Il concetto di edificio NZEB ed i limiti di consumo energetico in area Mediterranea

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1 Il concetto di edificio NZEB Il concetto di edificio NZEB ed i limiti di consumo energetico in area Mediterranea Prof. Ing. Costanzo Di Perna Università Politecnica delle Marche

2 Domanda e Impieghi finali di energia Domanda Energia Primaria ,3% 5,5% 37,5% 184,2 Mtep -1,9% rispetto ,0% 34,6% Petrolio Combustibili solidi Fonti rinnovabili Gas naturale Energia elettrica Impieghi finali di energia per settore ,2% 5,1% 2,5% 24,2% Industria 34,4% Trasporti Usi civili Agricoltura 31,5%

3 LE DIRETTIVE EUROPEE

4 INCENTIVI

5 Quadro di riferimento settore civile Residenziale 11,6 milioni di edifici Circa 32 milioni di abitazioni (di cui 5,4 milioni non occupate) Terziario uffici (di cui pubblici) scuole (di cui circa il 75% costruite prima del 1980) alberghi (di cui circa il 70% ante 1980)

6 DECRETO 90/2013 Alcune novità, 31/12/2018, altissima prestazione energetica (NZEB) per edifici pubblici di nuova costruzione e presenza di una significativa quota di fabbisogno energetico coperta da FER; (31/12/2020 per tutti gli edifici pubblici e privati) Si dovrà tenere conto del parametro costi/benefici per la riqualificazione energetica degli edifici esistenti ; rafforzare il ruolo guida del settore pubblico verso «NZEB» anche nelle ristrutturazioni di edifici esistenti; Integrare gli incentivi per l efficienza energetica al consolidamento antisismico degli edifici.

7 Definizione di NEZB e Edificio di riferimento Da Decreto 90/2013 NZEB Edificio ad altissima prestazione energetica, calcolata conformemente alle disposizioni del presente decreto, che rispetta i requisiti definiti al decreto di cui all articolo 4, comma 1. Il fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo è coperto in misura significativa da energia da fonti rinnovabili, prodotta all interno del confine del sistema (in situ); l-novies) edificio di riferimento o target per un edificio sottoposto a verifica progettuale, diagnosi, o altra valutazione energetica : edificio identico in termini di geometria (sagoma, volumi, superficie calpestabile, superfici degli elementi costruttivi e dei componenti), orientamento, ubicazione territoriale, destinazione d uso e situazione al contorno, e avente caratteristiche termiche e parametri energetici predeterminati;

8 Edificio di riferimento REQUISITI e VERIFICA Edificio di riferimento Identico a quello progettato in termini di geometria (sagoma, volumi, superfici, elementi costruttivi e componenti), orientamento, ubicazione e situazione al contorno ma con caratteristiche tecniche e parametri energetici predeterminati: U (copertura, pareti, finestre, ), Y( ),, ( ),. Tabelle in allegato al dpr in funzione (ove necessario) delle fasce climatiche Requisiti Calcolo degli indici energetici dell edificio di riferimento che costituiscono i requisiti minimi da rispettare. A titolo esemplificativo: EP gl, Lim Verifica EP gl < EP gl, Lim

9 DIRETTIVA 27/2012/CE Articolo 8 Audit energetici e sistemi di gestione dell'energia 1. Gli Stati membri promuovono la disponibilità, per tutti i clienti finali, di audit energetici di elevata qualità, efficaci in rapporto ai costi e: a)svolti in maniera indipendente da esperti qualificati e/o accreditati secondo criteri di qualificazione; b) eseguiti e sorvegliati da autorità indipendenti conformemente alla legislazione nazionale. Gli audit energetici di cui al primo comma possono essere svolti da esperti interni o auditor dell'energia a condizione che lo Stato membro interessato abbia posto in essere un regime di garanzia e controllo della qualità, inclusa, se del caso, una selezione casuale annuale di almeno una percentuale statisticamente significativa di tutti gli audit energetici svolti. Allo scopo di garantire l'elevata qualità degli audit energetici e dei sistemi di gestione dell'energia, gli Stati membri stabiliscono criteri minimi trasparenti e non discriminatori per gli audit energetici sulla base dell'allegato VI. Gli audit energetici non includono clausole che impediscono il trasferimento dei risultati dell'audit a un fornitore di servizi energetici qualificato/accreditato, a condizione che il cliente non si opponga..omissis.. Fonte Commissione UE

10 DIRETTIVA 27/2012/CE ALLEGATO VI Criteri minimi per gli audit energetici, compresi quelli realizzati nel quadro dei sistemi di gestione dell'energia Gli audit energetici di cui all'articolo 8 si basano sui seguenti orientamenti: a) sono basati su dati operativi relativi al consumo di energia aggiornati, misurati e tracciabili e (per l'energia elettrica) sui profili di carico; b) comprendono un esame dettagliato del profilo di consumo energetico di edifici o di gruppi di edifici, di attività o impianti industriali, ivi compreso il trasporto; c) ove possibile, si basano sull'analisi del costo del ciclo di vita, invece che su semplici periodi di ammortamento, in modo da tener conto dei risparmi a lungo termine, dei valori residuali degli investimenti a lungo termine e dei tassi di sconto; d) sono proporzionati e sufficientemente rappresentativi per consentire di tracciare un quadro fedele della prestazione energetica globale e di individuare in modo affidabile le opportunità di miglioramento più significative. Gli audit energetici consentono calcoli dettagliati e convalidati per le misure proposte in modo da fornire informazioni chiare sui potenziali risparmi. I dati utilizzati per gli audit energetici possono essere conservati per le analisi storiche e per il monitoraggio della prestazione.

11 NZEB La ricerca di un grado sempre più elevato di esattezza nel calcolo della prestazione energetica ha evidenziato la necessità di una definizione più precisa di prestazione energetica a energia netta zero. un NZEB è un edificio caratterizzato da un fabbisogno energetico di esercizio estremamente ridotto Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

12 NZEB In un immobile di questo tipo, i guadagni in termini di efficienza energetica sono tali da permettere di compensare il fabbisogno energetico dell edificio utilizzando tecnologie rinnovabili. Un NZEB in fase di esercizio non deve presentare un impatto negativo né dal punto di vista energetico né ambientale Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

13 NZEB Quali parametri usare nella misurazione del bilancio zero dei consumi energetici? 1. Una possibilità è quella di raggiungere il bilancio nullo dei consumi energetici nel sito in cui sorge l edificio; 2. Altra possibilità è quella di integrare le fonti rinnovabili disponibili in situ tramite l acquisto di energia da fonti rinnovabili esterne al sito, considerando i consumi di energia alla fonte ; 3. In altri casi possono essere messi in rilievo i costi energetici, fissando l obiettivo di bilanciare la spesa affrontata per l acquisto di energia con i ricavi ottenuti dalla vendita dell energia rinnovabile prodotta in situ ed immessa nella rete. 4. Altri casi possono invece mirare al bilancio nullo delle emissioni di gas serra. Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

14 NZEB Quali confini fisici considerare nella scelta tra le possibili fonti rinnovabili? 1. Se un progetto si propone di raggiungere il bilancio energetico nullo in situ, la scelta tra le rinnovabili è necessariamente limitata alle fonti e alle tecnologie disponibili all interno del confine dell edificio o nei confini del sito 2. Alcuni progetti possono invece contemplare l utilizzo di fonti rinnovabili esterne al sito in cui sorge l immobile, come le biomasse, per produrre energia elettrica in situ, mentre altri ancora possono prevedere l acquisto di energia rinnovabile. Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

15 CONFINE DELL EDIFICIO E CONFINE DI VALUTAZIONE Il confine del sistema edificio (system boundary) è quindi il confine che include il fabbricato o la porzione di fabbricato oggetto di valutazione i sistemi tecnici a servizio del fabbricato e installati al suo interno, su di esso e/o nelle sue pertinenze. Tale confine è quello rispetto al quale vengono misurate o computate le quantità di energia consegnate (delivered) e esportate (exported).

16 CONFINE DELL EDIFICIO E CONFINE DI VALUTAZIONE Il confine di valutazione (assessment boundary) è invece il confine sul quale viene effettuato il bilancio energetico dell'edificio. In generale confine del sistema e confine di valutazione coincidono solo in assenza di apparati per lo sfruttamento delle fonti di energia rinnovabile in situ Le perdite energetiche all'interno del confine di valutazione sono calcolate dalle pertinenti norme tecniche. Le perdite energetiche al di fuori del confine di valutazione sono tenute in considerazione attraverso i coefficienti di conversione in energia primaria

17 CONFINE DELL EDIFICIO E CONFINE DI VALUTAZIONE

18 NZEB Il riferimento per il calcolo è l Energia primaria totale Energia Primaria totale = Energia primaria non rinnovabile + Energia rinnovabile Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

19 NZEB NZEB? + Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

20 NZEB NZEB? GRADO DI ISOLAMENTO FONTI RINNOVABILI Prof. Ing. Costanzo Di Perna Università Politecnica delle Marche

21 ESEMPIO NZEB Prof. Ing. Costanzo Di Perna Università Politecnica delle Marche

22 ESEMPIO Prof. Ing. Costanzo Di Perna Università Politecnica delle Marche

23 NZEB AUSTRIA Prof. Ing. Costanzo Di Perna Università Politecnica delle Marche

24 NZEB Prof. Ing. Costanzo Di Perna Università Politecnica delle Marche

25 NZEB - GERMANIA Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

26 COMPORTAMENTO ESTIVO 1. Title: The role of interior thermal mass in a small commercial building under moderate weather condition Applied Energy, P. Ma, L.-S. Wang, Effective heat capacity of interior planar thermal mass (iptm) subject to periodic heating and cooling, Energy and Buildings 47 (2012) Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

27 Università Politecnia delle Marche Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e dell Architettura* Dipartimento di Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche** EFFETTI SUL CONFORT E SUI CONSUMI ENERGETICI DI PARETI A DIVERSA INERZIA TERMICA Parte 1: CALCOLO DELLA TEMPERATURA OPERANTE E ANALISI CON METODO SEMI-STAZIONARIO Prof. C. Di Perna** Prof. M. D Orazio* Ing. E. Di Giuseppe* Ing. L. Fantini** Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

28 Confronto analisi della prestazione in regime dinamico EDIFICI A DIVERSA INERZIA TERMICA 45,00 T media 40,00 strutture ad elevata inerzia strutture a bassa inerzia 35,00 PESANTE - UNI ,00 LEGGERO - UNI ,00 20,00 0,00 PESANTE - REGIME DINAMICO LEGGERO - REGIME DINAMICO 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 ΔT Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche 6,00

29 BEST CASE ANALISI UNIVPM Intervento: Nuova costruzione Destinazione d uso: Residenziale Zona climatica: E Tipologia: Piccolo condominio N Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

30 BEST CASE ANALISI UNIVPM DATI GENERALI Località: BOLOGNA Altitudine: 54 m s.l.m. Latitudine: Longitudine: Gradi giorno: 2259 Zona climatica: E Destinazione d uso: Residenziale Tipologia: Piccolo condominio Intervento: Nuova costruzione Volume lordo riscaldato 3962 Sup. esterna che delimita lo spazio riscaldato 4026 S/V 0,485 Sup. calpestabile 950 N. piani climatizzati 3 altezza interna netta 2,70m N. unità immobiliari 12 N Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

31 BEST CASE ANALISI UNIVPM Prof. Ing. Costanzo Di Perna Università Politecnica delle Marche

32 COME SIAMO ARRIVATI A DEFINIRE LA GEOMETRIA DELL EDIFICIO? EDIFICIO DI PARTENZA PROGETTO REALE S/V = Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

33 OTTIMIZZAZIONE S/V? EDIFICIO MODIFICATO EDIFICIO MODIFICATO S/V = S/V = ENTRAMBE LE TIPOLOGIE EDILIZIE RISULTANO INADEGUATE ALL UTILIZZO DELLA MURATURA PORTANTE Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

34 OTTIMIZZAZIONE S/V? EDIFICIO DI PARTENZA S/V = EDIFICIO MODIFICATO S/V = 0.485: S/V 0,6 [W/m2K] ottimizzazione Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

35 OTTIMIZZAZIONE DELL EDIFICIO 1. S/V = 0, Dimensioni delle finestre 3. trasmittanza degli infissi 4. Piano sottotetto 5. Isolamento verso il garage 6. Aggiunto piano Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

36 FINESTRE Uw 1,4 [W/m2K], Ug 1,1 [W/m2K], FATTORE SOLARE g 0,67 Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

37 SOLAI U 0,62 [W/m2K] U 0,29 [W/m2K] U 0,57 [W/m2K] U 0,21 [W/m2K] U 0,29 [W/m2K] Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

38 PARETI VERTICALI SONO STATE ANALIZZATE 25 SOLUZIONI STRATIGRAFICHE di cui una dlg.192 e una leggera 12 - MONOSTRATO 4-PORTANTI 8-NON PORTANTI 13 - PLURISTRATO 3-PORTANTI Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche 10-NON PORTANTI

39 Cod. Sp. U Yie k1 Portante m W/m²K W/m²K kj/m²k Si/No ,236 0,007 34,7 No ,203 0,001 38, ,246 0, , Sp. U Yie k1 Portante m W/m²K W/m²K kj/m²k Si/No ,260 0,007 47,3 No No ,237 0,006 41,5 No 42,5 Si ,235 0,012 48,4 Si 0,003 38,7 No ,235 0,013 39,8 Si 0,266 0,003 25,6 Si 11 45,3 0,208 0, No 45 0,261 0,003 21,9 Si 12 45,3 0,225 0,022 41,9 No ,175 0,001 36,9 No 13 45,3 0,244 0,017 41,8 No ,244 0,002 39,2 No ,252 0,013 42,5 No ,201 0,002 33,1 No ,247 0,012 47,7 Si ,214 0,003 37,0 No 22 44,5 0,237 0, No ,242 0,002 39,4 Si 23 44,5 0,234 0, No ,252 0,006 41,6 No 24 47,3 0,134 0, No ,320 0, No MONOSTRATO Cod. PLURISTRATO Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche 39 39

40 MONOSTRATO NON PORTANTE Prof. Ing. Costanzo Di Perna Università Politecnica delle Marche

41 MONOSTRATO NON PORTANTE 0,175 < U < 0, cm < sp < 53 cm Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

42 PARETE SECONDO DLGS 192 U = 0,320 sp = 38 [cm] Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

43 PARETE LEGGERA U = 0,134 Yie = 0,024 sp = 47,3 [cm] Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

44 Prof. Ing. Costanzo Di Perna Università Politecnica delle Marche

45 FONTI DI ENERGIA E VETTORI ENERGETICI SISTEMA DI EMISSIONE EDIFICIO SISTEMA DI REGOLAZIONE SISTEMA DI DISTRIBUZIONE Qk,i,gn,out,net,m Qk,d,in,i,m Qk,del,os,m

46 RISULTATI CALDAIA TRADIZIONALE P utile = 31 [kw] Rendimento di produzione 92 % Rendimento di regolazione 99 % Rendimento di distribuzione 99% Rendimento di emissione 95 % Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale 37 [kwh/m2 anno] Rapporto Fabbisogno utile / superficie utile 33 [kwh/m2 anno] Indice di prestazione energetica dell involucro edilizio per il raffrescamento 22 [kwh/m2 anno] Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

47 Rapporto Fabbisogno utile / superficie utile 33 [kwh/m2 anno] Rapporto Dispersioni/Fabbisogno utile 157% Rapporto Ventilazione/Dispersioni 30% Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

48 RISULTATI CALDAIA A CONDENSAZIONE P utile = 31 [kw] Rendimento di produzione 106 % Rendimento di regolazione 99 % Rendimento di distribuzione 99% Rendimento di emissione 99 % Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale 31 [kwh/m2 anno] Rapporto Fabbisogno utile / superficie utile 33 [kwh/m2 anno] Indice di prestazione energetica dell involucro edilizio per il raffrescamento 22 [kwh/m2 anno] Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

49 RISULTATI CALDAIA A CONDENSAZIONE + VMC P utile = 31 [kw] Rendimento di produzione 106 % Rendimento di regolazione 99 % Rendimento di distribuzione 99% Rendimento di emissione 99 % Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale 22 [kwh/m2 anno] Rapporto Fabbisogno utile / superficie utile 22 [kwh/m2 anno] Indice di prestazione energetica dell involucro edilizio per il raffrescamento 25 [kwh/m2 anno] Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

50 Rapporto Fabbisogno utile / superficie utile 22 [kwh/m2 anno] Rapporto Dispersioni/Fabbisogno utile 179% Rapporto Ventilazione/Dispersioni 12% RISCALDAMENTO+ ACS RISCALDAMENTO Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche

51 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: La direttiva 2010/31/CE kwh/m2a Quanto ci costa?? Prof. Ing. Costanzo Di Perna Università Politecnica delle Marche 2020 Anno

52 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: La direttiva 2010/31/CE Ogni ulteriore azione volta alla riduzione dei consumi rischia di non portare alcuna utilità perché i costi per l efficientamento superano i vantaggi nell esercizio kwh/m2a Prof. Ing. Costanzo Di Perna c.diperna@univpm.it Università Politecnica delle Marche 2020 Anno

53 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: La direttiva 2010/31/CE La Direttiva europea 2010/31/CE individua i passi che ogni Stato membro dovrà compiere per definire un nzeb (art. 9, par. 6) e assegna agli Stati membri il compito di stabilire i requisiti minimi di prestazione energetica degli edifici e degli elementi edilizi, al fine di raggiungere «livelli ottimali in funzione dei costi».

54 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: La direttiva 2010/31/CE Livelli ottimali in funzione dei costi = Livelli di prestazione energetica (fabbisogno per riscaldamento, raffrescamento e ventilazione, acqua calda sanitaria, illuminazione) che comportano il costo più basso durante il ciclo di vita economico stimato degli edifici, nuovi ed esistenti.

55 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: La direttiva 2010/31/CE Direttiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 19 maggio 2010 sulla prestazione energetica nell edilizia (EPBD recast); Regolamento Delegato (UE) N. 244/2012 della Commissione del 16 gennaio 2012 che integra la direttiva 2010/31/UE; Orientamenti 2012/C 115/01 che accompagnano il regolamento delegato (UE) n. 244/2012 del 16 gennaio 2012 della Commissione.

56 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: La direttiva 2010/31/CE Con il Regolamento delegato n. 244/2012 «Supplementing Directive 2010/31/EU of the European Parliament and of the Council on the energy performance of buildings by establishing a comparative methodology framework for calculating cost-optimal levels of minimum energy performance requirements for buildings and building elements la Commissione indica il quadro metodologico da utilizzare per il calcolo dei livelli di costi ottimali dei requisiti minimi di prestazione energetica di edifici di riferimento. Gli Stati membri devono calcolare i livelli ottimali utilizzando tale metodologia e raffrontare i risultati di tale calcolo con i requisiti minimi di prestazione energetica in vigore.

57 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: La direttiva 2010/31/CE Se requisiti minimi di prestazione energetica vigenti risultano sensibilmente meno efficienti rispetto ai livelli ottimali Giustificazione della differenza Adozione di misure idonee a ridurre il divario Applicazione e aggiornamento della metodologia ogni 5 anni verso obiettivi a più lungo termine (nzeb nel 2020 e decarbonisation nel 2050) In Italia il per soddisfare tali adempimenti il Ministero per lo Sviluppo Economico ha istituito un gruppo di lavoro composto da CTI, ENEA ed RSE.

58 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: il regolamento n. 244/2012 Fasi di sviluppo del quadro metodologico comparativo: definizione degli edifici di riferimento (nuovi ed esistenti, residenziali e non) sulla base di una valutazione geografico-funzionale; definizione delle misure di efficienza energetica per gli edifici di riferimento; valutazione del fabbisogno energetico in relazione alle misure applicate; calcolo dei costi, in termini di valore attuale netto (VAN-NPV), delle misure di efficienza energetica durante il ciclo di vita economico atteso applicate agli edifici di riferimento; valutazione dei livelli ottimali dei requisiti di prestazione energetica in funzione dei costi.

59 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: il regolamento n. 244/2012 Fasi di sviluppo del quadro metodologico comparativo: definizione degli edifici di riferimento (nuovi ed esistenti, residenziali e non) sulla base di una valutazione geografico-funzionale; definizione delle misure di efficienza energetica per gli edifici di riferimento; valutazione del fabbisogno energetico in relazione alle misure applicate; calcolo dei costi, in termini di valore attuale netto (VAN-NPV), delle misure di efficienza energetica durante il ciclo di vita economico atteso applicate agli edifici di riferimento; valutazione dei livelli ottimali dei requisiti di prestazione energetica in funzione dei costi.

60 Il contesto normativo: il regolamento n. 244/2012

61 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: il regolamento n. 244/2012 Fasi di sviluppo del quadro metodologico comparativo: definizione degli edifici di riferimento (nuovi ed esistenti, residenziali e non) sulla base di una valutazione geografico-funzionale; definizione delle misure di efficienza energetica per gli edifici di riferimento; valutazione del fabbisogno energetico in relazione alle misure applicate; calcolo dei costi, in termini di valore attuale netto (VAN-NPV), delle misure di efficienza energetica durante il ciclo di vita economico atteso applicate agli edifici di riferimento; valutazione dei livelli ottimali dei requisiti di prestazione energetica in funzione dei costi.

62 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: il regolamento n. 244/2012 misura di efficienza energetica = una modifica apportata a un edificio che risulti nella riduzione del fabbisogno di energia primaria dell edificio stesso (Allegato I, punto 2 Reg. Del.) Sono definite per tutti i parametri che apportano un impatto diretto o indiretto sulla prestazione energetica degli edifici. Sono combinate in pacchetti di singole misure, e/o varianti date dalla combinazione di pacchetti. Non inferiori a 10 pacchetti/varianti, più lo scenario di riferimento.

63 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: il regolamento n. 244/2012

64 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: il regolamento n. 244/2012 Fasi di sviluppo del quadro metodologico comparativo: definizione degli edifici di riferimento (nuovi ed esistenti, residenziali e non) sulla base di una valutazione geografico-funzionale; definizione delle misure di efficienza energetica per gli edifici di riferimento; valutazione del fabbisogno energetico in relazione alle misure applicate; calcolo dei costi, in termini di valore attuale netto (VAN-NPV), delle misure di efficienza energetica durante il ciclo di vita economico atteso applicate agli edifici di riferimento; valutazione dei livelli ottimali dei requisiti di prestazione energetica in funzione dei costi.

65 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: il regolamento n. 244/2012 calcolo del fabbisogno di energia primaria (kwh/m2anno), secondo le norme tecniche vigenti, per ciascuna misura/pacchetto/variante negli edifici di riferimento; riferimento a tutti gli usi energetici: riscaldamento, raffrescamento, ventilazione, acqua calda sanitaria, illuminazione.

66 ANALISI COSTI BENEFICI Il contesto normativo: il regolamento n. 244/2012 Fasi di sviluppo del quadro metodologico comparativo: definizione degli edifici di riferimento (nuovi ed esistenti, residenziali e non) sulla base di una valutazione geografico-funzionale; definizione delle misure di efficienza energetica per gli edifici di riferimento; valutazione del fabbisogno energetico in relazione alle misure applicate; calcolo dei costi, in termini di valore attuale netto (VAN-NPV), delle misure di efficienza energetica durante il ciclo di vita economico atteso applicate agli edifici di riferimento; valutazione dei livelli ottimali dei requisiti di prestazione energetica in funzione dei costi.

67 ANALISI COSTI BENEFICI La metodologia di calcolo LCC Viene introdotta una metodologia di tipo LCC (Life Cycle Cost) che si basa sulla valutazione economico-finanziaria degli investimenti che si attuano.

68 ANALISI COSTI BENEFICI La metodologia di calcolo LCC Risultato del calcolo = curva consumo energetico - prestazione economica. La curva è utilizzabile per caratterizzare dal punto di vista tecnologico l area dell ottimo economico.

69 ANALISI COSTI BENEFICI La metodologia di calcolo LCC Elevati investimenti iniziali Elevati costi energetici

70 ANALISI COSTI BENEFICI La metodologia di calcolo LCC La valutazione economica si basa sul calcolo del valore attuale netto (VAN o NPV, Net Present Value) ricavato utilizzando il metodo di calcolo dei costi globali descritto nella norma I costi globali di una misura di efficienza energetica in un edificio sono funzione di vari fattori: costi di investimento iniziali costi periodici o annuali valori finali (residui)

71 ANALISI COSTI BENEFICI La metodologia di calcolo LCC Costi di investimento iniziali costi delle misure d efficienza dell'involucro edilizio; costi dei sistemi di approvvigionamento energetico per riscaldamento e acqua calda sanitaria; costi degli eventuali impianti di ventilazione e condizionamento; costo degli impianti di illuminazione; altri investimenti connessi all'energia, come dispositivi esterni di ombreggiamento, automazione di componenti e sistemi edilizi/impiantistici; costi di installazione di sistemi e componenti. Per la valutazione di diverse combinazioni tecnologiche, è possibile omettere i costi che rimangono uguali in tutte le misure, nonché quelli relativi agli elementi edilizi che non hanno alcuna influenza sulla prestazione energetica di un edificio (Reg. Del. UE N.244/2012).

72 ANALISI COSTI BENEFICI La metodologia di calcolo LCC Costi Annuali Costi di gestione costi per l approvvigionamento energetico; costi operativi; costi di manutenzione. Costi di sostituzione costi di sostituzione periodica di un componente edilizio o impiantistico (in relazione alla vita utile). Costi di Smaltimento (se previsti, EN 15459)

73 ANALISI COSTI BENEFICI La metodologia di calcolo LCC Costi globali Investimento iniziale Componenti edilizi e impiantistici, tasse, compensi professionali, Costi di gestione Costi Annuali Costi di smaltimento Costi di sostituzione Costi energetici Fabbisogni in relazione ai prezzi dell energia Costi operativi Costi assicurativi, tasse, servizi, Costi di mantenimento Riparazioni, pulizia, materiale di consumo,

74 ANALISI COSTI BENEFICI La metodologia di calcolo LCC Il calcolo si svolge per una durata definita: - 30 anni per edifici residenziali 20 anni per edifici commerciali e non residenziali Tasso di inflazione (es: 2%) Tasso di interesse puro (es: 4,5%) Tasso di interesse reale (es: 2,45%) Indice di sviluppo prezzi per energia e manodopera (es: 2%) Fattore di attualizzazione Valore di comparazione della moneta in differenti periodi

75 ANALISI COSTI BENEFICI La metodologia di calcolo LCC Valore finale di un componente Rappresenta il suo valore di mercato alla fine del periodo di calcolo. Il periodo di calcolo scelto potrebbe essere più breve o più lungo rispetto alla durata dei singoli componenti o sistemi. Nel caso in cui elementi dell edificio abbiano una vita utile superiore al periodo di calcolo è necessario valutare il loro valore residuo ipotizzando un deprezzamento lineare nel tempo.

76 ANALISI COSTI BENEFICI La metodologia di calcolo LCC Costo Globale Costo globale Costo investimento Discount rate Costo annuale (esercizio e periodico) Valore finale Il costo globale, in termini di VAN, deve essere riferito all unità di superficie (m2), per poter esprimere il livello ottimale in funzione dei costi

77 ANALISI COSTI BENEFICI Sintesi dei risultati del quadro comparativo italiano

78 ANALISI COSTI BENEFICI Sintesi dei risultati del quadro comparativo italiano Valori ottimali dei parametri di progetto

79 ANALISI COSTI BENEFICI Sintesi dei risultati del quadro comparativo italiano Confronto tra i risultati ottenuti e gli attuali limiti di legge Comparazione degli indici di prestazione energetica delle soluzioni ottimali e degli attuali limiti di legge. Edifici residenziali

80 ANALISI COSTI BENEFICI Sintesi dei risultati del quadro comparativo italiano Confronto tra i risultati ottenuti e gli attuali limiti di legge Comparazione delle trasmittanze termiche delle soluzioni ottimali e degli attuali limiti di legge. Edifici residenziali esistenti.

81 ANALISI COSTI BENEFICI Esempio di applicazione

82 ANALISI COSTI BENEFICI Esempio di applicazione Valutazione di livelli ottimali in funzione dei costi in relazione ad uno specifico parametro energetico valutato L applicazione della metodologia evidenzia però che il peso di incertezze di calcolo rischia di influire notevolmente sul risultato.

83 ANALISI COSTI BENEFICI Esempio di applicazione Incertezze di calcolo Durata di vita dei componenti edili; Variabilità dei costi di realizzazione e di manutenzione; Opere da considerare parte del costo energetico; Variabilità delle tariffe energetiche; Velocità di crescita del costo della mano d opera; Variabilità dell incidenza del costo della mano d opera in funzione dell impresa e dell area geografica; Variabili di cantiere (dimensioni, ubicazione, sub-appalti ) Stima del tasso di inflazione su periodi lunghi; Presenza di meccanismi di incentivazione;

84 ANALISI COSTI BENEFICI Esempio di applicazione > Costi di investimento > Costi di esercizio < Costi di investimento

85 ANALISI COSTI BENEFICI Esempio di applicazione Incertezze di calcolo Durata di vita dei componenti edili; Variabilità dei costi di realizzazione e di manutenzione; Opere da considerare parte del costo energetico; Variabilità delle tariffe energetiche; Velocità di crescita del costo della mano d opera; Variabilità dell incidenza del costo della mano d opera in funzione dell impresa e dell area geografica; Variabili di cantiere (dimensioni, ubicazione, sub-appalti ) Stima del tasso di inflazione su periodi lunghi; Presenza di meccanismi di incentivazione;

86 ANALISI COSTI BENEFICI Esempio di applicazione Range di incertezza Costi di investimento componenti Costi di investimento impianti Velocità di crescita dei costi energetici Velocità di crescita dei costi M.O. Tasso d inflazione +/- 10% +/- 5% % % %

87 ANALISI COSTI BENEFICI Esempio di applicazione L incertezza di calcolo pesa al punto che se le soluzioni costruttive che differiscono per ca. il 10-15% di trasmittanza non si è in grado di comprendere quale sia la soluzione ottimale

88 ANALISI COSTI BENEFICI Problematiche Aperte Mancanza di banche dati certe relativamente ai prezzi e ai tempi di vita utile di tutte le possibili varianti tecnologiche edilizie e impiantistiche; Le condizioni di calcolo sono in continua evoluzione: prezzi dell energia, politiche nazionali (incentivi), prezzi di costruzione.; Il ciclo di vita economico stimato potrebbe non corrispondere a quello reale; In Italia, considerata l importanza del fabbisogno energetico per il raffrescamento, nel calcolo del fabbisogno di energia delle diverse varianti edilizie, sarebbe meglio utilizzare approcci di calcolo di tipo dinamico.

89 ANALISI COSTI BENEFICI Conclusioni Le tendenze normative stanno virando l attenzione dall efficienza energetica al costo dell efficienza energetica; Lo sviluppo tecnologico nel futuro sarà sempre più orientato verso la convenienza economica per il raggiungimento di requisiti nzeb; Metodologie di calcolo di soluzioni ottimali esistono ma si evidenziano ancora aspetti problematici.

90 ANALISI COSTI BENEFICI Prof. Ing. Costanzo Di Perna Università Politecnica delle Marche