RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA Seminario IL RISPARMIO ENERGETICO NELL EDILIZIA Carrara 1 Marzo 2012 In collaborazione con: Ing. Luca Serri PLESSO SCOLASTICO DI MONTERCHI
L edificio I PRINCIPALI DATI: Necessità di consolidamento sismico Necessità di adeguamento normativo degli impianti elettrici Necessità di realizzare l impianto antincendio necessità di realizzare vie di esodo a norma I DATI CLIMATICI: Comune Monterchi Gradi Giorno 2271 Zona termica E Durata periodo di riscaldamento 15 Ottobre 15 Aprile Latitudine 43 Temperatura di progetto 0 C Temperatura media stagionale 8.5 C
L edificio I PRINCIPALI DATI: Anno di realizzazione 1975 Successivo ampliamento Struttura a telaio in CA Orientamento della facciata principale sud-ovest Volume totale edificio 7193,79 m 3 Superficie utile totale 1654 m 2 Superficie disperdente 3427 m 2 Rapporto di forma S/V 0,48 N Volume lordo riscaldato [m3] AULA MATER MEDIE MENSA POLIVALE ELEMENTARI NA NTE 2773,6 726,6 840,6 306,2 2476,7
L edificio UTILIZZO DEI LOCALI PERCEZIONE DEL COMFORT: Materna Elementari Medie Alunni 57 75 43 Insegnanti 5 10 13 Bidelli 6 Occupazione Mattine Lun - Ven Lun - Sab Lun - Sab Pomeriggi Lun - Ven Lun, Mer, Ven Mar, Gio I pareri degli utenti relativamente alla percezione di benessere all interno dei locali sono significativamente negative; durante il periodo invernale si riscontra una distribuzione di calore non uniforme tra le varie aule con frequente percezione di freddo. Durante la stagione primaverile inoltrata gli utenti accusano sovente sensazione di discomfort dovuta al surriscaldamento dei locali e all abbagliamento.
FACCIATA PRINCIPALE: Analisi elementi di involucro
FACCIATA POSTERIORE: Analisi elementi di involucro
FACCIATA AMPLIAMENTO: Analisi elementi di involucro
SOLAIO SU SEMINTERRATO: Analisi elementi di involucro
SOLAIO SU SPAZIO AREATO: Analisi elementi di involucro
SOLAIO DI COPERTURA PRINCIPALE: Analisi elementi di involucro
SOLAIO DI COPERTURA AMPLIAMENTO: Analisi elementi di involucro
Analisi elementi di involucro FINESTRE CORPO PRINCIPALE: Chiusure trasparenti aule Tipologia telaio Trasmittanza telaio Tipologia vetro In metallo prive di taglio termico U f = 7 W/(m 2 K) Vetro singolo Trasmittanza infisso complessivo U w = 6.08 W/(m 2 K)
Analisi elementi di involucro FINESTRE AMPLIAMENTO: Chiusure trasparenti Tipologia telaio In PVC Trasmittanza U f = 2,4 W/(m 2 K) Tipologia vetro Vetrocamera 3 5 3 Trasmittanza complessivo infisso U w = 3,25 W/(m 2 K)
Analisi impianto termico CENTRALE TERMICA: La centrale termica che alimenta sia la scuola è costituita da due generatori marca RIELLO modello 3500 140 SAT alimentati a metano istallati nell anno in occasione della conversione a metano dell impianto.
Analisi impianto termico DISTRIBUZIONE E CORPI SCALDANTI: La distribuzione del fluido termovettore avviene nei locali seminterrati mediante 5 rami distinti dotati di un buon isolamento e pressurizzati mediante altrettante pompe di circolazione I corpi scaldanti sono radiatori in ghisa a 4 colonne privi di regolazione termostatica. Si riscontra una potenza installata complessiva (Tmedia =70 C) pari a circa 184 kw.
Analisi impianto elettrico IMPIANTO ELETTRICO E FOTOVOLTAICO: La scuola e la palestra sono alimentate mediante una fornitura in BT con potenza disponibile pari a 15 kw e mediante un impianto fotovoltaico della potenza di 10,2 kwp esercito in modalità di Scambio sul Posto (Net Metering). L'illuminazione degli ambienti scolastici viene effettuata quasi esclusivamente utilizzando dei tubi fluorescenti al neon di differente potenza e tipologia. incandescenza e a basso consumo.
Analisi problemi rilevati PROBLEMI DI SURRISCALDAMENTO E ABBAGLIAMENTO POMERIDIANO: Il surriscaldamento e l abbagliamento ha reso necessaria l installazione di tende
Analisi problemi rilevati PROBLEMI DI CONDENSA SUPERFICIALE E INFILTRAZIONI: La presenza di un ponte termico dovuto al telaio in C.A. non coibentato comporta la formazione di muffa in corrispondenza delle aule Il deterioramento della impermeabilizzazione determina la presenza di infiltrazioni in più punti del fabbricato
Analisi problemi rilevati PROBLEMI DI AMMALORAMENTO FACCIATA: La presenza di infiltrazioni sul cordolo di copertura determina un consistente degrado della facciata Fenomeni di distacco dell intonaco nelle zone dell edificio non esposte alla radiazione solare
Analisi energetica SIMULAZIONE STATO ESISTENTE: EPi Fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale EPi kwh/m 3 ann o 92,14 EPi lim Fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale limite per le nuove costruzioni 2007 20,49 kwh/m 3 2008 17,92 kwh/m 3 2010 15,76 kwh/m 3 Dispersione massima 184278 complessiva W etap Rendimento Produzione Medio Stagionale % 91,5 etag Rendimento Globale Medio Stagionale % 78,3 CO 2 Emissione annuale teorica anidride carbonica Kg di CO 2 131 000 92,14 kwh/m 3 Il fabbisogno di energia primaria dell edificio è quasi 6 volte quello che dovrebbe avere la medesima struttura se fosse costruita nel 2010. Tale fatto, di per se negativo, implica che i risultati conseguenti la riqualificazione dell edificio possono essere veramente interessanti
Analisi energetica POTENZE DISPERSE: Il peso maggiore è rappresentato dalle parti di edificio occupate dalle scuole medie ed elementari poiché presentano un volume impegnato superiore alle altre zone. Il grafico sottostante riporta, invece, la ripartizione per tipologia di dispersione denotando una percentuale di dispersioni superiori allo standard per quanto riguarda i serramenti. Tale fatto risulta evidente alla luce della eccessiva superficie finestrata dell edificio e della scarsa qualità degli stessi. 27% 31% 4% Ripartizione potenze disperse 42% 13% 10% Ripartizione delle dispersioni per tipologia 6% 35% 32% Medie Mensa Materna Aula polivalente Elementari Ricambi Aria Pareti e solai Serramenti Ponti termici
Analisi energetica FLUSSI ENERGETICI: Di seguito si riporta un diagramma in grado di fornire un chiaro panorama dei flussi energetici e in gioco nell edificio.
Proposta di intervento PROPOSTA N.1: COIBENTAZIONE DEI SOLAI E DELLE COPERTURE Isolamento termico di copertura e solai per il raggiungimento di 0.3 W/m 2 K Risparmio percentuale conseguibile % 14,4 Riduzione emissione CO 2 Kg di CO 2 18 900 Costo stimato intervento N. 1 68 000 Tempo di rientro dell investimento anni 10,0
Proposta di intervento PROPOSTA ROPOSTA N.3: S N.3: SOSTITUZIONE FINESTRE Sostituzione infissi con tali da raggiungere Uw<1.5 Wm 2 K Risparmio percentuale conseguibile % 16,6 Riduzione emissione CO 2 Kg di CO 2 21 800 Costo stimato intervento N. 2 141 000 Tempo di rientro dell investimento anni 18
PROPOSTA ROPOSTA N.3: C Proposta di intervento N.3: COIBENTAZIONE DEI SOLAI E DELLE COPERTURE, SOSTITUZIONE FINESTRE E REALIZZAZIONE CAPPOTTO TERMOISOLANTE Agli interventi n. 1 e n. 2 viene aggiunta la realizzazione di un cappotto termoisolante in EPS da 10 cm Risparmio percentuale conseguibile % 35,2 Riduzione emissione CO 2 Kg di CO 2 46200 Costo stimato intervento N.3 Tempo di rientro dell investimento 68 000 141 000 159 000 368 000 anni 22,2
Proposta di intervento PROPOSTA N.4: COIBENTAZIONE DEI SOLAI E DELLE COPERTURE, SOSTITUZIONE FINESTRE, REALIZZAZIONE CAPPOTTO TERMOISOLANTE E MIGLIORAMENTO DELLA DISTRIBUZIONE E REGOLAZIONE DEL CALORE All intervento n. 3 viene aggiunta il miglioramento del rendimento di regolazione mediante l adozione di valvole termostatiche e la coibentazione della rete di distribuzione del calore Risparmio conseguibile percentuale % 37,2 Riduzione emissione CO 2 Kg di CO 2 48 733 Costo stimato intervento Tempo di rientro dell investimento 68 000 141 000 159 000 10 000 378 000 anni 21,7
Proposta di intervento PROPOSTA N.5: COIBENTAZIONE DEI SOLAI E DELLE COPERTURE, SOSTITUZIONE FINESTRE, REALIZZAZIONE CAPPOTTO TERMOISOLANTE E MIGLIORAMENTO DELLA DISTRIBUZIONE E REGOLAZIONE DEL CALORE CON SOSTITUZIONE CALDAIA All intervento n. 4 viene aggiunta la sostituzione dei generatori di calore mediante caldaia a gas a condensazione Risparmio conseguibile percentuale % 41,77 Riduzione emissione CO 2 Kg di CO 2 54 750 Costo stimato intervento Tempo di rientro dell investimento 68 000 141 000 159 000 10 000 12 000 390 000 anni 19,8
Proposta di intervento PROPOSTA N.6: COIBENTAZIONE DEI SOLAI E DELLE COPERTURE, SOSTITUZIONE FINESTRE, REALIZZAZIONE CAPPOTTO TERMOISOLANTE E MIGLIORAMENTO DELLA DISTRIBUZIONE E REGOLAZIONE DEL CALORE VENTILAZIONE MECCANICA CONTROLLATA n. 4 viene aggiunta la realizzazione di un sistema di ventilazione meccanica controllata con recupero di calore Risparmio conseguibile percentuale % 65,5 Riduzione emissione CO 2 Kg di CO 2 85 800 Costo stimato intervento Tempo di rientro dell investimento 68 000 141 000 159 000 10 000 112 000 490 000 anni 16
Proposta di intervento SINTESI ANALISI ECONOMICA Proposta N 1 N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 Costo dell'intervento [ ] 68000 141000 368000 378000 390000 490000 Risparmi energetici conseguibili [ ] Risparmi energetici conseguibili [%] 6753 7800 16510 17400 19664 30687 14,4 16,6 35,2 37,2 41,77 65,5 Riduzione CO 2 [kg] 18900 21800 46200 38733 54750 85800 Tr (Tempo di ritorno semplice) [anni] 10,0 18,0 22,2 21,7 19,8 16,0
Il progetto INTERVENTI CONCORDATI CON LA COMMITTENZA La sostituzione infissi appare un intervento necessario anche ai fini della sicurezza La coibentazione della copertura deve essere effettuata per legge (Dlgs 192 e successive modificazioni) poiché il solaio di copertura è oggetto di manutenzione straordinaria a causa del consolidamento strutturale. Le facciate necessitano di essere ridipinte e ripristinate con conseguente realizzazione del ponteggio su tutto il perimetro dell edificio Non si effettua la sostituzione dei generatori di calore data la loro recente installazione
Il progetto COIBENTAZIONE DELLE PARETI VERTICALI Le strutture opache verticali saranno quindi coibentate mediante la posa di lastre dello spessore di 10 cm di polistirene espanso avendo cura di correggere i ponti termici in prossimità dei pilastri in CLS Ottimizzazione spessore isolante 1600000 1500000 MJ 1400000 1300000 1200000 1100000 1000000 0 5 10 Spessore isolante [cm] 15 20
COIBENTAZIONE DELLE PARETI VERTICALI Il progetto
Il progetto COIBENTAZIONE DELLA COPERTURA Le strutture opache orizzontali saranno quindi coibentate mediante la posa di lastre dello spessore di 10 cm di polistirene estruso avendo cura di correggere i ponti termici in prossimità dei pilastri in CLS COPERTURA PRINCIPALE COPERTURA AMPLIAMENTO
COIBENTAZIONE DELLA COPERTURA Il progetto
Il progetto SOSTITUZIONE INFISSI Gli infissi di nuova installazione saranno del tipo in PVC con vetrocamera bassoemissivo antisfondamento e dotato di buone prestazioni acustiche. Trasmittanza complessiva infisso inferiore a 1.3 W/m 2 K Ottimizzazione trasmittanza infissi 1600000 1500000 1400000 1300000 1200000 1100000 MJ 6 5 4 3 2 1 0 1000000 Trasmittanza Uf [W/m2K] Uw=1,3
Il progetto SOSTITUZIONE INFISSI Vetro ad alta prestazione termica Schermature esterne con tende a rullo verticali con tessuto filtrante microforato Risoluzione del ponte termico
Il progetto MIGLIORAMENTO RENDIMENTO DI DISTRIBUZIONE E REGOLAZIONE Spostamento dei termostati di zona e installazione valvole termostatiche Sostituzione pompe con circolatori elettronici a portata variabile
Il cantiere in corso COIBENTAZIONE DELLA COPERTURA 10 cm Risvolto coibentazione per correzione ponte termico
Il cantiere in corso COIBENTAZIONE DELLE PARETI PER IL RESTO DOVREMO ASPETTARE. Profilo di partenza
Conclusioni SINTESI DEI RISULTATI CONSEGUIBILI Miglioramento del comfort interno Riduzione dei consumi di riscaldamento Premio per l incentivo Conto Energia del fotovoltaico Ottimizzazione della distribuzione del calore Miglioramento delle prestazioni termiche estive Risoluzione dei problemi di abbagliamento Riduzione delle emissioni inquinanti Realizzazione di un progetto pilota EPi ante operam CO 2 Ante Operam Fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale EPi Emissione annuale teorica anidride carbonica kwh/m 3 anno 92,14 Kg di CO 2 /anno 131 000 TEP Consumo TEP teoriche TEP/anno 56,46 etap Rendimento Produzione Medio Stagionale % 91,5 etag Rendimento Globale Medio Stagionale % 78,3 EPi post operam CO 2 Post Operam Fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale EPi post operam Emissione annuale teorica anidride carbonica kwh/m 3 anno 48,09 Kg di CO 2 /anno 68400 TEP Consumo TEP teoriche TEP/anno 29,47 etap Rendimento Produzione Medio Stagionale % 91,0 etag Rendimento Globale Medio Stagionale % 79,6 CO 2 Confronto ante post operam Risparmio percentuale conseguito % 47,80 Risparmio emissione annuale teorica anidride carbonica Kg di CO 2 /anno 62600 TEP Risparmio TEP teoriche TEP/anno 26,99 Tempo di rientro dell investimento anni 15
Grazie per l attenzione