edures - Education and Renewable Energy Sources

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1 edures - Education and Renewable Energy Sources Relazione tecnica conclusiva 1. Principali obiettivi del progetto EDURES EDURES-Education and Renewable Energy Sources è inserito nell ambito di ENERCY REGIO, un progetto cofinanziato dall Unione Europea all interno del programma INTERREG III C, finalizzato a stimolare la cooperazione interregionale tra Paesi appartenenti all Unione Europea. Lo scopo principale di Enercy regio è quello di promuovere azioni coordinate per l incremento dell efficienza energetica, del risparmio energetico e dell uso di fonti d energia rinnovabili a livello comunale e regionale, focalizzandosi su alcune tematiche specifiche: - l imprenditoria e l occupazione locale; - l amministrazione regionale e comunale; - i giovani nell ambito dello sviluppo sostenibile locale. Enercy regio è articolato in 4 diverse aree tematiche denominate componenti cui corrispondono i vari sottoprogetti realizzati nelle sei regioni europee partner: - Componente 2: Politica energetica locale. Azioni per integrare l efficienza energetica, il risparmio energetico e l utilizzo di fonti energetiche rinnovabili nei programmi di sviluppo sostenibile locale, coordinata dalla Sassonia (Germania); - Componente 3: Imprenditoria e occupazione locale. Efficienza energetica, risparmio energetico e fonti energetiche rinnovabili per lo sviluppo dell'imprenditoria e dell'occupazione locale, coordinato da Smaland e Oarna (Svezia); - Componente 4: Azioni amministrative. Funzioni amministrative e compiti degli Enti territoriali a favore dell'uso razionale dell'energia, del risparmio energetico per lo sviluppo sostenibile locale, coordinato dall Emilia-Romagna; - Componente 5: Giovani e innovazione. Risparmio energetico e fonti rinnovabili: coinvolgimento del mondo dei giovani, coordinato da Creta (Grecia). Le Regioni europee partner del progetto Enercy Regio-Edures sono: l Emilia-Romagna, la Sassonia (Germania), Smaland e Öarna (Svezia), Creta (Grecia), Border Midland and Western (BMW Region) Irlanda. Il Progetto EDURES sviluppato dalla regione Emilia-Romagna rientra nella componente 5 Giovani e innovazione - risparmio energetico e fonti rinnovabili: coinvolgimento del mondo dei giovani ed è rivolta a far crescere nei bambini e nei giovani una maggiore conoscenza delle tecnologie innovative per la produzione di energia da fonti rinnovabili e accrescere comportamenti finalizzati al risparmio energetico, secondo i dettami dello sviluppo sostenibile. Il progetto EDURES ha visto la partecipazione di: 1. Soggetti italiani partecipanti al progetto: Provincia di Modena (Referente italiano per il progetto) Provincia di Bologna Provincia di Ravenna Università degli Studi di Bologna Dipartimento di Fisica 1

2 Centuria RIT Antardide Centro Studi e Comunicazione Ambientale IAL Emilia Romagna 2. Soggetti europei partecipanti al progetto: Regional Energy Agency of Crete (Lead Participant) Association of Saxon Youth Education Organisations Institution for further Vocational Training and Education in Saxony Bautzen Association for the promotion of technologies Bautzen Innovation Centre The Sciencescenter experiment lab, University of Kalmar Energy Agency for Southeast Sweden ed è nato con lo scopo principale di far crescere nei giovani e negli insegnanti la consapevolezza relativamente al Risparmio Energetico ed alle Fonti di Energia Rinnovabili nelle quattro Regioni europee coinvolte, tenendo in considerazione le nuove priorità dell Unione Europea ed implementando approcci innovativi nel settore dell educazione allo sviluppo sostenibile in campo energetico. Il progetto coinvolgerà le diverse fasce d età, dalla scuola materna alle superiori, sia nell attività scolastica che al di fuori dell ambiente scolastico. Per la regione Emilia-Romagna le funzioni di coordinamento sono state espletate dalla Provincia di Modena (referente italiano per il progetto). Le attività operative sul territorio sono state attuate ed assicurate dal Centro Antartide in collaborazione con l Università degli Studi di Bologna Dipartimento di Fisica a Bologna, da IAL Emilia Romagna a Modena e da Centuria RIT a Ravenna. La Provincia di Bologna con il Dipartimento di Fisica dell Università di Bologna ed il coordinamento del Centro Antartide ha sviluppato il tema del risparmio energetico e della gestione razionale dell energia negli edifici scolastici anche attraverso momenti formativi che hanno coniugato l aspetto educativo/formativo con studenti ed insegnanti e l intervento tecnico-strutturale per la gestione razionale dell energia all interno degli edifici scolastici. Le soluzioni formative sono state progettate e sviluppate sulla base di considerazioni legate al contesto ambientale e sociale locale per favorire una partecipazione attiva ed emotiva alle questioni ambientali. Il progetto sviluppato sull area bolognese ha avuto come obiettivo principale la valorizzazione sotto il profilo tecnicoscientifico e sotto il profilo educativo delle tematiche legate al risparmio energetico ed all uso razionale dell energia. Principali attori coinvolti nel progetto sono stati gli studenti e gli insegnati di tre scuole (una primaria, una secondaria di I livello ed una di II livello) che hanno sperimentato la metodologia della diagnosi energetica trasformando il proprio edificio scolastico in un laboratorio di sviluppo sostenibile. Sono stati quindi stabiliti obiettivi quantitativi e qualitativi di risparmio energetico, supportati da un adeguato percorso formativo. 2. Coinvolgimento degli insegnanti e dei ragazzi nei problemi energetici della scuola Il coinvolgimento è stato realizzato proponendo ai ragazzi una serie di domande inerenti al consumo energetico sia di calore sia di elettricità; le domande sono state proposte secondo una checklist appositamente studiata e predisposta che si riporta in allegato (Allegato 1 Check-list). La scelta delle caratteristiche oggetto di indagine da parte dei ragazzi è stata guidata dal criterio generale di mostrare le principali proprietà che devono avere i materiali da costruzione, i serramenti, l orientamento e le norme di comportamento ai fini di ridurre i consumi di calore e di elettricità. Si è cercato inoltre di coinvolgere i ragazzi nel rilevamento diretto delle caratteristiche costruttive e della strumentazione necessaria a qualificare le condizioni climatiche dell edificio scolastico mediante l uso di dispositivi semplici quali termometri per la misura della temperatura ambiente e luxmetri per il rilevamento dell intensità luminosa. 2

3 Le domande proposte ai ragazzi hanno riguardato in particolare: - le caratteristiche costruttive dell edificio in termini di pareti, pianta, esposizione alla radiazione solare; - lampade in termini di numero e tipologia (a fluorescenza e ad incandescenza); - tipologia di finestre (semplici, doppi vetri, telai in legno, plastica o metallo); - frequenza di apertura delle finestre. Per quanto riguarda l impianto di riscaldamento le domande proposte hanno riguardato: - il tipo di impianto ed il suo rendimento; - il combustibile utilizzato (gas naturale, gasolio); - il tipo di corpi scaldanti (radiatori, termoconvettori); - il sistema di regolazione della temperatura ambiente; - uso di valvole termostatiche; - eventuale presenza di fonti rinnovabili di energia e loro ruolo nel bilancio energetico globale. Sotto il profilo comportamentale gli aspetti sottoposti all attenzione dei ragazzi sono stati: - il rilevamento frequente ed attento dei consumi di elettricità e di combustibile attraverso una registrazione sistematica dei dati di consumo; - il ruolo che ha il valore prescelto per la temperatura interna degli ambienti (ad esempio la riduzione da 20 a 19 C); - il rilevamento delle situazioni in cui non è necessario mantenere attiva l illuminazione al fine di proporre soluzioni che consentano significativi risparmi (spegnimento manuale o automatico quando non vi è presenza di presone). A completamento della diagnosi energetica delle scuole sono stati svolti diversi laboratori didattici con l obiettivo di stimolare, con modalità innovative, negli studenti, una presa di coscienza rispetto a queste tematiche così importanti ma anche fornire indicazioni pratiche su come individuare gli sprechi ed eliminarli. Con l utilizzo di alcuni strumenti (luxmetro, misuratori di potenza, ecc ) sono state effettuate misurazioni all interno della scuola per dimostrare agli studenti quali fossero le fonti di consumo spesso poco percepite (illuminazioni inutili, stand-by di elettrodomestici, ecc ). Altre classi hanno svolto laboratori che fornissero informazioni generali sull energia come da esempio quello sulla Storia dell Energia e del suo Utilizzo che attraverso la costruzione in classe di semplici modellini per la produzione di vari tipi di energia (l accensione del fuoco con i bastoni, la costruzione di una macchina a vapore, un piccolo impianto fotovoltaico, ecc ) prevedeva la ricostruzione del rapporto Uomo-Energia nei diversi periodi storici indicando le difficoltà che sono state affrontate per fornire energia all sviluppo dell umanità. Nella scuola superiore è stato inoltre organizzato un corso per la produzione di uno spot video che comunicasse ai coetanei l importanza del risparmio energetico. Il corso della durata di 8 ore complessive ha permesso ai ragazzi di acquisire sia competenze tecniche sull ideazione, progettazione e realizzazione di un video sia di approfondire i temi del risparmio energetico indispensabili per la costruzione di un messaggio efficace. Nell ambito delle attività svolte a sostegno del coinvolgimento degli insegnati e degli alunni è stato svolto un corso di aggiornamento sulle principali tematiche energetiche. Il corso si è articolato in quattro lezioni che hanno trattato i seguenti argomenti: la situazione energetica globale, nazionale e locale; le nuove tecnologie per il futuro; il risparmio energetico negli edifici e nelle abitazioni; esperienze didattiche sul tema dell energia sostenibile nelle scuole dell obbligo a livello nazionale ed internazionale Il primo incontro ha definito l importanza dell energia nella nostra società con le relative conseguenze dannose per l ambiente. Infatti se fino al XIX secolo le fonti energetiche utilizzate erano di origine animale e vegetale (biomassa), con l avvento della rivoluzione industriale e nel secolo successivo sono state introdotte fonti (carbone, petrolio e gas naturale) che hanno aumentato la concentrazione di anidride carbonica in atmosfera. Per 3

4 quanto riguarda la situazione energetica dell Italia viene sottolineata la nostra dipendenza dalle fonti di energia non rinnovabili (circa il 94%), in particolare dal petrolio (più del 50%), e dall energia prodotta all estero (> 80%). Questa dipendenza introduce i successivi argomenti: la necessità di trovare metodi alternativi per la produzione di energia con lo sviluppo di nuove tecnologie e la necessità di ridurre gli sprechi energetici. Le nuove tecnologie sviluppate come il ciclo combinato e la cogenerazione hanno permesso già una sostanziale riduzione delle perdite durante la fase di produzione ma non dell inquinamento. Per questo si cerca di creare una cultura fin dall infanzia sull importanza dell utilizzo di energia prodotta dalle risorse rinnovabili, soluzione fondamentale per uno sviluppo sostenibile. Per quanto riguarda il risparmio energetico negli edifici si è cercato di evidenziare quali azioni possono diminuire le perdite. La quantità maggiore di energia viene consumata per il riscaldamento a causa delle perdite di calore con l esterno. L utilizzo di finestre con telaio in materiali a bassa conduttività termica e doppi vetri, l isolamento delle pareti esterne e del tetto e l utilizzo intelligente del riscaldamento (mantenere una temperatura interna non elevata e non riscaldare eccessivamente i locali non utilizzati) possono portare ad un risparmio nel consumo di energia fino al 20%. Negli ultimi anni si è data molta importanza anche al risparmio energetico degli elettrodomestici, ormai indispensabili nella nostra società, con l introduzione delle etichette energetiche, che informano sul consumo elettrico dell apparecchio. Tutti questi accorgimenti possono ridurre considerevolmente il consumo di energia e di anidride carbonica rilasciata in atmosfera, rendendo così indispensabile il loro insegnamento alle nuove generazioni. Nell ultimo incontro sono stati presentante alcune esperienze, svolte a livello nazionale ed internazionale, sul fronte dell educazione all energia sostenibile al fine di fornire spunti di lavoro da sviluppare in classe. 3. Descrizione dei consumi energetici e delle caratteristiche costruttive delle scuole prescelte nella Provincia di Bologna. Illustrazione del sistema di riscaldamento e delle utenze elettriche. I consumi energetici e le caratteristiche costruttive utili ai fini di effettuare il calcolo dei consumi energetici per il riscaldamento sono riportati nelle tabelle seguenti: i dati permettono di valutare le perdite termiche mediante il software BestClass descritto nel punto 4. 4

5 Tabella 1. Sintesi dei dati costruttivi ed energetici della scuola primaria di Calderino Monte S. Pietro. Scuola Elementare di Calderino Monte San Pietro Guida ENEA DATI RISULTATI Perdite totali = P tot = P p + P f + P t + P b + P v ,32 Potenza di progetto (impianto di risc.) = Pprog = Presa/η - Potenza resa (imp. Risc.) = Presa = T*Σ U*A - rendimento totale = η (tot) = η (emissione)*η (distribuzione)*η (regolazione) - Potere calorifico inferiore del gas naturale 8000kcal/Nm 3 9,3 kwh/nm 3 Consumo annuo totale (kwh/anno). Media dal 2004 al ,00 Consumo annuo specifico (kwh/m 2 *anno) 171,40 Consumo annuo di metano (m 3 ). Media dal 2004 al Volumetria lorda riscaldata (m 3 ) = V 2.407,00 Gradi * giorno 2.316,00 Frequenza di ricambi (h -1 ) 0,30 Superficie pareti esterne (m 2 ) = Ap 543,70 Superficie finestre e porte esterne (m 2 ) = Af 158,00 Superficie tetto (m 2 ) = At 386,80 Superficie pavimento (m 2 ) = Ab 372,70 Coefficiente globale di scambio pareti (W/m 2 K) =Up 1,33 Coefficiente globale di scambio finestre (W/m 2 K) = Uf 4,90 Coefficiente globale di scambio pavimento (W/m 2 K) = Ub 1,27 Coefficiente globale di scambio tetto (W/m 2 K) = Ut 0,68 Calore specifico aria (J/kg C) = cp 1.000,00 Portata di ricambio (m 3 /ora) = qv 722,10 Densità aria (kg/m 3 ) = r 1,25 Salto termico interno esterno = T = (ti - te) (K) 12,00 7 Perdite dalle pareti P p = A p x U p x T (W) 8.677,45 Perdite dalle finestre P f = A f x U f x T (W) 9.290,40 Perdite da tetto P t = A t x U t x T (W) 1.841,17 Perdite da pavimento P b = Ab x Ub x T (W) 3.313,30 Perdite per ricambi = P v =c p x ρ q v (ti - to) (W) ,00 Superfice disperdente = S (m 2 ) 1.560,90 Fattore di normalizzazione della forma edificio = Fe = S/V 0,65 Fe = 0,8 Fattore di normalizzazione di funzionamento = Fh = h riscald./giorno (8 h di riscald. ---> Fh = 1) 8,00 Fh = 1 Indicatore energetico normalizzato = IENr = Wh termici/(m 2 *gradigiorno*anno) 31,1 5

6 Tabella 2. Sintesi dei dati costruttivi ed energetici per la scuola secondaria di primo livello G. Pascoli di Anzola dell Emilia. Scuola media "G. Pascoli" di Anzola dell'emilia Guida ENEA DATI RISULTATI Perdite totali = P tot = P p + P f + P t + P b + P v - Potenza di progetto (impianto di risc.) = Pprog = Presa/η - Potenza resa (imp. Risc.) = Presa = T*Σ U*A - rendimento totale = η (tot) = η (emissione)*η (distribuzione)*η (regolazione) - Potere calorifico inferiore del gas naturale 8000kcal/Nm 3 9,3 kwh/nm 3 Consumo annuo totale (kwh/anno). Media dal 2004 al * Consumo annuo specifico (kwh/m 2 *anno) 1,93 * Consumo annuo di metano (m 3 ). Media dal 2004 al Volumetria lorda riscaldata (m 3 ) = V Gradi * giorno Frequenza di ricambi (h -1 ) 0,3 Superficie pareti esterne (m 2 ) = Ap 1.178,1 Superficie finestre e porte esterne (m 2 ) = Af 675,56 Superficie tetto (m 2 ) = At Superficie pavimento (m 2 ) = Ab Coefficiente globale di scambio pareti (W/m 2 K) =Up - Coefficiente globale di scambio finestre (W/m 2 K) = Uf - Coefficiente globale di scambio pavimento (W/m 2 K) = Ub - Coefficiente globale di scambio tetto (W/m 2 K) = Ut - Calore specifico aria (J/kg C) = cp Portata di ricambio (m 3 /ora) = qv Densità aria (kg/m 3 ) = r 1,25 Salto termico interno esterno = T = (ti - te) (K) 12 7 Perdite dalle pareti P p = A p x U p x T (W) - Perdite dalle finestre P f = A f x U f x T (W) - Perdite da tetto P t = A t x U t x T (W) - Perdite da pavimento P b = Ab x Ub x T (W) - Perdite per ricambi = P v =c p x ρ q v (ti - to) (W) Superfice disperdente = S (m 2 ) Fattore di normalizzazione della forma edificio = Fe = S/V 0,55 Fe 0,9 Fattore di normalizzazione di funzionamento = Fh = h riscald./giorno (8 h di riscald. ---> Fh = 1) 8 Fh 1 Indicatore energetico normalizzato = IENr = Wh termici/(m 2 *gradigiorno*anno) 13,28 * Consumo al netto della produzione dell impianto fotovoltaico che indicativamente produce kwh annui 6

7 Tabella 3. Sintesi dei dati costruttivi ed energetici dell Istituto Tecnico Commerciale Rosa Luxemburg di Bologna. Scuola Superiore I.T.C. Rosa Luxemburg di Bologna Guida ENEA DATI RISULTATI Perdite totali = P tot = P p + P f + P t + P b + P v - Potenza di progetto (impianto di risc.) = Pprog = Presa/η - Potenza resa (imp. Risc.) = Presa = T*Σ U*A - rendimento totale = η (tot) = η (emissione)*η (distribuzione)*η (regolazione) - Potere calorifico inferiore del gas naturale 8000kcal/Nm 3 9,3 kwh/nm 3 Consumo annuo totale (kwh/anno). Media dal 2004 al Consumo annuo specifico (kwh/m 2 *anno) 56 Consumo annuo di metano (m 3 ) Volumetria lorda riscaldata (m 3 ) = V Gradi * giorno Frequenza di ricambi (h -1 ) 1 Superficie pareti esterne (m 2 ) = Ap 2966 Superficie finestre e porte esterne (m 2 ) = Af Superficie tetto (m 2 ) = At Superficie pavimento (m 2 ) = Ab Coefficiente globale di scambio pareti (W/m 2 K) =Up 1 Coefficiente globale di scambio finestre (W/m 2 K) = Uf 3 Coefficiente globale di scambio pavimento (W/m 2 K) = Ub 1 Coefficiente globale di scambio tetto (W/m 2 K) = Ut 1 Calore specifico aria (J/kg C) = cp Portata di ricambio (m 3 /ora) = qv Densità aria (kg/m 3 ) = r 1 Salto termico interno esterno = T = (ti - te) (K) 12 7 Perdite dalle pareti P p = A p x U p x T (W) Perdite dalle finestre P f = A f x U f x T (W) Perdite da tetto P t = A t x U t x T (W) Perdite da pavimento P b = Ab x Ub x T (W) Perdite per ricambi = P v =c p x ρ q v (ti - to) (W) Superfice disperdente = S (m2) 10170,16 Fattore di normalizzazione della forma edificio = Fe = S/V 0,352 Fe 0,9 Fattore di normalizzazione di funzionamento = Fh = h riscald./giorno (8 h di riscald. ---> Fh = 1) 8 Fh 1 Indicatore energetico normalizzato = IENr = Wh termici/(m 2 *gradigiorno*anno) 15,29 7

8 4. Approccio metodologico al calcolo delle dispersioni termiche Il consumo di energia termica per il riscaldamento degli edifici è determinato dalle caratteristiche delle pareti che separano l ambiente interno da quello esterno. Il calcolo delle perdite di calore viene effettuato secondo il metodo descritto nella normativa DPR n. 412/93. Il calcolo effettuato secondo tale normativa è descritto in dettaglio nell Allegato 2 (Calcolo delle dispersioni termiche). Il calcolo delle perdite termiche e del conseguente dimensionamento dell impianto di riscaldamento, i cui risultati vengono esposti nel punto 5, sono stati effettuati con il software BEST CLASS che si basa sul metodo proposto nel DPR 412/93. Al fine di descrivere in modo semplificato i fattori che determinano le perdite di calore, la descrizione che segue viene sviluppata con un linguaggio divulgativo al fine di una migliore comprensione da parte degli operatori scolastici. Una prima considerazione riguarda i fenomeni responsabili della trasmissione del calore dall ambiente interno a quello esterno che determinano le caratteristiche dell impianto di riscaldamento; non vanno trascurati tuttavia gli apporti termici dovuti all ingresso della radiazione solare che entra attraverso le finestre ed al calore prodotto dai numerosi accessori elettrici e dagli elettrodomestici. Una delle cause prevalenti della perdita di calore è dovuta alla trasmissione delle pareti, delle finestre, delle porte, del pavimento, del tetto, etc. Il valore assunto da tale perdita dipende dalla superficie della parete, dalle caratteristiche costruttive delle pareti e dalla differenza di temperatura tra l interno e l esterno. Le dimensioni delle pareti sono una caratteristica costruttiva sia per quanto riguarda i muri sia per tutte le altre strutture quali finestre, porte, etc. Ai fini di ridurre le perdite attraverso le pareti di separazione tra ambiente interno ed esterno sono di grande importanza le caratteristiche fisiche dei materiali che le costituiscono; la loro struttura e composizione influenza fortemente il fenomeno di dispersione ed una scelta idonea della struttura dei muri e degli infissi può ridurre notevolmente, anche più della metà, le dispersioni termiche. La differenza di temperatura tra interno ed esterno è un altro fattore che influenza fortemente le perdite termiche. Tale differenza oscilla tra valori massimi dell ordine di C e valori compresi tra 5-10 C. Per tenere conto di tale variabilità, che è direttamente legata alle condizioni climatiche della località in cui si trova l edificio si utilizza una grandezza, il cosiddetto grado giorno (GG) che identifica le condizioni medie della località in esame. Per il calcolo delle perdite termiche i due dati, la differenza di temperatura tra interno ed esterno e la durata del riscaldamento nell arco dell anno espresso in giorni, vengono condensati in un unico dato espresso in gradi giorni. Da quanto esposto risulta evidente che rinunciando ad un grado di temperatura all interno dell ambiente riscaldato si possono realizzare riduzioni di perdite termiche dell ordine del 10%. Un altro fenomeno che contribuisce alle perdite termiche dagli edifici è il ricambio d aria che si ha all interno dell ambiente riscaldato. Il ricambio d aria può essere dovuto a diverse cause: un impianto di ventilazione che garantisce un ricambio d aria necessario a mantenere condizioni di salubrità; un ricambio d aria dovuto ad una scarsa tenuta degli infissi; un ricambio d aria dovuto all apertura periodica di porte e finestre. Il calore asportato per effetto delle operazioni di ricambio è anch esso correlato alla differenza di temperatura tra interno ed esterno, nonché alla frequenza con la quale l aria viene ricambiata. Da quanto esposto risulta evidente che, fatte salve le condizioni che garantiscono un sufficiente grado di salubrità dell aria interna, è bene limitare la frequenza di ricambio a valori che non superino i 0,5 ricambi/ora. Nel bilancio termico globale che riguarda gli ambienti interni da riscaldare bisogna tener conto dei guadagni dovuti a tre cause fondamentali: - l apporto dovuto alla solarizzazione passiva, cioè alla radiazione solare che produce riscaldamento sia delle pareti esterne sia dell ambiente interno; - l energia termica prodotta dagli elettrodomestici; - l apporto termico dovuta alla presenza di persone. La stima delle perdite termiche effettuata mediante le valutazioni precedentemente esposte costituisce il dato di partenza per il dimensionamento della caldaia; non bisogna tuttavia trascurare la necessità di portare a regime 8

9 rapidamente l ambiente da riscaldare e di ciò dovrà tenersi conto nella scelta della potenza di progetto della caldaia. Per quanto riguarda la situazione di regime, una caldaia che rispetti i criteri di risparmio energetico deve essere dotata di elevato rendimento il che equivale a dire che la quantità di calore persa per effetto della temperatura dei fumi non deve superare il 10%. Il calore reso all ambiente da riscaldare risente inoltre di altri due tipi di rendimento, uno riferibile alle perdite nella distribuzione del calore agli elementi riscaldanti e l altro dovuto all intermittenza nel funzionamento della caldaia. Nell ottica di realizzare operazioni di risparmio energetico all interno degli edifici è di grande importanza la scelta di tutte le attrezzature che utilizzano energia elettrica, a questo riguardo va evidenziato che per la maggior parte degli elettrodomestici è già richiesta una certificazione energetica che garantisce che gli stessi abbiano consumi sempre più bassi. E chiaro che un uso sempre più attento delle attrezzature elettriche ed in particolare della illuminazione degli ambienti può ridurre ulteriormente i consumi elettrici mediante ad esempio l uso di lampadine a basso consumo. Al fine di meglio descrivere l importanza del risparmio energetico negli edifici viene allegato (Allegato 3) alla presente relazione il file ppt presentato in occasione del convegno EDURES L educazione all energia e all efficienza energetica in una prospettiva regionale ed europea tenutasi a Modena il 29 Marzo Nel documento citato si evidenzia il ruolo che ha il risparmio energetico negli edifici nel più vasto ambito del problema energetico; si analizzano inoltre i consumi energetici da parte degli impianti di riscaldamento e degli elettrodomestici; si evidenzia inoltre il ruolo delle fonti rinnovabili e del risparmio energetico nel settore edilizio mostrando come una scelta oculata dei componenti della costruzione edilizia possa ridurre considerevolmente i consumi energetici. 5. Calcolo degli indicatori energetici normalizzati secondo la procedura proposta dall ENEA- FIRE. La seconda fase della diagnosi energetica consiste nella definizione numerica degli indicatori energetici normalizzati con successiva collocazione delle prestazioni energetiche delle scuole in classi di merito. Come strumento metodologico per il calcolo si è utilizzata la procedura standard messa appunto dall ENEA e raccolta nella GUIDA PER IL CONTENIMENTO DELLA SPESA ENERGETICA NELLE SCUOLE. Se ne riportano di seguito le linee guida fondamentali. 1- Rilevamento dei consumi della scuola direttamente dalle bollette (elettricità, gas e acqua) relative ai 3 anni antecedenti a quello della diagnosi e calcolo dei consumi medi annui. I consumi di combustibile per riscaldamento vanno convertiti in chilowattora termici (kwht). 2- Misure planivolumetriche relative a: a. Volumetria lorda riscaldata (V) compresa di muri esterni ma escluso i locali non riscaldati b. Superficie lorda ai piani (Ap) compreso muri divisori ma esclusi i muri perimetrali c. Superficie disperdente (S) somma delle superfici laterali, tetti e solai che avvolgono il volume lordo riscaldato (V). 3- Indicazione dei Gradi-Giorno, ottenuti come sommatoria delle differenze tra la temperatura interna di progetto (20 C) e la temperatura media giornaliera, per tutti i giorni di riscaldamento della stagione invernale di una determinata località (DPR n. 412/93). 4- Calcolo dei fattori di normalizzazione (S/V) per riscaldamento e per energia elettrica (di tipo geometrico Fe e di tipo temporale Fh). 5- Calcolo degli indicatori energetici normalizzati per il riscaldamento (IENr) e per l energia elettrica (IENe) 6- Definizione classi di merito e collocazione delle prestazioni registrate per le scuole in esame. 9

10 Si riporta il fattore di normalizzazione Fe dato dal rapporto tra il volume riscaldato (V) e la superficie disperdente (S) relativamente alle tre tipologie di scuole esaminate. Il fattore Fe sarà poi moltiplicato per il consumo specifico per riscaldamento. Tabella 4. Fattore di normalizzazione Fe per scuole materne, primarie, secondarie di I e II livello. MATERNE PRIMARIE SECONDARIE (I-II LIVELLO) S/V (m 2 /m 3 ) Fe S/V (m 2 /m 3 ) Fe S/V (m 2 /m 3 ) Fe Fino a 0,4 1,2 Fino a 0,3 1,2 Fino a 0,25 1,1 Da 0,41 a 0,5 1,1 Da 0,31 a 0,35 1,1 Da 0,26 a 0,30 1,0 Da 0,51 a 0,6 1,0 Da 0,35 a 0,4 1,0 Da 0,31 a 0,40 0,9 Oltre 0,6 0,9 Da 0,41 a 0,45 0,9 Oltre 0,4 0, Oltre 0,45 0, Si riporta il fattore di normalizzazione Fh dei consumi di combustibili ed energia elettrica rapportati al numero di ore di funzionamento delle scuola. Tabella 5. Fattore di normalizzazione Fh Ore di funzionamento al giorno Fino a Fh 1,2 1,1 1,0 0,9 La tabella sottostante riporta le classi di merito da individuarsi sulla base del calcolo degli indici energetici normalizzati (IENr e IENe) e dei gradi giorno (GG), Tabella 6. Classi di merito dei consumi specifici di riferimento per riscaldamento Wht / mc*gg*anno BUONO SUFFICIENTE INSUFFICIENTE minore di 18,5 da 18,5 a 23,5 maggiore di 23,5 Materne IENr minore di 11 da 11 a 17,5 maggiore di 17,5 Primarie minore di 11,5 da 11,5 a 15,5 maggiore di 15,5 Secondarie (I-II livello) Tabella 7. Classi di merito dei consumi specifici di riferimento per energia elettrica kwhe / mq*anno IENe BUONO SUFFICIENTE INSUFFICIENTE minore di 11 da 11 a 16,5 maggiore di 16,5 Materne minore di 9 da 9 a 12 maggiore di 12 Primarie minore di 12,5 da 12,5 a 15,5 maggiore di 15,5 Secondarie (I-II livello) Infine, le tre scuole interessate dal progetto si trovano localizzate nella zona climatica di tipo E ad un altitudine di m 112 sul mare; corrispondono a tale zona 2316 gradi-giorno (GG). Nel seguito si riporta il calcolo dei fattori di normalizzazione e degli indici energetici normalizzati secondo le linee guida ENEA-FIRE, applicato alle tre scuole oggetto di indagine, sulla base dei dati raccolti attraverso le check-list compilate dagli insegnanti e dagli studenti. 10

11 SCUOLA ELEMENTARE DI CALDERINO - MONTE SAN PIETRO (BO) Fattore di normalizzazione del consumo per riscaldamento che considera la forma degli edifici S/V = 0,65 m 2 /m 3 Fe = 0,8 Fattore di normalizzazione dei consumi di energia che considera l orario di funzionamento h/giorno = 8 Fh = 1 Indice normalizzato per riscaldamento = (consumo medio annuo * Fe * Fh * 1.000) / (V * GG) IENr = 31,1 Nota: mc * 9,59 = ,55 kwht Indice normalizzato per energia elettrica = (consumo medio annuo * Fh) / Ap IENe = 18,15 Valutazioni e considerazioni L indice IENr per i consumi specifici di riferimento per il riscaldamento risulta essere circa 31 e quindi alla scuola elementare viene assegnata la classe di merito insufficiente per i consumi di riscaldamento. Anche l indice IENe per i consumi specifici di riferimento per l energia elettrica risulta molto superiore al limite individuato per la classe di merito peggiore: alla scuola elementare viene assegnata la classe di merito insufficiente anche per i consumi di energia elettrica. SCUOLA MEDIA G. PASCOLI - ANZOLA DELL EMILIA Fattore di normalizzazione del consumo per riscaldamento che considera la forma degli edifici S/V = 0,55 m 2 /m 3 Fe = 0,9 Fattore di normalizzazione dei consumi di energia che considera l orario di funzionamento h/giorno = 8 Fh = 1 Indice normalizzato per riscaldamento = (consumo medio annuo * Fe * Fh * 1.000) / (V * GG) IENr = 13,28 Nota: mc * 9,59 = ,54 kwht Indice normalizzato per energia elettrica = (consumo medio annuo * Fh) / Ap IENe = 1,93 Valutazioni e considerazioni L indice IENr per i consumi specifici di riferimento per il riscaldamento risulta essere pari a 13,28 e quindi classifica la scuola secondaria di primo livello ad una classe di merito sufficiente per i consumi per riscaldamento. L indice IENe per i consumi specifici di riferimento per l energia elettrica risulta essere circa 2 e quindi classifica la scuola nella classe di merito buona per i consumi di energia elettrica. Bisogna però tenere conto del fatto che questi consumi sono al netto della produzione dell impianto fotovoltaico, sarebbe perciò utile monitorare i consumi complessivi tenendo conto anche di questo fattore. 11

12 SCUOLA SUPERIORE I.T.C. ROSA LUXEMBURG - BOLOGNA Fattore di normalizzazione del consumo per riscaldamento che considera la forma degli edifici S/V = 0,352 m 2 /m 3 Fe = 0,9 Fattore di normalizzazione dei consumi di energia che considera l orario di funzionamento h/giorno = 8 Fh= 1,0 Indice normalizzato per riscaldamento = (consumo medio annuo * Fe * Fh * 1.000) / (V * GG) IENr = 15,29 Nota: mc * 9,59 = ,87 kwht Indice normalizzato per energia elettrica = (consumo medio annuo * Fh) / Ap IENe = 56,27 Valutazioni e considerazioni L indice IENr per i consumi specifici di riferimento per il riscaldamento risulta essere poco minore a 15,5 e permette di classificare l Istituto Tecnico Commerciale come appartenente alla classe di merito appena sufficiente per i consumi per riscaldamento. L indice IENe per i consumi specifici di riferimento per l energia elettrica risulta essere notevolmente superiore al valore massimo classificando la scuola in una classe di merito insufficiente per i consumi elettrici. 6. Calcolo delle perdite di calore Nel seguito vengono descritti i risultati ottenuti mediante il software BEST CLASS per la scuola di Monte S. Pietro. Sono leggibili tutti i dati di input e di output. Infine viene anche indicato il valore delle dispersioni termiche espresse in kwh/m 2 anno. Nel caso in esame i risultati mostrano prestazioni scadenti, suscettibili di miglioramento ed in grado di far rientrare l edificio nella classe minima di accettabilità. Viene anche riportato l esito finale della scuola Rosa Luxemburg che mostra una situazione ancora peggiore. 12

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16 Scuola Elementare di Calderino - Monte San Pietro 16

17 ITC Rosa Luxemburg - Bologna 17