MART Domotica ed Efficienza Energetica: la EN 15232 I consumi Nazionali. I pianti internazionali. La EN 15232. Metodi di calcolo. Risultati Ottenibili con i sistemi HBES 1
I consumi... Energia impiegata ad uso civile (Residenziale + Terziario) Comunità Europea: 40% ITALIA: 35%* RESIDENZIALE: 70% TERZIARIO: 30% *Stima ENEA 2008 2
I consumi... I CONSUMI NAZIONALI: Le fonti utilizzate RESIDENZIALE: - Gas...56,7 % - Petrolio...14,8 % - Energia Elettrica...21,9 % - Altro...6,6 % TERZIARIO: - Gas...50,4 % - Energia Elettrica...45,4 % - Altro...4,2 % Nel terziario i consumi di energia elettrica sono in percentuale molto superiori perché: il raffrescamento estivo è praticato nella quasi totalità degli edifici spesso si usa l energia elettrica (pompe di calore) anche per il riscaldamento 3
I consumi... I CONSUMI NAZIONALI: Utilizzo RESIDENZIALE: - Riscaldamento/Raffrescamento...69 % - Usi Elettrici...18 % - Acqua calda Sanitaria...9 % - Altro...4 % TERZIARIO: - Riscaldamento/Raffrescamento...53 % - Usi Elettrici...30 % - Acqua calda Sanitaria...5 % - Altro...12 % Sia per il residenziale che per il terziario riscaldamento/raffrescamento e usi elettrici sono le voci di consumo più importanti sulle quali agire per ridurre consumi e spesa 4
I consumi... Risulta fondamentale quindi agire lungo tre direttrici per dare vita al programma di efficienza energetica che porti risultati tangibili e significativi Migliorare l efficienza dell impianto (materiali isolamento, lampade a basso consumo,,,,) Ottimizzare proattivamente utilizzo dispositivi (luminosità e temperatura costante, spegnimento apparecchiature quando non necessarie!) Efficienza Energetica Monitoraggio e controllo continuo dello stato dell impianto (piani di monitoraggio orientati al miglioramento continuo) Comportamenti proattivi da parte degli utenti finali 5
SMART Il contesto Internazionale... Pacchetto Clima-Energia (20/20/20) Direttiva Europea EPBD_v2 (Energy Performance of Buildings Dir.) 6
Il contesto Internazionale... Il Parlamento ha approvato il pacchetto clima-energia volto a conseguire gli obiettivi che l'ue si è fissata per il 2020: ridurre del 20% le emissioni di gas a effetto serra portare al 20% il risparmio energetico aumentare al 20% il consumo di fonti rinnovabili. Il pacchetto comprende provvedimenti sul sistema di scambio di quote di emissione e sui limiti alle emissioni delle automobili. 7
Il contesto Internazionale... La direttiva sul rendimento degli edifici (EPBD_v2 del 19 Maggio 2010) detta i requisiti in merito a : La struttura generale del metodo di calcolo delle prestazioni energetiche complessive degli edifici ; I requisiti minimi delle prestazioni degli edifici nuovi ; I requisiti minimi delle prestazioni dei grandi edifici esistenti in caso di importanti lavori di ristrutturazione ; La certificazione energetica degli edifici ; Le regolari ispezioni delle caldaie e degli impianti di condizionamento dell aria negli edifici ed inoltre la valutazione delle installazioni per il riscaldamento nei quali le caldaie abbiano più di 15 anni di funzionamento. 8
Il contesto Internazionale... La nuova Direttiva europea 2010/31/CE sulla prestazione energetica nell'edilizia è stata pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale europea del 18 giugno 2010 (L 153) ed è entrata in vigore il 9 luglio sostituendo la direttiva 2002/91/CE, che sarà abrogata dal 1º febbraio 2012. All interno di questi principi e obiettivi generali è responsabilità specifica di ogni Stato Membro scegliere le misure che corrispondono meglio alle sue particolari situazioni nazionali (principio sussidiario). Tuttavia è chiaro che la collaborazione e lo scambio di informazioni può di molto facilitare la loro applicazione. 9
Il contesto Internazionale... La stesura finale della Direttiva prevede all Art. 8 comma 1 che: Al fine di ottimizzare il consumo energetico dei sistemi tecnici per l edilizia, gli Stati membri stabiliscono requisiti di impianto relativi al rendimento energetico globale, alla corretta installazione e alle dimensioni, alla regolazione e al controllo adeguati degli impianti tecnici per l edilizia installati negli edifici esistenti. Gli Stati membri possono altresì applicare tali requisiti agli edifici di nuova costruzione. 10
Il contesto Internazionale... Il comma 2 del medesimo articolo: Gli Stati membri promuovono l introduzione di sistemi di misurazione intelligenti quando un edificio è in fase di costruzione o è oggetto di una ristrutturazione importante, provvedendo a che tale promozione sia in linea con l allegato I, punto 2, della direttiva 2009/72/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, del 13 luglio 2009, relativa a norme comuni per il mercato interno dell energia elettrica ( 1 ). Gli Stati membri possono inoltre promuovere, se del caso, l installazione di sistemi di controllo attivo come i sistemi di automazione, controllo e monitoraggio finalizzati al risparmio energetico. 11
SMART In Italia... Regione Emilia Romagna DPR. 156 8 Marzo 2008 Delibera 1362/2010 12
La Direttiva EPBD ha portato alla emanazione di diversi standard EN volti ad aiutare gli Stati membri nella costruzione di una propria regolamentazione: EN15603 Energy performance of buildings - Overall energy use and definition of energy ratings definisce le metodologie di calcolo della Prestazione Energetica EN15217 "Energy performance of buildings Methods for expressing energy performance and for the energy certification of buildings" definisce una metodologia per esprimere la Prestazione Energetica degli edifici EN15232 Energy Performance of Buildings Impact of Building Automation Controls and Building Management consente di valutare, in fase di progettazione e verifica energetica degli edifici, il risparmio introdotto dall applicazione di diversi gradi di automazione agli impianti tecnologici. 13
La EN15232 valuta l influenza dei sistemi BACS/HBES sulle prestazioni energetiche degli edifici: Building Automation and Control System (BACS) Sistema di Automazione e Controllo degli Edifici che comprende tutte le funzioni/prestazioni dell impianto BA Home and Building Electronic System (HBES) Sistemi elettronici per la casa e l edificio - simile ai BACS ma comprendente anche funzioni che riguardano in generale: Automazione es.: controllo accessi, luci, tapparelle - Sicurezza es.: elettrica, antintrusione - Comfort es.: comunicazioni interne/esterne, comando remoto, diffusione sonora Risparmio Energetico es. termoregolazione e gestione illuminazione 14
Norma Europea: CEN Nazionale: CEI (Guida Tecnica CEI 205-18 in uscita Febbraio 2011) Titolo Energy performance of buildings - Impact of Building Automation, Controls and Building Management Prestazione energetica degli edifici influenza dell automazione, del controllo e della gestione di edificio Contenuti Classificazione dei sistemi di automazione secondo classi di efficienza energetica Funzioni di automazione per il risparmio energetico Metodi per il calcolo del risparmio energetico conseguibile con l automazione di edificio 15
La norma EN15232 definisce quattro diverse classi di efficienza energetica per la classificazione dei sistemi di automazione di edificio, valide sia per le applicazioni di tipo residenziale sia per le applicazioni di tipo non residenziale A B C High performance Avanzato Standard Come la Classe B ma con livelli di precisione e completezza del controllo automatico tali da garantire elevati prestazioni energetiche all impianto Impianti controllati con sistemi di automazione bus (HBES/BACS) dotati anche di una gestione centralizzata e coordinata delle funzioni e dei singoli impianti (TBM) Impianti automatizzati con apparecchi di controllo tradizionali o sistemi bus (HBES/BACS). Requisito minimo EPBD D Non energeticamente efficiente Comprende gli impianti tecnici tradizionali e privi di automazione 16
L applicazione della norma consente di: supportare la stesura di Specifiche Tecniche fornire una guida per strutturare offerte e strumenti per la comparazione economica in riferimento all utilizzo dell edificio supportare le decisioni sulle costruzioni, al fine di: quantificare e confrontare i risparmi economici teorici connessi con ogni classe e scegliere la classe del futuro sistema di controllo trasformare la scelta della classe in una lista di funzioni che possono essere incluse nella Specifica Tecnica Per ogni funzione sono indicati diversi livelli prestazionali, identificati con un numero che va da 0 a valori maggiori secondo prestazioni energetiche crescenti. La tabella distingue tra Edifici Non-Residenziali ed Edifici Residenziali, e identifica per ogni classe i livelli minimi prestazionali da garantire per ogni funzione di automazione. Un sistema di automazione è di Classe D, C, B o A se tutte le funzioni che implementa sono rispettivamente almeno di Classe D, C, B o A 17
Funzioni di automazione e requisiti minimi per le Classi di Efficienza Energetica Funzioni di automazione: Controllo riscaldamento, raffrescamento Controllo della ventilazione e del condizionamento Controllo illuminazione Controllo schermature solari Per ogni funzione sono definiti diversi livelli di complessità in funzione della classe di efficienza energetica Un sistema di automazione è di una determinata Classe di Efficienza Energetica se tutte le funzioni che implementa appartengono a tale classe 18
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Esempio funzione: Riscaldamento Controllo di emissioni Dalla EN15232 : Riscaldamento Controllo di Emissione Controllo integrato di ogni locale con gestione di richiesta (es. per occupazione, apertura serramenti): La funzione prevede un controllo della temperatura di ogni locale con possibilità di interrompere il riscaldamento o metterlo in stato di basso consumo in caso di assenza persone o apertura serramenti esterni Classe di Automazione : A 21
Esempio funzione: Riscaldamento Controllo di emissione Schema funzionale 22
Esempio funzione: Riscaldamento Controllo di emissione Struttura con prodotti KNX 23
Esempio funzione: Controllo Illuminazione Dalla EN15232: Controllo Illuminazione Controllo di presenza: L illuminazione può essere accesa manualmente solo da interruttori/pulsanti installati nell area illuminata e, se non spenta manualmente, viene spenta dal sistema automaticamente entro i 5 minuti successivi all ultima rilevazione di presenza nell area controllata. Controllo automatico luce diurna: Il sistema regola la luminosità delle lampade nell ambiente in base alla luce proveniente dall esterno. La luce viene spenta con un certo ritardo dopo l ultimo rilevamento di presenza. Classe di automazione: A 24
Esempio funzione: Controllo Illuminazione Schema Funzionale 25
Esempio funzione: Controllo Illuminazione Struttura con Prodotti KNX 26
Metodi per il calcolo del risparmio energetico Metodo DIRETTO Procedura di calcolo analitica utilizzabile solo quando il sistema è completamente noto: involucro edificio, funzioni di controllo/comando/gestione dell automazione, etc. Il metodo diretto può essere utilizzato anche in fase di verifica. Metodo dei BAC Factors Procedura di calcolo su base statistica, consente di fare una stima con un ottima approssimazione utile sia nella fase iniziale di progetto che nella fase di verifica. Il metodo BAC Factors verrà quindi impiegato in una fase precedente l impiego del Metodo Diretto e quest ultimo servirà a regolare le funzioni dell impianto per renderle con approsimazioni successive, il più possibile aderenti alle previsioni effettuate con il BAC Factors. 27
Metodo dei BAC Factors : dettagli Che cosa consente di stimare: Impatto dell automazione di edificio sul risparmio energetico conseguibile Come è stato messo a punto: Simulazioni su un locale standard di riferimento considerando tempi di occupazione, profilo utente, tempo atmosferico, esposizione solare, etc... Come si utilizza: Tabelle con fattori di efficienza (BAC Factors) che, in funzione della tipologia d uso dell edificio e della Classe di Efficienza dell automazione forniscono il risparmio energetico conseguibile 28
Consumi per Riscaldamento/Raffrescamento in Edifici Non Residenziali 29
Consumi per Riscaldamento/Raffrescamento in Edifici Non Residenziali (Valori %) 30
Consumi di Energia Elettrica in Edifici Non Residenziali 31
SMART Consumi di Energia Elettrica in Edifici Non Residenziali (Valori %) Osservazione : passando dalla classe D alle classi superiori il risparmio va da un minimo del 4% (classe C per ristoranti) ad un massimo del 53% (classe A per sale di lettura). Sono esclusi i consumi degli elettrodomestici. 32
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Considerazioni finali Le classi di efficienza energetica e la tecnologia bus: Classe D: nessuna automazione Classe C: tecnologia bus non strettamente necessaria ma conveniente. Le funzioni di automazione richieste sono quasi tutte ottenibili anche con tecnologia tradizionale, l uso della tecnologia bus risulta tuttavia economicamente conveniente se si vogliono realizzare ed integrare tra loro anche altre applicazioni non strettamente funzionali al risparmio energetico (antintrusione, controllo da remoto, etc.) Classi B e A: tecnologia bus necessaria. Le funzioni di automazione richieste sono complesse, inoltre per la gestione ottima dei consumi è necessario il coordinamento tra le funzioni e le diverse aree di un edificio, possibile solo utilizzando la tecnologia bus 35
Considerazioni finali La tecnologia KNX: Permette di realizzare sistemi di automazione con classe di efficienza energetica A. Permette di raggiungere agevolmente la Classe di efficienza energetica B con la quale i benefici sono già consistenti: risparmio energetico per i consumi elettrici pari al 19% negli edifici residenziali e tra il 13% ed il 32%, a seconda della tipologia d uso, per gli edifici non residenziali; risparmio (sale decisamente) per riscaldamento/raffrescamento: 20% per gli edifici residenziali, 27%-53% per gli edifici non residenziali. 36
Considerazioni finali La norma europea EN15232 dimostra che: il risparmio energetico conseguibile con la tecnologia bus è di assoluta importanza. La tecnologia bus per il controllo degli edifici deve essere considerata come : una delle principali leve su cui agire per il miglioramento dell efficienza energetica degli edifici fattore correttivo dei cattivi usi dell energia ( sprechi ). 37
Grazie per l Attenzione Ing. Alessio Vannuzzi www.ohmegaprogettazioni.com info@ohmegaprogettazioni.com 38