Verso gli edifici a energia zero: prospettive di mercato e criticità

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1 Convegno La fase attuativa della Legge 90/2013 sulla prestazione energetica degli edifici Verso gli edifici a energia zero: prospettive di mercato e criticità Prof. Giuliano Dall O Politecnico di Milano Presidente SC1 del CTI 13 Novembre 2015 Casa dell Architettura Piazza Manfredo Fanti 47, Roma

2 I vantaggi di un mercato edilizio efficiente a energia quasi zero L economia verde in generale, e in particolare la Green Economy che riguarda il settore edilizio, ha al suo interno tutti gli elementi che la fanno diventare una scommessa vincente. L incremento dell efficienza energetica e lo sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili nel settore edilizio non è una scelta ma una necessità irrinunciabile: diventa un percorso obbligato che ci costringe a fare delle scelte non solo economiche ma anche politiche. Il passaggio da una edilizia inefficiente dal punto di vista energetico ad una edilizia sostenibile comporta una serie di vantaggi: la riduzione della dipendenza energetica del nostro Paese il contenimento dei consumi energetici e quindi la riduzione della bolletta energetica a carico dei cittadini, la valorizzazione del mercato immobiliare, la riduzione delle emissioni di gas climalteranti. 2

3 Edifici ad energia zero o quasi zero: un percorso avviato da tempo Le prestazioni dell involucro riducono notevolmente i fabbisogni energetici per la climatizzazione I principi dell Architettura Bioclimatica diventano i principi dell Architettura (sfruttamento del comportamento passivo dell edificio, guadagni diretti, serre solari, ecc.) Le fonti energetiche rinnovabili (solare termico, solare fotovoltaico, eolico, biomassa, ecc.) diventano le risorse energetiche da utilizzare al massimo della loro potenzialità Le fonti energetiche convenzionali hanno una funzione integrativa nel bilancio energetico dell edificio Si passa da un unico sistema di generazione a più sistemi di generazione utilizzati in funzione della convenienza economica (es. solare termico, biomassa, pompa di calore, caldaia a condensazione, si introducono sistemi di accumulo inerziali, ecc.). La home e la building automation diventa elemento fondamentale per gestire in modo ottimale i servizi energetici 3

4 Autosufficienza energetica: un idea che nasce da lontano.. Low Energy House (case a basso consumo) tutti gli edifici con prestazioni energetiche sensibilmente migliori rispetto a quelle minime previste dalle regolamentazioni vigenti. Per il nostro paese possiamo definire Low Energy House tutti gli edifici che hanno una classe energetica A rispetto alla classificazione nazionale. Passivhaus (case passive) I criteri da rispettare per ottenere la certificazione Passive House sono definiti dal Passivhaus Institut di Darmstadt (Germania). Deve essere progettato per avere un fabbisogno annuo di energia per il riscaldamento inferiore a 15 kwh/m 2 anno; l energia primaria specifica complessiva (riscaldamento, produzione di acqua calda, raffrescamento, energia elettrica) non deve essere superiore a 120 kwh/m 2 anno. Zero Energy Building (ZEB) (edifici a energia zero) Edifici in cui come risultato di un livello molto alto di rendimento energetico degli immobili, il consumo totale annuale di energia primaria dovrà essere uguale o inferiore alla produzione energetica ottenuta in loco con le energie rinnovabili Plus Energy building In questi edifici le prestazioni energetiche sono talmente spinte che l energia prodotta è superiore a quella consumata. Si tratta di edifici che ben si inseriscono nel più generale discorso della produzione energetica distribuita, diventando essi stessi elementi in grado di dare un contributo energetico positivo al territorio. 4

5 Verso gli edifici a energia zero: un percorso già avviato Le prestazioni dell involucro riducono notevolmente i fabbisogni energetici per la climatizzazione I principi dell Architettura Bioclimatica diventano i principi dell Architettura (sfruttamento del comportamento passivo dell edificio, guadagni diretti, serre solari, ecc.) Le fonti energetiche rinnovabili (solare termico, solare fotovoltaico, eolico, biomassa, ecc.) diventano le risorse energetiche da utilizzare al massimo della loro potenzialità Le fonti energetiche convenzionali hanno una funzione integrativa nel bilancio energetico dell edificio Si passa da un unico sistema di generazione a più sistemi di generazione utilizzati in funzione della convenienza economica (es. solare termico, biomassa, pompa di calore, caldaia a condensazione, si introducono sistemi di accumulo inerziali, ecc.). La home e la building automation diventa elemento fondamentale per gestire in modo ottimale i servizi energetici 5

6 Direttiva 31/2010/CE: introduce gli edifici a energia quasi zero Cosa significa edifici a energia quasi zero Edificio ad altissima prestazione energetica, nel quale il fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo dovrebbe essere coperto in misura molto significativa da energia da fonti rinnovabili, compresa l energia da fonti rinnovabili prodotta in loco o nelle vicinanze Edificio a Energia Zero a Clusone (Fonte: Filca Cooperative) 6

7 Il concetto di cost-optimal Schema delle categorie di costi (fonte: Linee guida). 7

8 Il concetto di cost-optimal Calcolo del costo per differenti pacchetti di soluzioni Costo ottimale 8

9 L edificio di riferimento: un nuovo criterio per verificare le prestazioni energetiche IERI S/V edificio Gradi Giorno località OGGI Edificio reale EP H limite > EP H edificio Edificio di riferimento Valori di progetto Caratteristiche involucro Caratteristiche impianti Stesse Caratteristiche geometriche Destinazione d uso Dati climatici Valori di riferimento Caratteristiche involucro Caratteristiche impianti Calcolo EP H Verifica EP H Edificio reale Inferiore a EP H Edificio di riferimento Calcolo EP H 9

10 Differenza edifici di riferimento verifica verso la classificazione 10

11 Gli edifici a energia quasi zero nel nuovo APE Edificio a energia quasi zero 11

12 Edificio a energia quasi zero: scelte impiantistiche generazione Pompe di calore Caldaie a condensazione Sistemi ibridi 12

13 Edificio a energia quasi zero: scelte impiantistiche terminali Sistemi radianti a pavimento o a soffitto Sistemi ad aria Radiatori 13

14 Fonte: LombardiA +, Gli edifici a consumo quasi zero in Lombardia Case history in Regione Lombardia HOUSING SOCIALE BRESCIA (BS) Anno di costruzione 2009 Volume lordo climatizzato m 3 Superficie utile m 2 Pompa di calore geotermica Impianto solare termico Impianto solare fotovoltaico Classe energetica A+ 14

15 Fonte: LombardiA +, Gli edifici a consumo quasi zero in Lombardia Case history in Regione Lombardia SMART ECO HOUSING STEZZANO (BG) Anno di costruzione 2009 Volume lordo climatizzato m 3 Superficie utile 452 m 2 Caldaia a condensazione Impianto solare termico Classe energetica A+ 15

16 Fonte: LombardiA +, Gli edifici a consumo quasi zero in Lombardia Case history in Regione Lombardia CASA LIGHT A LONATO (BS) Anno di costruzione 2012 Volume lordo climatizzato m 3 Superficie utile m 2 Pompa di calore Impianto solare termico Impianto solare fotovoltaico Classe energetica A+ 16

17 Il mercato nzeb in Regione Lombardia

18 Fonte: Smart Eco Housing - Sezzano (BG) Dall edificio nzeb all edificio ZEB Nearly ZEB (nzeb) livello di prestazione energetica che comporta il costo più basso durante il ciclo di vita economico stimato da ciascuno Stato ZEB o net ZEB (NZEB) bilancio annuale pari a 0 kwh/m 2 anno in termini di energia primaria (net sta ad indicare che l edificio è connesso con la rete elettrica attraverso la quale può scambiare energia) 18

19 Il tema degli edifici ZEB in Europa Gruppo di lavoro NetZEB IEA-SHC Task 40 Towards Net Zero Energy Solar Buildings Buildings Performance Institute Europe Principles for nearly Zero-energy Buildings Danish Building Research Institute European national strategies to move towards very low energy buildings Sacert ZEB Il primo sistema di certificazione italiano degli edifici ZEB 19

20 ZEB: definizione dei parametri di valutazione Quando un edificio è ZEB? Il tema è dibattuto da tempo e i modi di vedere la questione sono differenti, nel senso che esistono diversi parametri di valutazione che i protocolli considerano in modo diverso. Li abbiamo comunque riassunti indicando anche le possibili opzioni. Periodo di tempo sul quale calcolare il bilancio (mensile stagionale annuale vita utile). Unità di misura di riferimento (energia finale - energia primaria costi emissioni). Usi energetici considerati (climatizzazione invernale, climatizzazione estiva, produzione di acqua calda sanitaria, usi elettrici comuni non comuni (illuminazione - apparecchiature). Fonti rinnovabili: On site - off site Prestazione energetica (Definizione di un requisito minimo, Bilanciamento efficienza energetica / fonti rinnovabili 20

21 Dove prelevare le fonti energetiche rinnovabili On Site - Integrata nello stesso edificio On Site - Generazione all interno del confine Off Site - Generazione di pertinenza Off Site - Generazione di pertinenza Off Site - Acquisto di energia da fonti rinnovabili certificata 21

22 Fonte: Villaggio residenziale Selvino (BG) Edifici a energia zero: un bilancio tra efficienza e rinnovabili Utilizzo efficiente fonti fossili Energia esportata Utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili Bilancio energia zero Minimizzare i consumi energetici Energia da fornire Punto di partenza Energia importata Efficienza energetica 22

23 Fonte: LombardiA +, Gli edifici a consumo quasi zero in Lombardia Case history in Regione Lombardia RESIDENZA VERDIANA CLUSONE (BG) Anno di costruzione 2012 Volume lordo climatizzato m 3 Superficie utile 635 m 2 Pompa di calore geotermica Impianto solare fotovoltaico Classe energetica A+ 23

24 Problemi gestionali degli edifici performanti: rilievo temperatura aria inverno 24

25 Problemi gestionali degli edifici performanti: consumo reale ACS 25

26 Problemi gestionali degli edifici performanti: rilievo temperatura aria estate 26

27 Come accelerare il cambiamento nel mercato degli edifici ad alte prestazioni Estratto dal documento dal titolo Strategia energetica Nazionale presentato da ANCE all audizione presso la X Commissione "Industria, Commercio e Turismo" Senato della Repubblica. 27

28 Edifici ZEB : problematiche tecniche da affrontare La fase di progettazione deve essere molto accurata, un modello di calcolo affidabile e certificato ed una competenza acquisita nell usarlo sono essenziali. Una corretta progettazione di dettaglio è fondamentale; i nodi determinati dall unione di più elementi sono e arti più critiche dell involucro e quindi l anello più debole dell efficienza energetica: non solo perdite di calore ma anche patologie. Grande attenzione ai ponti termici. La necessaria complessità impiantistica non deve generare all utente dei problemi. Un impianto performante ma semplice nella gestione è la soluzione migliore. Richiede competenze nella progettazione e continuo aggiornamento per individuare le migliori tecnologie disponibili. La fase di realizzazione è tra le più critiche: la direzione dei lavori deve curare in ogni dettaglio la costruzione dell edificio e l installazione degli impianti. Un sistema di regolazione evoluto consente di sfruttare al meglio gli apporti gratuiti interni ed esterni. L utente tuttavia deve essere in grado di utilizzarlo: molti edifici ad alte prestazioni nella realtà consumano di più perché gestiti male. 28

29 Edifici ZEB: le prospettive di mercato e le barriere da superare Informare i cittadini sui vantaggi reali di un edificio ZEB anche in termini di investimento. Garantire la prestazione energetica attraverso protocolli trasparenti e certificati da soggetti di terza parte (la certificazione energetica può non essere sufficiente) Il mantenimento delle prestazioni energetiche implica un controllo periodico. Gli utilizzatori devono essere correttamente informati su come utilizzare gli edifici ZEB al meglio delle loro prestazioni. 29

30 Convegno La fase attuativa della Legge 90/2013 sulla prestazione energetica degli edifici Verso gli edifici a energia zero: prospettive di mercato e criticità Prof. Giuliano Dall O Politecnico di Milano Presidente SC1 del CTI giuldal@polimi.it