Efficienza energetica negli edifici Marco Filippi Dipartimento di Energetica, Politecnico di Torino data conferenza
In Italia si contano circa 13 milioni di edifici, di cui l 85% sono a destinazione residenziale, in buona parte piccoli edifici mono- e bi-familiari (circa 9 milioni) Il tasso annuo di incremento del patrimonio costruito è dell ordine dell 1% In termini di energia primaria, il consumo energetico degli edifici esistenti,, è pari a circa 84 Mtep (45% del fabbisogno nazionale) Degli 84 Mtep poco meno di 14 Mtep sono attribuibili al processo di costruzione e poco più di 70 Mtep all esercizio del costruito In termini di usi finali, gli edifici per il terziario incidono sui consumi per il 38% (16 Mtep), quelli residenziali per il 62% (26 Mtep) Nel settore terziario il 45% degli usi finali sono sotto forma di energia elettrica; nel settore residenziale l energia elettrica incide per il 22%
Le unità abitative sono circa 28 milioni e il consumo energetico medio annuo di una unità abitativa è stimato intorno a - 7.800 kwh di energia termica, prodotta utilizzando combustibili fossili e utilizzata per climatizzazione invernale e produzione di acqua calda sanitaria - 2.150 kwh di energia elettrica, utilizzata per climatizzazione estiva, illuminazione, produzione di acqua calda sanitaria ed elettrodomestici Per il patrimonio edilizio costruito prima della recente normativa sul contenimento dei consumi energetici per climatizzazione invernale, si stima che in 50 anni la bolletta energetica di una abitazione assomma a circa la metà del costo di costruzione Nel terziario i costi di costruzione sono più elevati, ma anche la bolletta energetica è più elevata per la maggiore incidenza del consumo di energia elettrica
Da quali fattori dipende il consumo energetico di un edificio?
FATTORI CLIMATICI Temperatura e umidità relativa dell aria esterna, radiazione solare, velocità e direzione del vento, gradi giorno CARATTERISTICHE FISICHE DELL EDIFICIO EDIFICIO Struttura dell edificio, anno di costruzione, materiali costruttivi e proprietà termofisiche delle chiusure perimetrali, tenuta all aria dei serramenti, rapporto di forma, rapporto tra superficie trasparente e opaca, coefficiente di ombreggiamento TIPOLOGIA DEGLI IMPIANTI E DEI SISTEMI ENERGETICI Impianti di climatizzazione, illuminazione e produzione acqua calda sanitaria, elettrodomestici, macchine per ufficio, centrali energetiche
LIVELLO DI MODALITA DI DI QUALITA DELL AMBIENTE INTERNO Temperatura e umidità dell aria, livello di illuminamento, numero di ricambi d aria DI GESTIONE E MANUTENZIONE Orari di funzionamento, temperatura di set point degli impianti per la climatizzazione, contabilizzazione dei consumi, pratiche manutentive COMPORTAMENTO DEGLI OCCUPANTI Numero di occupanti, profilo di occupazione degli ambienti, frequenza e profilo di apertura delle finestre, resistenza dell abbigliamento nelle stagioni di riferimento, attività degli occupanti nei periodi di riferimento FATTORI SOCIO-ECONOMICI Costo dell energia, caratteristiche della struttura di fornitura dell energia, reddito familiare, PIL
L intervento sul patrimonio edilizio esistente
Il recupero complessivamente inteso, articolato in manutenzione ordinaria e straordinaria, con riferimento al patrimonio residenziale e non residenziale, rappresenta la principale componente del mercato delle costruzioni: nel periodo di osservazione il suo contributo al valore della produzione varia fra un minimo del 53,6% (nel 1990) e un massimo del 60,8% (nel 2000)...al settore del recupero è fortemente legato il complessivo andamento del mercato delle costruzioni (dal rapporto CRESME 2006)
Gli interventi che oggi si ritengono tecnicamente fattibili e con un rapporto costo/benefici accettabile riguardano: a. la riqualificazione energetica degli involucri edilizi b. la sostituzione dei principali componenti degli impianti di climatizzazione (caldaie) e di illuminazione (sorgenti luminose) con altri di maggiore efficienza energetica e minore impatto ambientale c. l introduzione di sistemi di gestione dell energia basati sul controllo individuale e sulla consapevolezza dei consumi d. lo sfruttamento dell energia solare per la produzione di energia elettrica (pannelli solari fotovoltaici) e termica (pannelli solari termici)
d. l impiego di pompe di calore e di microcogeneratori e. la revisione della contrattualistica inerente i servizi energetici e, non ultimo, g. il governo del fenomeno della diffusione del condizionamento estivo e del conseguente incremento dei consumi elettrici Una politica rivolta alla riduzione dei consumi energetici richiede però incentivi economici, in quanto occorre garantire tempi di ritorno degli investimenti compatibili con le capacità di investimento dei proprietari degli immobili i cicli di vita delle tecnologie utilizzate
Riduzione della domanda di energia
L esempio della Passivhaus Con il termine Passivhaus (letteralmente casa passiva) si intende un edificio a bassissimo fabbisogno energetico conforme a un preciso standard (Passivhaus Standard) che corrisponde a un fabbisogno di energia per riscaldamento inferiore a 15 kwh/m² all anno. Il concetto è stato introdotto da Wolfang Feist e Bo Adamson nel 1988 nell ambito di un progetto cofinanziato dalla Regione dell Assia e il primo edificio passivo è stato costruito a Darmstadt-Kranichstein nel 1991. Una così drastica riduzione del fabbisogno è ottenuta attraverso una serie di strategie ormai ben codificate nella letteratura di area tedesca, tra le quali il superisolamento, l orientamento e la distribuzione interna della casa, un basso rapporto di forma dell edificio, l uso di componenti solari passivi.
kwh m²a
Incremento dell efficienza dei convertitori di energia
Solare Chimica a generatore di calore b macchina termica motrice c attriti d alternatore 6 15 % e motore elettrico h f resistenza elettrica g collettore solare h pannello fotovoltaico 60 85 % i cella a combustibile l elettrolizzatore Elettrica g 40 60 % 55 75 % i a 70 95 % l Termica f 20 40 % 100 % b 100 % c e 85 95 % Meccanica d 90 95 %
Attenzione alla qualità dell energia
L edificio del futuro
kwh 2 m Fabbisogno energetico edificio Produzione energetica in sito da fonti rinnovabili un edificio in cui, come risultato di un assai elevato livello di efficienza energetica, il consumo globale annuo di energia primaria è uguale o minore della produzione di energia da fonti rinnovabili in sito 2000 2010 2020
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INVOLUCRI AD ALTE PRESTAZIONI
TETTI VERDI
PANNELLI FOTOVOLTAICI
VENTILAZIONE NATURALE CON RECUPERO TERMICO
COGENERAZIONE A BIOMASSA
VEICOLI ELETTRICI (CAR SHARING) E BICICLETTE
Grazie per l attenzione!