Il progetto ENERGY C-BOXC progetto finanziato nell ambito dell iniziativa regionale dei Poli di Innovazione

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1 SISTEMI PER IL MONITORAGGIO DEGLI EDIFICI Il progetto ENERGY C-BOXC progetto finanziato nell ambito dell iniziativa regionale dei Poli di Innovazione Luigi Iacomini INRIM Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica Torino (Italia)

2 Ambito del progetto POR FESR 07/13 Misura I.1.3 Poli di Innovazione Polo: EDILIZIA SOSTENIBILE E IDROGENO POLo di Innovazione Green building e Hydrogen Technologies Mission: Incoraggiare l interazione tra imprese innovative per condividere esperienze e sviluppare tecnologie competitive per i mercati emergenti della sostenibilità ambientale per quanto riguarda l architettura e l idrogeno. Coordinatore di POLIGHT Environment Park Parco scientifico e tecnologico per l ambiente ADERENTI 96 aziende edilizia sostenibile 30 aziende idrogeno 6 organismi di ricerca

3 Ambito del progetto PROGETTO: Progetti di ricerca industriale e/o sviluppo sperimentale Dominio tecnologico: Architettura sostenibile e idrogeno Traiettoria: Eco-efficienza del processo edilizio (ES5-ECOPRO) Linea di sviluppo: Supporto all analisi energeticoambientale degli edifici (LS5.1 )

4 Quadro Nazionale Obbligo di certificazione delle prestazioni energetiche degli edifici Diffusione dei contratti energia Creazione di catasti energetici di grandi patrimoni edilizi pubblici e privati Incentivazione di interventi finalizzati al risparmio energetico Incentivazione finalizzati alla riqualificazione ambientale degli edifici esistenti Sta sorgendo un mercato di misurazione e certificazione delle prestazioni E necessario avere a disposizione strumentazione idonea per misurare le prestazioni degli edifici.

5 Sistemi di certificazione della sostenibilità ambientale Principio di funzionamento OBIETTIVO Valutare la qualità energetico ambientale MEZZO Analisi della prestazione rispetto a un insieme di criteri RISULTATO Punteggio e classificazione in una scala di qualita

6 Impiego sistemi di certificazione CONTROLLO DA PARTE DELL AUTORITA PUBBLICA DELLE PRESTAZIONI DEGLI EDIFICI SIA DI NUOVA COSTRUZIONE SIA QUELLI OGGETTO DI INTERVENTI DI RECUPERO AL FINE DI: Incentivazione fiscale Regolamenti edilizi Attività di pianificazione urbanistica per promuovere ambienti con elevate qualità ambientale

7 Impiego sistemi di certificazione MERCATO IMMOBILIARE: Investimenti immobiliari Mercato immobiliare Agenzie immobiliari Utenti

8 Impiego sistemi di certificazione SUPPORTO ALLA PROGETTAZIONE: Supporto alla definizione degli obiettivi di qualità Possibilità di scelte fra soluzioni alternative differenti Valutare gli obiettivi raggiunti

9 Il progetto proposto: perchè? Criticità Le analisi effettuate con questi sistemi di certificazione non trovano una validazione di tipo sperimentale adeguata Difficoltà ad ottenere misure affidabili in campo per quelle grandezze ritenute critiche nella valutazione delle prestazioni energetiche e del comfort ambientale degli edifici Sostenere lo sviluppo di un sistema di misura e della valutazione delle prestazioni energetiche e ambientali, affidabili e validati sul piano scientifico Creare procedure affinchè le misure effettuate siano efficaci e tra loro confrontabili

10 Cos è una misura Una misura si compone essenzialmente di una terna di informazioni: 1. il valore numerico relativo alla misurazione 2. l unità di misura con la quale si è effettuata la misurazione 3. l incertezza con la quale si fornisce il risultato della misurazione. L incertezza di misura è un parametro, associato al risultato della misurazione, che caratterizza la dispersione del valore che può ragionevolmente essere attribuito al misurando

11 Riferibilità delle misure La misura deve essere riferibile ai campioni nazionali / internazionali Il trasferimento della riferibilità (disseminazione) avviene attraverso la taratura dello strumento presso Istituti Metrologici Primari o Centri Accreditati (SIT) Per effettuare misure corrette inoltre bisogna avvalersi di: Procedure tecniche di misura scientificamente validate Personale competente (formazione)

12 Quali misure? Grandezze legate alle prestazioni termiche e alla qualità microclimatica (comfort termico) Temperatura dell aria (indoor e outdoor) Umidità relativa (indoor e outdoor) Trasmittanza termica dell involucro edilizio

13 Temperatura dell aria La riferibilità è garantita attraverso la taratura per confronto con i campioni nazionali mantenuti presso l INRIM. (taratura in laboratorio) Criticità: sempre più spesso si ha l esigenza di trasferire la riferibilità a strumenti operanti in campo che non possono essere disconnessi e risultano difficilmente raggiungibili Taratura in campo Mancanza di campioni di lavoro e apparecchiature adeguate per le diverse tipologie di applicazioni

14 Umidità relativa La riferibilità è garantita attraverso la taratura per confronto con i campioni nazionali mantenuti presso l INRIM. (taratura in laboratorio) Criticità: sempre più spesso si ha l esigenza di trasferire la riferibilità a strumenti operanti in campo che non possono essere disconnessi e risultano difficilmente raggiungibili Taratura in campo Mancanza di campioni di lavoro e apparecchiature adeguate per le diverse tipologie di applicazioni

15 Trasmittanza termica Al momento non esiste un campione nazionale La strumentazione che al momento è utilizzata (termoflussimetri) per la misura della trasmittanza termica in campo non è riferibile Diversi contributi scientifici hanno evidenziato come si possono avere anche errori del 30 % nella misura, specialmente quando si misurano flussi termici bassi. Impossibilità di confrontare le misure e di trarre valutazioni

16 Il progetto proposto Misura riferibile delle prestazioni energetico-ambientali degli edifici con strumentazione certificata e sviluppo di prodotti innovativi per il risparmio energetico ENERGY C-BOXC ENERGY Certificated Building Operative examination 16

17 il Logo del progetto La Valigetta La Scala di Prestazione Energetica L Edificio

18 Obiettivi del progetto - 1 Progettare e realizzare strumentazione idonea per soddisfare le esigenze di misure certificate delle prestazioni energetiche ed ambientali e lo svolgimento di attività e servizi di professionisti, energy manager ed enti pubblici (Arpa, Regioni, ecc...). Definire le procedure di riferibilità della strumentazione utilizzata per le diagnosi, le certificazioni energetica e di sostenibilità degli edifici e per le verifiche di qualità dell ambiente indoor.

19 Obiettivi del progetto - 2 Creare un centro regionale di taratura/riferimento per la strumentazione. Diffondere le metodologie e la pratica a tutta la filiera professionale coinvolta nei processi di certificazione energetica e di sostenibilità degli edifici. Definire un modello trasferibile di sistema di certificazione e accreditamento dei sistemi di misurazione di alcune grandezze fisiche che caratterizzano le prestazioni energetiche e ambientali degli edifici.

20 Partner del progetto Coordinatore del progetto: INRIM Organismi di ricerca PMI Capetti Elettronica Innovasystem Nimix s.r.l. Politecnico di Torino Dipartimento di Energetica Onleco s.r.l. Tecnolab del Lago Maggiore s.r.l.

21 Valore del progetto Importo complessivo del progetto Cofinanziamento 40% Contributo regionale 60 %

22 Struttura progetto STRUTTURA IN WORK PACKAGE (WP) WP1 Analisi del quadro normativo e legislativo WP2 Definizione delle caratteristiche dell ENERGY C-BOX WP3 Analisi di mercato della strumentazione e dei costi stato dell arte WP4 Progettazione e realizzazione dell ENERGY C-BOX WP5 Progettazione e realizzazione della strumentazione di riferimento WP6 Validazione della catena di misura dell'energy C-Box attraverso la strumentazione di riferimento e relative procedure WP7 Definizione delle procedure di verifica operativa delle prestazioni energetiche degli edifici attraverso l'energy C-Box. WP8 Casi studio WP9 Disseminazione dei risultati

23 Tempi del progetto DURATA DEL PROGETTO 2 anni DATA D INZIO ATTIVITA 1 settembre 2010

24 Tempi del progetto

25 WP1 Analisi del quadro normativo e legislativo OBIETTIVO: realizzare un elenco completo sia dei requisiti cogenti (legislativi) sia di tutte le norme tecniche che possono avere impatto sul progetto, originate da enti normativi internazionali, nazionali o settoriali, anche in stato di sviluppo. Ambiti quadro normativo misurazioni energetiche misurazioni ambientali riferibilità metrologica sistemi di accreditamento dei laboratori sistemi di gestione (qualità, ambiente) Ambiti quadro legislativo legislazione europea (direttive) legislazione nazionale sugli aspetti energetici legislazione nazionale sugli aspetti ambientali legislazione regionale sugli aspetti energetici legislazione regionale sugli aspetti ambientali

26 WP2 Definizione delle caratteristiche dell ENERGY C-BOXC OBIETTIVI Individuare e definire i requisiti e le caratteristiche che dovrà possedere l Energy C-Box al fine di rispondere alle esigenze di indagine emerse nel WP1 sulla base del quadro normativo e legislativo Stabilire l architettura del sistema di misura, (specifica del numero minimo di punti di misura, della loro distribuzione spaziale e della frequenza temporale di acquisizione)

27 WP3 Analisi di mercato della strumentazione e dei costi stato dell arte OBIETTIVO: Integrare le informazioni di base fornite dal WP2 (riguardanti gli aspetti tecnico-funzionali) per una corretta progettazione e, successiva, collocazione sul mercato dell Energy C-Box. In particolare: Indagine dello stato del arte delle misure di interesse energetico-ambientale in Europa e al livello internazionale; Ricerca di mercato sulla strumentazione esistente in grado di effettuare misure analoghe a quelle previste nel progetto; Esame e confronto dei costi e delle prestazioni dei sensori elementari costituenti il sistema di misura (sensori termici e termoflussimetri, HFM); Valutazione della nicchia di mercato in cui l Energy C-Box si potrà collocare e valutato il costo a cui proporla sul mercato, in relazione a sistemi concorrenti ed alle prestazioni attese.

28 WP4 Progettazione e realizzazione dell ENERGY C-BOXC OBIETTIVO: partire dallo stato dell arte delle competenze acquisite e mutuarle nella creazione di una piattaforma di sviluppo ad hoc per il progetto. Fase 1: prevede un attività di ricerca e sviluppo di un architettura in grado di utilizzare la miglior tecnologia WSN (Wireless Sensors Network). Fase 2: prevede lo sviluppo della componente software e interfacce.

29 WP5 Progettazione e realizzazione della strumentazione di riferimento Obiettivo: assicurare la riferibilità delle misure di temperatura e trasmittanza termica Questo avverrà attraverso: la realizzazione di un laboratorio regionale di riferimento per la strumentazione di misura impiegata nella diagnosi e nella certificazione energetica; lo sviluppo di un sistema campione di riferimento per la taratura dei termoflussimetri; lo sviluppo di un campione di trasferimento e di una metodologia di taratura in situ di reti di sensori wireless (WSN).

30 WP6 Validazione della catena di misura dell'energy C-Box C attraverso la strumentazione di riferimento e relative procedure Obiettivo: definire le procedure per la validazione della catena di misura dell Energy C-Box, con particolare riferimento ai singoli sensori costituenti il sistema, ed effettuare quindi le verifiche sperimentali per caratterizzare in modo accurato la strumentazione sviluppata nel WP4 In particolare: Valutazione delle problematiche inerenti della compatibilità elettromagnetica. Individuazione di criticità legate all eventuale convivenza di 2 differenti tecnologie wireless ( WSN e GSM-GPRS). Taratura dei misuratori di temperatura, umidità relativa e flusso termico. Le misure verranno effettuate nel laboratorio di riferimento sviluppato nel WP5 utilizzando sia la nuova strumentazione di riferimento sviluppata o acquisita nel corso del progetto, sia la strumentazione ed i campioni di lavoro esistenti e già disponibili presso l INRIM.

31 WP7 Definizione delle procedure di verifica operativa delle prestazioni energetiche degli edifici attraverso l'energy C-Box. C Obiettivo: definire le metodologie e le procedure da mettere in campo in modo da stabilire, attraverso il corretto uso della strumentazione contenuta nell Energy C-Box, la prestazione energetica dell edificio oggetto di analisi. Per ogni grandezza, sarà stabilita la modalità di messa in campo e di effettuazione della misurazione sulla base degli obiettivi previsti e dei vincoli imposti dalla pratica operativa. La metodologia dovrà caratterizzarsi in base alla destinazione d uso dell edificio. La metodologia sarà in particolare stabilita con riferimento alla recente legislazione regionale in merito alla prestazione e certificazione energetica degli edifici.

32 WP8 Casi studio Obiettivo: testare le procedure operative definite all interno del WP7 con accorgimenti e/o modifiche che possano all occorrenza adattare dette procedure alle varie casistiche individuate dalle differenti destinazioni d uso e dalle diverse tipologie costruttive analizzate. Individuazione di almeno 3 casi studio reali che rappresentino la quota parte più consistente del patrimonio edilizio esistente. Probabilmente saranno tre edifici di cui uno residenziale, uno per uffici ed uno scolastico. Inoltre, saranno selezionati edifici risalenti uno all epoca compresa tra il 1800 ed il 1930, uno tra il 1931 ed il 1976 ed uno dal 1977 fino ai giorni nostri. Infine, nell eventualità si evidenziasse, durante lo sviluppo del progetto, l opportunità di applicazione ad un edificio del comparto industriale, verrà presa in considerazione la possibilità di estendere l applicazione anche a questo settore (quarto caso di studio).

33 WP9 Disseminazione dei risultati OBIETTIVO: diffusione delle nozioni apprese, dei risultati di ricerca conseguiti e dell'impatto delle tecnologie impiegate e sviluppate all'interno degli altri obiettivi realizzativi. Diffusione rivolta ad altri ambiti industriali e aziendali, in modo da generare ed intercettare il forte interesse verso queste tematiche e aprire così la strada a nuove collaborazioni e a nuovi progetti. Pubblicazioni di articoli e risultati Workshop tematici Sito web

34 Sul WEB

35 Grazie per l attenzione