dotate di impianti domotici. Uno dei vantaggi che si rendono disponibili con la scelta di usare fonti rinnovabili di energia, e che man mano che si esauriscono i combustibili fossili, saranno sempre più apprezzati e indispensabili, è il raggiungimento di gradi sempre più alti di autonomia energetica. Autonomia che si può raggiungere, attualmente, mediante l utilizzo di pannelli fotovoltaici e/o solari termici, o con l impiego di impianti geotermici e, là dove possibile, anche con l integrazione di impianti eolici o mini eolici. Chiaramente l integrazione contemporanea delle varie fonti energetiche è garanzia di una maggiore autonomia e di una più avanzata sicurezza energetica, soprattutto in presenza del rischio della indisponibilità di qualcuna di queste. L impianto fotovoltaico ha due vantaggi per il consumatore: da una parte garantisce la disponibilità d'energia elettrica in ogni momento e dall altro anche un guadagno, con il quale ammortizzare il costo dell impianto. La produzione di acqua calda sanitaria poi può essere garantita dall uso di collettori solari che riducono notevolmente i consumi energetici e che, in Puglia con la Legge Regionale n. 1 del 1 febbraio 2007, per gli edifici che assicurino il 50% dei consumi di acqua calda sanitaria prodotta da impianti solari termici viene riconosciuto uno sconto cospicuo sul calcolo del costo di costruzione. Una risorsa naturale e rinnovabile che, al momento non ha avuto ancora molti sviluppi nelle nostre aree perché le imprese attrezzate per questo tipo di lavoro si contano sulle dita di una mano e i tecnici e i committenti sono per il momento molto diffidenti è quella della geotermia. 6

8 Con questa tecnica il sottosuolo può essere utilizzato per l accumulo termico stagionale e come già accennato per produrre, quando serve, caldo o freddo. Oggigiorno un elevato risparmio energetico si può ottenere anche con fondazioni geotermiche integrate ad impianti di riscaldamento e/o di raffrescamento funzionanti con l energia del sottosuolo, utilizzando pali di assorbimento in calcestruzzo prefabbricati, o muri a diaframma e/o altri elementi strutturali a contatto con il terreno. Va sottolineato che la strategia di ridurre al minimo l introduzione degli impianti tradizionali nell edilizia o la loro sostituzione con impianti alimentati da fonti di energia rinnovabili è una soluzione di valore altamente sostenibile che riduce al minimo il trasferimento di calore dall interno degli edifici all esterno, rendendo più vivibile anche quest ultimo. Concludendo, l Amministrazione Comunale di Ruffano, si pone l obiettivo di rendere completamente autonome energeticamente le sue strutture pubbliche nel tempo con interventi atti a migliorare l efficienza energetica delle strutture (sostituzione di infissi, coibentazione strutture verticali ed orizzontali) e con l utilizzo di fonti rinnovabili di energia (impianti fotovoltaici, impianti geotermici).- Il presente progetto prevede l impianto geotermico a bassa entalpia per il riscaldamento/raffrescamento della Scuola Materna/Elementare sita in via Arc. Monsellato, loc. Torrepaduli nel comune di Ruffano.- Attualmente l edificio è servito da un impianto di riscaldamento tradizionale con radiatori in ghisa e caldaia a metano.- I consumi di metano registrati per la Scuola Materna/Elementare ( S = 853,00 mq ; V = 3.242,00 mc) risultano pari a 3.000/4.000 mc/anno Per calcolare quanta CO2 si produce : L unità di misura utilizzata è il TEP cioè la Tonnellata di Petrolio Equivalente. Il calcolo è semplicissimo: conoscendo il p.c.i. (potere calorifico inferiore) di qualsiasi fonte energetica (solida, liquida o gassosa) è possibile, con una semplice divisione, riportare tutto a petrolio equivalente. Es. un metro cubo di metano ha un p.c.i. pari a 8.150kcal. Essendo che il petrolio ha un p.c.i. pari a 9.000kcal/kg, dividendo per si ottiene 1,1. Per avere 1kg di petrolio equivalente servono 1,1 mc di metano. Ovviamente per avere 1 ton di petrolio equivalente, cioè una TEP, saranno necessari mc di metano. La introduzione della TEP è molto comoda per riportare tutte le diverse forme di energia ad una unica unità di misura. Per calcolare quanta CO2 si produce utilizzando una TEP è sufficiente moltiplicare per 3. Se utilizzo una TEP immetterò in atmosfera 3 tonnellate di CO2. Il grado di approssimazione di quanto detto è inferiore al 10%. 7

9 Nel nostro caso abbiamo: Per la Scuola Materna/Elementare TEP pari a : 4.000/1.100 = 3.64 TEP che moltiplicato per 3 corrisponde a 10,92 tonnellate di CO 2 annue immesse nell atmosfera e diviso il volume dell edificio corrisponde a 3,37 kg di CO 2 / m 3.- Essendo l impianto geotermico a 0 emissioni di CO 2 si prevede una riduzione delle emissioni del 100% ossia 10,92 tonnellate di CO 2 annue.- IMPIANTO AD ENERGIA GEOTERMICA Un impianto che funziona ad energia geotermica è composto da: SONDE GEOTERMICHE inserite in profondità per scambiare calore con il terreno; POMPA di CALORE installata all'interno dell'edificio (nella centrale termica esistente della Scuola Materna/Elementare in via Arc. Monsellato); SISTEMA di DISTRIBUZIONE del calore "a bassa temperatura" all'interno degli ambienti (impianti a soffitto radiante con pannelli radianti, bocchette di ventilazione, ecc ). Lo scambio di calore con il terreno avviene tramite sonde di captazione, installate con una perforazione del diametro di pochi centimetri, in un foro scavato nel cortile scoperto nella parte retrostante all'edificio scolastico, invisibile dopo la costruzione. Il numero delle sonde geotermiche e la profondità d'installazione (da 50 a 100 metri) variano in funzione dell'energia termica richiesta. Ogni sonda è formata da due moduli ciascuno dei quali costituito da una coppia di tubi in polietilene uniti a formare un circuito chiuso (un tubo di "andata" e uno di "ritorno") all'interno dei quali circola un fluido glicolato (miscela di acqua e anticongelante non tossico). La potenza termica si aggira a circa w per metro lineare di profondità a seconda del tipo di terreno. I tubi delle sonde sono collegati in superficie ad un apposito collettore connesso alla pompa di calore. Durante l'inverno il terreno ha una temperatura generalmente superiore a quella esterna, il fluido glicolato scendendo in profondità attraverso le sonde sottrae energia termica al terreno; ritornato in superficie ad una temperatura maggiore, provoca l'evaporazione del refrigerante che circola nel sistema della pompa di calore, il liquido si espande ed ASSORBE CALORE dalla sorgente esterna, ovvero, tramite le sonde geotermiche, dal terreno. All'uscita dell'evaporatore il fluido, ora allo stato gassoso, viene aspirato all'interno del compressore che, azionato da un motore elettrico, fornisce l'energia meccanica necessaria per comprimere il fluido, determinandone così un aumento di pressione e conseguentemente di temperatura. Il fluido viene così a trovarsi nelle condizioni ottimali per passare attraverso il condensatore (scambiatore). In questa fase si ha un nuovo cambiamento di stato del fluido, che passa dallo stato gassoso a quello liquido CEDENDO CALORE all'aria o all'acqua che sono utilizzate come fluido vettore per il riscaldamento degli ambienti e per la produzione di acqua sanitaria. 8

10 Il ciclo termina con la sua ultima fase dove il liquido passa attraverso una valvola di espansione trasformandosi parzialmente in vapore e raffreddandosi, riportandosi così alle condizioni iniziali del ciclo. Lo stesso identico sistema, con opportuni accorgimenti impiantistici, prevede anche il CONDIZIONAMENTO ESTIVO,in questo caso il ciclo viene invertito ed il sistema cede al terreno il calore estratto dall'ambiente interno raffrescandolo. In generale per il condizionamento estivo si è costretti al raffreddamento delle macchine frigorifere con l'aria, la cui temperatura di riferimento estiva è di 32º. Utilizzando le sonde geotermiche, la temperatura di riferimento è invece di circa 14º-16, il salto di temperatura nelle macchine che devono produrre acqua refrigerata a 7º, si riduce drasticamente, aumentando notevolmente la resa e riducendo, di conseguenza, in modo rilevante i consumi di energia ed i costi di gestione. A questo si aggiunge il vantaggio di poter effettuare anche un preraffreddamento dell'aria utilizzando direttamente il fluido circolante nelle sonde geotermiche, mentre l'acqua refrigerata viene usata solo per la deumidificazione raffreddando l'aria sotto il punto di rugiada. Con le pompe di calore si ha quindi il vantaggio di sfruttare una sola macchina, che grazie ad una valvola diventa reversibile poiché presenta la possibilità di invertire le funzioni dell'evaporatore e del condensatore, fornendo così aria fredda in estate e aria calda in inverno. L'inversione tra i due sistemi, riscaldamento e raffrescamento, può avvenire o con un'inversione sul ciclo o con un'inversione sull'impianto. La tecnica di prelevare calore con una sonda geotermica è altamente affidabile e fa ormai parte dei modi convenzionali di riscaldamento, ben conosciuta e sfruttata in tutto il Nord Europa e negli Stati Uniti. A titolo di esempio, una pompa di calore collegata ad una sonda geotermica inserita a circa m di profondità estrae dal suolo una potenza geotermica sufficiente per riscaldare un abitazione unifamiliare standard. L efficienza di una pompa di calore è rappresentata dal coefficiente di prestazione COP (Coefficient of Performance), inteso come rapporto tra l energia termica resa al corpo da riscaldare e l energia elettrica consumata perché possa avvenire il trasporto di calore medesimo. Un valore di COP tipico di un sistema piuttosto efficiente, può essere considerato pari a 3 (valori normali sono compresi tra 2,5 e 3,5): ciò significa che per ogni kwh di energia elettrica consumato, la pompa di calore renderà 3 kwh d energia termica all ambiente da riscaldare. La termodinamica ci insegna, ma ce lo suggerisce anche il buon senso, che il lavoro necessario per portare l energia termica da un livello di temperatura più basso ad uno più alto è proporzionale a tale dislivello o salto di temperatura. Da ciò consegue la prima buona regola energetica di utilizzare per il riscaldamento di ambienti abitati, che vanno mantenuti a temperatura di comfort intorno ai 20º, temperature per i fluidi di riscaldamento degli impianti non superiori ai 35º sufficienti allo scopo. Con acqua disponibile a 10º-15º, il salto di temperatura è conseguentemente di solo 20º-25º e, in queste condizioni, il rapporto tra calore reso all impianto di riscaldamento e la potenza richiesta dalla pompa di calore nelle buone macchine moderne si aggira intorno a 4, potendo giungere anche a 5. Ciò significa che, spendendo 1 kw elettrico per l azionamento dell impianto si ottengono almeno 4 kw termici per l utenza; gli altri 3 KW, ovvero il 75% del fabbisogno termico, vengono prelevati dall ambiente e, più precisamente, nel caso da noi ipotizzato, dal sottosuolo; di conseguenza si può propriamente parlare di fonte geotermica. 9

11 La realizzazione di un impianto geotermico completo (riscaldamento/ raffrescamento) è senz'altro la soluzione più conveniente, in quanto comporta un minor tempo di ammortamento del costo dell'impianto. Alcuni dati di letteratura mostrano infatti un costo specifico medio per unità di calore prodotto pari a 1/3 di quello di un impianto tradizionale con caldaia a gasolio e 1/2 di quello di un impianto tradizionale con caldaia a metano. L'impianto a sonde geotermiche può essere applicato anche nel caso di modifica o RISTRUTTURAZIONE di IMPIANTI ESISTENTI; i considerevoli risparmi nei costi di esercizio consentono infatti buoni margini per ripagare gli investimenti richiesti. Costi di Esercizio La gestione di una pompa di calore con sonda geotermica è semplicissima: un'unica "macchina" può gestire il riscaldamento, il raffrescamento e la produzione di acqua calda. La macchina è programmabile con grande flessibilità, affinché ogni esigenza di riscaldamento sia soddisfatta ad un costo contenuto. E' ideale per gli impianti di riscaldamento ad alto comfort, come le serpentine a pavimento o i corpi riscaldanti a bassa temperatura. Lo spazio occupato da una pompa di calore è come quello di un frigorifero. Con misure così ridotte la macchina può essere installata in qualsiasi locale di servizio, anche nella lavanderia. Per la valutazione dei costi di esercizio assumiamo come costi di riferimento: GPL 0,97 /l, Gasolio a 0,99 /l, Metano a 0,54/S m³ in caso di variazione dei prezzi è semplicissimo ricalcolare i costi di esercizio conseguenti. Con le condizioni sopra citate i costi risultano: INVERNO Riscaldamento con GPL 0,181 /Mcal Riscaldamento con gasolio 0,138 /Mcal Riscaldamento con metano 0,077 /Mcal Riscaldamento geotermico 0,041 /Mcal 10

12 ESTATE Condizionamento tradizionale 0,070 /Mfrig Condizionamento geotermico 0,028 /Mfrig e le riduzioni Riscaldamento geotermico rispetto al GPL - 80% Riscaldamento geotermico rispetto al gasolio - 75% Riscaldamento geotermico rispetto al metano - 50% RISPARMIO con Condizionamento geotermico rispetto al tradizionale - 60% DESCRIZIONE IMPIANTO DI PROGETTO L impianto termo meccanico prevede : 1. pompa di calore di 34,7 kw 2. n 6 sonde geotermiche P = 75 w X 80 ml (prof.) x n. 6 pozzi = 36,00 KW termiche. 3. sistema di riscaldamento/raffrescamento con pannelli radianti a soffitto MODALITA DI ESECUZIONE E COMPLETAMENTO DEL PERFORO Le perforazioni necessarie al funzionamento dell impianto in progetto sono in numero di 6. Esse saranno realizzate ad una distanza reciproca di circa 8 mt.- Ogni perforazione sarà spinta ad una profondità massima di 80 mt dal piano campagna e dovrà avere un diametro minimo di 150 mm in modo da permettere un agevole installazione delle tubazioni nonché consentire la realizzazione di un efficace cementazione del perforo. La ditta esecutrice dovrà prelevare e custodire campioni dei vari tipi di roccia rinvenuti durante la perforazione, al fine di ricostruire l assetto stratigrafico dell area. Nel caso in cui durante la perforazione si dovesse intercettare una falda acquifera superficiale essa dovrà essere isolata mediante l utilizzo del rivestimento in avanzamento. Terminata la perforazione si procederà all installazione della sonda di calore. Ogni sonda è formata da n 2 moduli, ciascuno dei quali costituito da una coppia di tubi uniti a formare un circuito stagno senza saldature e giunzioni (un tubo di andata e uno di ritorno ) all interno dei quali circola il fluido refrigerante. Insieme alle tubazioni delle sonde dovrà essere installato un altro tubo che servirà per iniettare da fondo foro la miscela cementizia. Le operazioni di cementazione del perforo dovranno essere svolte con la massima attenzione. Mediante un sistema di pompaggio si dovrà iniettare, attraverso l apposita tubazione, una miscela cementizia costituita da cemento acqua e bentonite. L iniezione della miscela cementizia dovrà essere effettuata fino a che essa, in risalita dal fondo, non raggiungerà il piano campagna,in modo da avere una completa impermeabilizzazione lungo tutta la lunghezza del foro. Dopo l inserimento delle sonde geotermiche nel terreno si eseguono i collegamenti superficiali fino ad un pozzetto ispezionabile. 11

13 Nonostante durante la fase di realizzazione l impatto visivo delle lavorazioni sia forte, una volta ultimati i lavori, l impianto geotermico scompare. Ciò che rimane visibile di un impianto geotermico è la sala tecnica. Per ogni tipologia di impianto vengono opportunamente dimensionate le pompe di calore, gli accumuli inerziali, i bollitori per l acqua calda sanitaria, i circuiti e gli scambiatori di calore per il natural cooling. MODALITA DI POSA IN OPERA DEI PANNELLI RADIANTI A SOFFITTO Le varie fasi per la posa in opera dei pannelli radianti sono: 1. fissaggio della rete di distribuzione al soffitto 2. montaggio delle sottostrutture 3. fissaggio degli elementi a soffitto attivi alla sottostruttura 4. collegamento degli elementi a soffitto alle tubazioni di adduzione 5. risciacquo ed esecuzione della prova a pressione 6. isolamento completo delle tubazioni di distribuzione ed adduzione 7. montaggio degli elementi a soffitto nelle aree inattive 8. stuccatura della struttura a soffitto 9. lavorazione della superficie. La sottostruttura sarà realizzata in metallo fissata direttamente e dovrà essere in grado di sopportare il peso totale dei pannelli a soffitto, pari a circa 17 kg/mq. I profili di sostegno della sottostruttura dovranno essere sempre allineati al bordo longitudinale dei pannelli a soffitto per riscaldamento/raffrescamento. Inoltre dovranno essere fissati sulla parte superiore delle striscie in cartongesso nascoste dell elemento a soffitto per il raffrescamento. Per il montaggio del sistema riscaldamento/raffrescamento a soffitto sarà necessario utilizzare un sollevatore meccanico così da sollevare senza problemi i pannelli. I pannelli del sistema riscaldamento/raffrescamento a soffitto possono essere fissati solo tramite l uso di viti standard a fissaggio rapido con filettatura a passo grosso della lunghezza di l= 55 mm e dello spessore di s= 3,9 mm nei fori già praticati sul lato visibile. Avvitamenti non in corrispondenza dei punti di fissaggio previsti possono danneggiare il tubo di distribuzione. Le aree a soffitto inattive saranno chiuse utilizzando comuni pannelli in gesso rivestito dello spessore di 15 mm in modo da realizzare un rivestimento a due strati. In queste aree le sottostrutture devono essere sufficientemente resistenti. Gli elementi di arredo a soffitto quali luci, prese d aria ecc. possono essere posizionate solo nelle aree inattive. Il loro posizionamento corretto sarà definito durante la progettazione esecutiva del soffitto stesso. I profili longitudinali semiarrotondati e livellati dei pannelli del sistema di riscaldamento/raffrescamento a soffitto e le teste delle viti per il relativo fissaggio dovranno essere stuccati. La stuccatura del soffitto deve essere eseguita tramite stucchi per giunti tipo Lafarge Lafillfresch B45 o Lafarge Lafillfresch B90 e utilizzando del nastro di armatura in carta. Il lavaggio deve essere eseguito dopo il montaggio degli elementi a soffitto nelle aree inattive. Al termine del processo di riempimento deve essere eseguito l allacciamento idraulico delle singole condutture in base al sistema Tichelmann oppure il collegamento diretto del circuito di riscaldamento/raffrescamento al relativo collettore. 12

14 Durante il processo di sfiato, per l eliminazione di tutte le bolle d aria, deve essere garantito un valore minimo per la portata d acqua. Questo valore corrisponde a 0,8 l/min, pari a una velocità di flusso di 0,2 m/s. La prova di pressione deve essere eseguita dopo lo sfiato delle tubazioni. Ruffano, ottobre 201 I Progettisti: Arch. Marianna GNONI Ing. Rocco FRISULLO 13

15 PROGETTO ESECUTIVO - Lavori relativi alla realizzazione di impianto geotermico a bassa entalpia con sistema di distribuzione a soffitto Scuola materna/elementare - via Arc. Monsellato, RUFFANO (loc. Torrepaduli) - Programma Operativo Interregionale Energie Rinnovabili e Risparmio Energetico Linea di attività 1.3 "Interventi a sostegno della produzione di energia da fonti rinnovabili nell ambito dell efficientamento energetico degli edifici e utenze energetiche pubbliche o ad uso pubblico" QUADRO ECONOMICO N. CODICE DESCRIZIONE IMPORTO A) Somme per Lavori 1 A1 Importo Lavori a base d'asta ,00 2 A2 Oneri della sicurezza non compresi nei prezzi di stima 5.520,00 3 A Importo Lavori ,00 B) Somme a Disposizione dell'amministrazione 4 B1 Lavori in economia esclusi dall'appalto - B2 Spese Tecniche Generali 5 B2.1 Spese tecniche generali,direzione lavori, coordinamento della sicurezza in fase di esecuzione, assistenza giornaliera e contabilità ,00 B2.2 Collaudo e Ceertificazione Impianto 3.800,00 6 B3 Spese per attività di supporto 2.000,00 7 B4 Incentivo art.92 comma 5 del Decreto Legislativo n 163/ ,00 8 B5 Spese per Commissioni Aggiudicatrici 2.000,00 9 B6 Sistemi di acquisizione dati, anali e monitoriaggio 4.000,00 10 B7 Spese di pubblicità 1.500,00 B8 I.V.A. e Cassa 11 B8.1 I.V.A. 22% su spese tecniche generali ecc..., spese per sistemi di acquisizione dati ecc.. e spese relative alla pubblicità dei bandi e avvisi (B2+B6+B7) ,80 B8.2 CASSA su B ,60 B8.3 I.V.A. 10% sui Lavori ,00 12 B9 Imprevisti ed Arrotondamenti 2.943,60 13 B Totale Somme a Disposizione dell'amm.ne ,00 C IMPORTO TOTALE DI PROGETTO (A+B) ,00 14

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