MONITORAGGIO DEL CONSUMO ENERGETICO DELLA SCUOLA

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1 MONITORAGGIO DEL CONSUMO ENERGETICO DELLA SCUOLA Obiettivi: I principali obiettivi del monitoraggio energetico della scuola sono: Rendere gli alunni e tutto il personale della scuola consapevoli dei consumi energetici della scuola Spiegare come i cambiamenti climatici stagionali e i diversi tipi di attività scolastiche influenzano il livello di consumo L idea di fondo è che i risultati del monitoraggio e un aumentata conoscenza dei temi energetici creino le basi per un cambiamento nel comportamento delle persone a scuola finalizzato alla riduzione del consumo energetico. È auspicabile inoltre che gli alunni portino questa conoscenza a casa e incoraggino la propria famiglia a ridurre i consumi energetici. Vi consigliamo di vedere le schede di altre attività per aumentare la conoscenza degli alunni sui temi dell energia. L obiettivo finale è usare l energia in modo più efficiente per contribuire a combattere il surriscaldamento globale e proteggere l ecosistema planetario. Descrizione generale dell attività: Per un intero anno scolastico I bambini registrano: Il consumo energetico settimanale Le temperature media esterna La principali attività scolastiche settimanali che potrebbero modificare in un senso o nell altro il consumo di energia. Per es. una classe potrebbe essere assente durante una gita, oppure la scuola potrebbe essere usata al di fuori dell orario scolastico da un gruppo Si può considerare un arco di tempo più breve. Comunque il consumo energetico può variare in modo significativo nell arco di un anno. Quanto più è lungo il monitoraggio energetico, quanto più significativi e utili sono i dati raccolti. Di conseguenza consigliamo di condurre il monitoraggio per almeno 12 settimane. Il periodo di monitoraggio dovrebbe includere ognuna delle tre stagioni in cui si frequenta la scuola. Vi suggeriamo caldamente di far registrare ai vostri alunni i dati sul sito web dove un gran numero di scuole da tutta l Europa hanno già inserito i dati raccolti durante il progetto. Niente panico! Ci sono, più avanti, cinque appendici chiamate aiuti per Page 1 di 16

2 aiutarvi nel monitoraggio e nelle fasi di registrazione, anche la vostra agenzia locale per l energia può darvi una mano. Informazioni basilari sulle diverse fonti di energia: A scuola e nelle abitazioni l energia viene utilizzata per riscaldare e refrigerare gli spazi, per riscaldare e raffreddare l acqua, per l illuminazione e per gli elettrodomestici. L energia viene fornita alla scuola da un fornitore di energia. L energia può essere prodotta a partire da: Combustibili fossili (petrolio, carbone, gas naturale); Rifiuti; Uranio (energia nucleare); Fonti di energia rinnovabile. I combustibili fossili contribuiscono all emissione di CO 2 e di zolfo e di composti dell azoto; I rifiuti in alcune regioni vengono utilizzati come carburante per riscaldare quartieri e fornire energia agli stabilimenti o per produrre propano (un tipo di gas che può essere bruciato come il gas naturale). L utilizzo dei rifiuti come fonte di energia diminuisce la necessità di costruire discariche che possono inquinare l acqua, puzzano e deturpano il paesaggio. L uranio è un altra fonte importante di energia. Mentre in generale non contribuisce all inquinamento, essa può costituire un rischio per la salute, a causa della radioattività (diretta e dei rifiuti di lavorazione), che è considerato inaccettabile in alcune regioni. NB: Anche se in Italia l utilizzo ne è proibito, il nostro paese importa energia da paesi dove l energia nucleare è utilizzata; Le fonti di energia rinnovabile sono delle risorse che, pur non essendo immuni da impatti ambientali, una volta consumate, vengono create nuovamente dalla natura in un periodo di tempo relativamente breve. comprendono: energia idroelettrica (fiumi/dighe) energia eolica, energia solare biomassa (prodotti vegetali) energia geotermica (calore sotterraneo) energia delle onde L energia idroelettrica viene prodotta da turbine che vengono fatte giurare dal flusso d acqua di un fiume. Normalmente questo flusso viene prodotto creando una diga attraverso una valle fluviale montana Energia eolica prodotta dalle turbine eoliche (mulini a vento) L energia solare usa le radiazioni solari per riscaldare dei pannelli speciali (termici) che trasferiscono il calore all acqua che può essere utilizzata nelle abitazioni. Si può anche produrre energia elettrica attraverso le celle fotovoltaiche (pannelli solari molto più costosi) La biomassa esiste in varie forme ma deriva sempre dalle piante. L olio di palma, di colza e di altri semi può alimentare motori a combustione interna e può sostituire Pag 2 di 16

3 o sommarsi al diesel. Il legno e i pellet di legno possono essere bruciati in caldaie per riscaldare l acqua per gli edifici o per produrre energia elettrica negli impianti di produzione. I rifiuti vegetali possono essere digeriti per produrre gas metano che può essere poi bruciato per riscaldare o produrre energia. La biomassa è virtualmente a produzione anidride carbonica zero, perchè le piante l hanno assorbita durante la loro crescita e la rilasciano durante la combustione. Altre piante quindi l assorbiranno e il ciclo continuerà. Teleriscaldamento E un sottoprodotto di una o più delle modalità di produzione energetica sopra descritte. Contribuisce a ridurre le emissioni di gas serra e altri inquinanti. Pag 3 di 16

4 Materiali richiesti: Accesso ai contatori e ai dati relativi al consumo energetico settimanale (grazie al personale della scuola); Termometro esterno; Connessione Internet per la registrazione dei risultati nel database del sito Calendario e orari di utilizzo della scuola da parte di utenti esterni e interni alla scuola. Capacità richieste: Lettura dei contatori*, Misurare la temperature in gradi centigradi* Comprensione e creazione di grafici e tabelle * Utilizzo di database on-line (eventualmente con l aiuto degli insegnanti)* Conoscenza del concetto di area e suo calcolo * Conoscenza basilare dei kwh Confrontare il tempo meteorologico e il clima di altre nazioni **, Confrontare gli edifici scolastici e la produzione di energia di altre nazioni ** Elaborazione di presentazioni per illustrare i risultati ** * requisiti minimi (ovviamente l età e le capacità degli studenti influenzeranno il loro coinvolgimento). ** possibili attività di approfondimento. Coerenza di questa attività con la programmazione scolastica: Questa attività si presta molto bene per lezioni di matematica, scienze, fisica e geografia. Le attività di approfondimento possono stimolare le capacità linguistiche per esempio parlando, ascoltando, elaborando una presentazione per altri, ecc. Contatti con studenti di altre lingue possono essere facilitati dalla comunità di AL e da quella che inserisce dati sul sito. Sicurezza: A seconda di dove sono collocati i contatori, gli alunni potrebbero aver bisogno di essere accompagnati da un adulto. Fasi dell attività: 1. concordare con il custode e con il dirigente scolastico le modalità con le quali gli studenti avranno accesso alle Durata: Preparazione un incontro con il Pag 4 di 16

5 informazioni necessarie sul consumo energetico. 2. modificare le tabelle del I, II e III aiuto in base alle necessità dettate dal tipo di energia consumata, dai contatori accessibili e dalle informazioni disponibili sulla bolletta. È consigliabile consultare il custode per le informazioni relative alle condizioni della scuola. In alternativa possono farlo gli alunni stessi. 3. Registrarsi su vedi IV aiuto per le istruzioni relative). 4. spiegare l esercizio agli studenti. 5. dividere la classe in 3 gruppi (uno per ogni stagione) ogni gruppo a turno raccoglierà e registrerà i dati. In alternativa più gruppi possono lavorare in parallelo registrando gli stessi dati. Quest ultima soluzione assicura che tutti gli alunni partecipino e la lettura multipla offre l opportunità di individuare eventuali errori di lettura del contatore e di calcolo. 6. determinazione accurate del consumo energetico della scuola I gruppi responsabili del monitoraggio devono avere accesso ai diagrammi del consumo energetico o ai contatori Ogni settimana devono essere registrate tutte le forme di energia utilizzate (ved. I aiuto) Assicurarsi che le letture siano fatte ogni settimana nello stesso momento, per esempio lunedì mattina alla prima ora. Se la scuola utilizza solo l elettricità per le apparecchiature, incluse quelle che riscaldano e rinfrescano, è facile calcolare il consumo leggendo il contatore elettrico. Ricordate che la scuola può avere numerosi contatori. Se la scuola utilizza alter fonti di energia (petrolio, teleriscaldamento, gas metano, energia eolica, energia solare, pompe di calore, ecc.) anche questo consumo deve essere registrato. Alcune di queste forme di energia non vengono misurate in KWh, ma in altre unità di misura che devono essere convertite in KWh. In alcuni casi non è possibile registrare I consumi settimanali e i dati devono essere ricavati per esempio dalle bollette mensili. In alcune scuole I custodi prendono nota regolarmente del consumo di energia elettrica e totale e sarò in grado di fornire i dati necessari agli alunni, se necessario. In alternativa si potrà chiedere assistenza al fornitore di energia, all agenzia locale per l energia o al partner italiano di AL. custode e con il dirigente scolastico. Introduzione ½ lezione Attività di monitoraggio dell energia da 15 a 30 minuti ogni settimana per il gruppo responsabile di raccogliere i dati Pag 5 di 16

6 7. misurazione accurate della temperature esterna naturalmente la necessità di riscaldare o rinfrescare l ambiente dipende dalla temperature esterna. La necessità di riscaldare lo spazio è significativamente maggiore in una fredda mattina di inverno che in una calda giornata quasi estiva. È necessario quindi considerare il consumo energetico della scuola in relazione con la temperatura esterna. La temperature può essere facilmente misurata con un termometro da esterno posizionato in una posizione riparata dal sole. Fate più letture giornaliere possibili e cercate di farle in un orario fisso del giorno durante tutta la settimana (per esempio ogni quattro ore). Calcolate la temperatura media ogni settimana usando il III aiuto. Nel caso in cui in una settimana abbiate qualche problema di lettura della temperatura potete ottenere i dati dalla stazione meteorologica regionale o nazionale che registra le temperature medie su base settimanale, spesso reperibili su Internet. 8. Calcolare il consumo energetico specifico Il consumo energetico di una scuola grande è presumibilmente maggiore di quello di una scuola piccola. L area che bisogna riscaldare o raffreddare è maggiore e il numero di bagni, lavandini, docce, luci ed elettrodomestici è maggiore perché ci sono più studenti che frequentano la scuola. Per confrontare le misure di diverse scuole bisogna trovare il consumo energetico specifico. Il consumo energetico specifico della scuola è il consumo totale diviso per l area da riscaldata o raffreddata (KWh/m 2 ). L area riscaldata viene definita come l area totale calpestabile di tutte le stanze la cui temperatura supera i 15 (per esempio sono escluse stanze quali le soffitte, le cantine e i magazzini refrigerati). L area raffreddata viene definita l area totale calpestabile di tutte le stanze dotate di condizionatori. Sono quindi necessarie le mappe della scuola. Sebbene alcune stanze possano essere sia riscaldate sia refrigerate la loro area non viene contata due volte. 9. Calcolare il livello di attività Anche il livello di attività a scuola influenza il consumo energetico. Se un numero significativo di studenti sono in gita scolastica, quel giorno o quella settimana il consumo energetico sarà probabilmente più basso (dovrebbe!). Se gli edifici della scuola vengono usati per la scuola serale o altre attività dopo il normale orario scolastico, in quei giorni il consumo sarà probabilmente Pag 6 di 16

7 più alto. È necessario quindi prendere nota dei cambiamenti nel livello di attività negli edifici scolastici. Si può avere un indicazione a riguardo leggendo i calendari e gli orari della scuola. 10. Registrare i dati su Dopo aver raccolto i dati bisogna inseririli nel database del sito web www. sustain.no. Su questo sito è possibile vedere i risultati sotto forma di grafici che vengono visualizzati automaticamente, confrontare i risultati con quelli di altre scuole e ricevere dei feedback da altre scuole. IL IV aiuto spiega come usare il sito web. 11. Prima si discutono i dati degli studenti, poi quei dati possono essere confrontati con quelli di altre scuole. Esempi di argomenti di discussione potrebbero essere: Il consumo energetico aumenta al diminuire della temperature? Il consumo energetico diminuisce all aumentare della temperature? Come cambia il consumo energetico da una stagione all altra? L energia utilizzata a quale scopo contribuisce in maniera preponderante al consumo energetico? A quanto ammontano le spese energetiche della scuola? Il consumo energetico della scuola produce quali emissioni di CO 2? Che livello di consumo ha la scuola al confronto di altre scuole? Quali potrebbero essere i motivi delle differenze? 12. Se non vi sentite sufficientemente appoggiati nella discussione potete invitare il custode, un collega, altri studenti o un esperto dell agenzia locale per l energia o il partner italiano di AL, per spiegare le differenze possibili. Prima della visita gli alunni potrebbero preparare un elenco di domande alle quali vorrebbero una risposta. 13. Gli alunni preparano una presentazione sulle loro scoperte e la espongono. Ci sono molte possibilità. Gli alunni potrebbero preparare un rapporto e mandarlo a una scuola conosciuta, al dirigente scolastico o agli amministratori locali. Potrebbero anche fare una presentazione orale alle altre classi o preparare una presentazione fissa. Analisi e riflessione 1 lezione Presentazione- -1 lezione Suggerimenti per associare l attività con altre del progetto AL: Pag 7 di 16

8 Suggestions for combination with other AL activities: L energia di casa gli alunni scoprono l importanza dell isolamento degli edifici in relazione al consumo energetico. Agenti speciali energetici gli alunni sperimentano tre tipi di trasmissione del calore chiamati, conduzione, convezione e radiazione. La ventilazione a scuola un esercizio molto pratico che permette ai bambini di identificare le finestre con gli spifferi e scoprono come ridurre tali spifferi e lo spreco di energia ad essi associato Varianti: Esercizio semplificato: Se gli studenti sono molto giovani, tutte le misure sul consumo energetico possono essere fatte dall insegnante o da classi di alunni più grandi. I bambini quindi misurano la temperatura esterna e aiutano a disegnare un grafico (a istogramma) dei dati da appendere al muro (ved. V aiuto). La cosa importante è che ricevono una impressione visiva dei cambiamenti nel livello di consumo energetico. Potreste avere bisogno di fare più attività del progetto per migliorare la comprensione dei bambini. Coinvolgimento dell intera scuola: L esercizio si presta molto bene per tracciare il profilo del consumo energetico all interno della scuola. I risultati possono essere presentati a tutti gli utenti e al personale della scuola in modo da sensibilizzarli verso il risparmio energetico e da stimolarli a cambiare comportamento. Accesso limitato ai dati sul consumo energetico: Se avete solo un accesso limitato ai dati sul consumo energetico, per esempio dati solo settimanali sul consumo elettrico, vi suggeriamo di provare altre attività del progetto AL, confrontandovi comunque con il partner italiano di AL. Aiuti disponibili: I aiuto Tabelle di raccolta dati II aiuto Calcolo dei kwh di diverse fonti di energia II aiuto Tabella per il calcolo settimanale della temperature esterna IV aiuto Come registrare I dati sul sito web V aiuto Grafico dell energia Pag 8 di 16

9 Monitoraggio del consumo energetico della scuola I aiuto Nomi degli studenti del gruppo: Anno Settimana Data Consume energetico settimanale Consumo energetico specifico Media della temperatura esterna settimanale Livello di attività Alto Normale Basso Commenti Page 9 di 16

10 Monitoraggio del consumo energetico della scuola II aiuto L energia utilizzata dalla scuola viene misurata e su questa misura viene calcolata la bolletta. C è, per esempio, almeno un contatore nella scuola che misura il consumo di energia elettrica. Il contatore viene letto o dal personale della scuola o dal fornitore di energia. Alcune scuole trasformano l energia che ricevono dal fornitore in un'altra forma di energia, per esempio, gasolio in riscaldamento dell ambiente e acqua calda. Questo viene fatto solitamente a livello centrale e l energia viene poi distribuita alle stanze principali della scuola. La conversione di energia può essere più o meno efficiente a seconda dello stato operativo e del tipo di sistema di conversione (per esempio lo scaldabagno) e del sistema di distribuzione. Lo scopo del monitoraggio energetico è, tra gli altri, quello di fornire le basi per trovare i mezzi per ridurre il livello di consumo energetico della scuola. Il monitoraggio energetico riguarda solo il consumo di energia fornita alla scuola dal fornitore. Comunque, se vengono fatte modifiche al sistema di conversione e/o di distribuzione nella scuola si avrà un impatto sul livello di consumo energetico e sarà evidente. Per esempio, se lo scaldabagno elettrico o a gasolio viene sostituito con uno più efficiente a metano e le condutture dell acqua calda vengono isolate in modo più efficiente, il consumo energetico si ridurrà, non perché gli alunni e il personale hanno abbassato la temperatura dei locali e hanno utilizzato meno acqua calda, ma perché vengono ridotte le perdite tra il fornitore e l utilizzatore finale dell energia. E importante monitorare e prendere nota di questi eventuali cambiamenti. kwh (kilowattora) è l unità di misura dell elettricità. Per poter sommare i consumi delle diverse forme di energia per ottenere il totale è necessario che abbiano la stessa unità di misura. La cosa più importante è quella di utilizzare lo stesso metodo durante tutto il monitoraggio energetico. Dovete quindi convertire i litri, Kg e m 3 in KWh. Non è così importante ottenere un valore estremamente preciso, dato che l obiettivo è quello di seguire i cambiamenti del consumo nel tempo e non di determinarne il livello con grande precisione. La tabella sottostante illustra il contenuto generale di energia di diverse fonti di energia, può essere utilizzata nel caso non abbiate accesso a dati più precisi dalla vostra bolletta energetica, dal custode, dal fornitore di energia o dall agenzia locale per l energia. Esempio di calcolo dei KWh del gas naturale (metano): 1,000 Nm 3 gas naturale = 1,000 m 3 * 11.5 kwh/nm 3 = 11,500 kwh Teleriscaldamento Gas naturale Benzina Kerosene Legna (catasta) Legna (pellet) Propano Fonte di energia Pompa di calore elettrica Congelatore Contenuto energetico approssimativo 1,000 kwh/mwh 13 kwh/kg (11-12 kwh/ m 3 normale) 12 kwh/kg (10 kwh/litro) 12 kwh/kg 4.1 kwh/kg 4.8 kwh/kg 13 kwh/kg 1 kwh/kwh 1 kwh/kwh Page 10 di 16

11 Monitoraggio del consumo energetico della scuola III aiuto Tabella per il calcolo settimanale della temperature esterna Nome dei babini del gruppo: Anno Settiaman Data Meteo Temperatura media Page 11 di 16

12 Monitoraggio del consumo energetico della scuola IV aiuto Come registrare i dati sul sito Il primo passo per registrare i vostri dati su è quello di registrare la vostra come scuola. Avrete bisogno di un indirizzo al quale verrà inviata la conferma dell avvenuta registrazione. Il gestore del sito di solito risponde entro un giorno. Come registrarsi per la prima volta: Selezionate Energy (energia) nella home page; Selezionate Check the school s energy use (controlla l uso di energia della scuola) ; Troverete i seguenti titoli Read the guidelines (leggi le line guida), Enter data (inserisci i dati) e Show results (mostra i risultati) ; Selezionate Enter data ; Selezionate New participant (nuovo partecipante) ; Selezionate la nazione e Continue (continua) ; Seguite le istruzioni. Una volta ricevuta la conferma via mail, potete inserire le informazioni basilari sulla scuola: Selezionate Energy (energia) nella home page; Selezionate Check the school s energy use (controlla l uso di energia della scuola) ; Troverete i seguenti titoli Read the guidelines (leggi le line guida), Enter data (inserisci i dati) e Show results (mostra i risultati) ; Selezionate Enter data ; Troverete un elenco di siti e di scuole registrate. Selezionate il vostro sito/scuola. Se non trovate il vostro sito/scuola, selezionate Register a new site (registra un nuovo sito) e seguite le istruzioni. Inserite i dati sulla vostra nazione, il nome del sito (il nome della vostra scuola), la regione (il comune), una breve descrizione del sito (facoltativa), inserite la misura dell area riscaldata/refrigerata (in m 2 ), la presenza o assenza di una piscina. L area della vostra scuola viene utilizzata per calcolare il consumo energetico per m 2, detto consumo energetico specifico. Le scuole, tra le altre cose, differiscono per dimensioni, calcolare il consumo energetico per m 2 riscaldato/refrigerato rende possibile confrontare i vostri dati con quelli di un altra scuola. L area riscaldata/refrigerata non è il solo indicatore del probabile livello di consumo energetico (per esempio anche il tipo di isolamento dell edificio e il numero di alunni incidono), ma l area è l indicatore più importante. Page 12 di 16

13 Monitoraggio del consumo energetico della scuola IV aiuto Adesso siete pronti per iniziare a inserire I vostri dati (ogni settimana): Selezionate Enter data ; Selezionate Select a site (seleziona un sito) (la scuola); Selezionate 2007 (l anno della registrazione); Apparirà a questo punto una tabella nella quale potete inserire I vostri dati; Compilate la tabella; Selezionate Register data (registra i dati). Quando avete terminato di inserire tre o più set di dati, viene generato un rapporto e potete visualizzare i dati in forma di grafico. Per vedere il rapporto/grafico selezionate Show data (mostra i dati) ; Scegliete il periodo del quale volete v edere i dati; Se selezionate display (mostra) e avete già fatto tre o Quattro registrazioni appare quanto segue: Una curva energia-temperatura mostra i vostri dati sotto forma di grafico di punti con una linea retta. La linea retta è calcolata dal programma e rappresenta il consumo energetico specifico medio della vostra scuola. Consumo energetico e curva energia-temperatura compare una tabella che mostra il vostro consumo energetico annuale atteso confrontato con la curva della temperatura dell edificio, calcolato dal programma. Consumo energetico settimanale una rappresentazione grafica dei vostri dati che riguarda il livello del consumo energetico; Consumo energetico specifico settimanale una rappresentazione grafica dei vostri dati che riguarda il livello del consumo energetico; Una tabella con i vostri dati. Il consumo energetico della vostra scuola viene rappresentato sotto forma di grafico ET, dove E sta per energia e T per temperatura. L asse delle x rappresenta la temperatura media settimanale mentre l asse delle y rappresenta il consumo energetico della scuola. Ogni gruppo di dati (la temperatura esterna e il consumo energetico specifico di una data settimana) viene rappresentato da un punto. La linea retta è una stima (calcolata dal computer) del rapporto tra la temperatura esterna e il consumo energetico specifico. In altre parole se la temperatura esterna di una settimana è inferiore a 4 la retta indica il consumo energetico specifico che potete aspettarvi quella settimana. La retta è un utile strumento per capire il consumo energetico e scoprire le deviazioni che non possono essere spiegate dalle condizioni di temperatura. Ogni edificio ha un grafico ET specifico. Il grafico viene calcolato in maniera ottimale da misurazioni fatte sul lungo periodo, l ideale sarebbe misurazioni settimanali per un anno intero. Un esempio viene rappresentato di seguito. Pag 13 di 16

14 Monitoraggio del consumo energetico della scuola IV aiuto Grafico ET Dopo aver inserito i vostri dati potete andare a confrontare le vostre misurazioni con quelle delle altre scuole: Selezionate Compare schools e scegliete la scuola con la quale volete fare il confronto. Tutti i vostri dati e quelli delle altre scuole vengono automaticamente uniti e viene calcolata la media del consumo energetico di tutte le scuole. Per vedere questa informazione relativamente alla vostra nazione selezionate Compare a school with the national mean. Ricordate che quanti più dati inserite tanto più accurati saranno i vostri dati e il confronto con altri. (Il gestore del sito lavora costantemente per migliorare il sito. Se avete qualsiasi commento o idea per migliorare il sito non esitate a contattare il gestore all indirizzo post@sustain.no) Pag 14 di 16

15 Monitoraggio del consumo energetico della scuola V aiuto Grafico dei consumi Chiedete un suggerimento per la tabella di raccolta dei consumi al partner italiano di AL. Page 15 di 16

16 Monitoraggio del consumo energetico della scuola V aiuto Parole chiave: Utilizzo finale dell energia Trasporto Refrigerazione e riscaldamento degli spazi Riscaldamento e raffreddamento dell acqua Illuminazione Elettrodomestici Argomenti principali Materie interessate Sviluppo sostenibile Energia rinnovabile Efficienza energetica (risparmio) Trasporti a bassa o nulla emissione di CO 2 Matematica Scienze Educazione civica Fisica Geografia Età 6-8 anni 9-10 anni anni Pag 16 di 16