Essere persone

La mitigazione dei
Cambiamenti Climatici:
Audit ed efficienza
energetica negli edifici
A cura di Roberto Calabresi
Kyoto Club
Cambiamenti Climatici
In climatologia il termine cambiamenti climatici indica le variazioni
a livello più o meno globale del clima della Terra.
•I gas ed effetto serra presenti naturalmente nell’atmosfera
trattengono parte del calore proveniente dal sole e dalla terra
stessa consentendo la vita,
•La concentrazione di gas serra in atmosfera aumenta a causa delle
emissioni dovute alle attività umane,
•L’accumulo dei gas provoca un surriscaldamento a lungo termine =
cambiamenti climatici.
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
Dati sui cambiamenti climatici
Le temperature in Europa sono aumentate di circa 1 °C dal 1850,
L'ultimo decennio (2002-2011) è stato il più caldo mai registrato in
Europa, con una temperatura della superficie terrestre più alta di
1,3° C rispetto alla temperatura media in epoca preindustriale,
I livelli marini sono in aumento, così come il rischio di inondazioni
costiere durante le tempeste. Il livello medio globale del mare è
aumentato di 1,7 mm l'anno nel XX secolo e di 3 mm l'anno negli ultimi
decenni,
Le piogge stanno diminuendo nelle regioni meridionali, ma sono in
aumento nell'Europa settentrionale,
Gli eventi atmosferici estremi (tempeste, alluvioni, siccità e ondate
di calore) diventano più frequenti e più acuti.
www.climatechange.eu.com
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
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Dati sui cambiamenti climatici
•I ghiacciai europei hanno perso due terzi della propria massa dal 1850,
e la tendenza sta accelerando,
•La Copertura del ghiacciaio di Presena con teli tecnici, per proteggerlo da un eccessivo scioglimento
durante i mesi estivi
•Banchisa polare a confronto anno 1979 e 2005
www.climatechange.eu.com
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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Mitigazione dei Cambiamenti Climatici
Tutte le azioni volte a ridurre la concentrazione di gas clima-alteranti in
atmosfera.
1. ridurre le fonti di emissione (le CAUSE dei cambiamenti climatici),
2. aumentare lo stoccaggio della CO2 attraverso i Carbon sinks (sistemi
naturali o artificiali che assorbono e trattengono CO2, sottraendola
all’atmosfera).
Le azioni di mitigazione mirano a rallentare i cambiamenti
climatici riducendo o eliminando i fattori antropici
(emissioni) che lo provocano.
Il protocollo di Kyoto è un esempio di politica di mitigazione.
L’applicazione delle fonti rinnovabili e il miglioramento
dell’efficienza energetica sono altri esempi di interventi di
mitigazione.
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
La strada da seguire
Il Protocollo di Kyoto è un trattato internazionale che
stabilisce per i Paesi industrializzati aderenti, una riduzione
delle proprie emissioni climalteranti partendo da quelle
misurate nel 1990 ed entro cinque anni dall’entrata in vigore.
GAS
CO2, CH4 (metano), N2O (protossido di azoto), HFC,
PFC, SF6
ANNO BASE
1990 (1995 per HFC, PFC, SF6)
PERIODO DI
IMPEGNO
5 anni (2008 – 2012)
TARGET
Italia ∆ 6,5%(100 milioni di t CO2 Eq), EU ∆ 8%
Almeno il 5% per i paesi dell’Annesso 1 (ANNEX 1)
Il 16 febbraio 2005 è entrato in vigore! e coinvolge i paesi
responsabili dell’emissione del 55% sul totale delle emissioni di
CO2 dei Paesi industrializzati (rif. al 1990)
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
La strada da seguire
E dopo Kyoto? La direttiva UE20-20-20 dell’Unione Europea,
fissa un triplice obiettivo entro il 2020 di:
riduzione dei consumi finali del 20% al di sotto del tendenziale,
incremento dell’uso di energia rinnovabile per una quota pari al
20% dei consumi e
taglio delle emissioni di CO2 di un eguale 20%.
Ogni paese membro ha assegnata una quota obiettivo diversa,
calcolata sulla base del proprio PIL, L’Italia dovrà, entro il
2020, soddisfare il 17% dei propri consumi finali di energia
ricorrendo alle risorse rinnovabili, partendo dal 5,2% del
2005.
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
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La strada da seguire
La Roadmap europea al 2050 per il clima prevede per la UE un
taglio delle emissioni di CO2 rispetto ai livelli del 1990 del 40%
al 2030, del 60% al 2040 e dell’80% al 2050
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
Cosa stanno facendo i governi?
1992 - I governi lavorano congiuntamente in seno alla Convenzione
quadro ONU sui cambiamenti climatici (UNFCCC) – 2013:con il V°
rapporto IPCC si attribuisce con una probabilità del 95% responsabilità
dei cambiamenti climatici all’uomo, si spinge verso un reale intervento di
contenimento dei gas serra.
2005/12 - Il Protocollo di Kyoto, fissa obiettivi di emissione vincolanti
per i paesi industrializzati aderenti: – 6,5% Italia, -8% EU entro 2012.
Nel 2013 c’è uno stop temporaneo e si rimandano al 2014 le decisioni su
cosa fare ancora!
2005/12 - Molti dei paesi non aderenti al protocollo di Kyoto hanno
iniziato a fissare obiettivi propri di riduzione delle emissioni,
2008/20 - L’europa adotta un proprio piano di riduzione delle emissioni
con la Direttiva UE 20-20-20: entro 2020,
2011/12 - La Roadmap europea al 2050 per il clima: -40% al 2030, 60% al 2040 e -80% al 2050.
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
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I consumi e le emissioni degli edifici
•Le novità legislative a livello europeo, nazionale e regionale hanno finalmente
cambiato il quadro normativo dando un buon impulso verso la generazione
distribuita e il risparmio energetico, i cambiamenti climatici in atto rendono
più che urgente la presa di coscienza delle persone per l’attuazione di
interventi di mitigazione e adattamento.
•I consumi energetici complessivi degli edifici pubblici sono molto alti, in
particolare delle scuole in Italia, si aggirano attorno ad 1 milione di
TEP*anno di cui il 70% per riscaldamento e il 30% per energia elettrica.
•La FIRE ha identificato un potenziale di riduzione
dei consumi energetici nelle scuole italiane che
stima in circa il 20% dei consumi energetici
complessivi attraverso interventi a basso e
bassissimo costo (comportamentali).
secondarie
superiori
27%
medie
21%
materne
16%
elementari
36%
Consumi energetici scuole
(consumi totali pari a circa 1.000.000 TEP)
*Tonnellate Equivalenti di Petrolio
Fonte Enea - Fire
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I Consumi e le Emissioni degli edifici
•Un esempio per tutti: in Lombardia, il dato è preoccupante: il fabbisogno
energetico complessivo medio degli edifici comunali, solo per il
riscaldamento degli ambienti, è di 182 kWh/m3. considerando un livello
ottimale di 20 kWh/m3 per un edificio in classe B e attorno ai 30/40
kWh/m3 se fosse rispettata la normativa sugli edifici di nuova costruzione.
Fonte dati: http://www.webgis.fondazionecariplo.it/
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La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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Le Norme su Efficienza Energetica
Molti edifici pubblici sono stati costruiti durante il periodo 1950-80 in
assenza di norme sul risparmio energetico degli edifici,
Negli anni successivi, 1980-90 i criteri da rispettare erano dettati dalla
legge 373/76 con limiti assolutamente insufficienti per i giorni nostri,
La prima legge che si occupa di efficienza energetica è la legge 10/91
(obbligo di integrazione di risparmio energetico e di fonti rinnovabili negli
edifici pubblici) quasi completamente ignorata per totale assenza di
sanzioni e controlli,
Gli interventi legislativi dal D.Lgs. 192/05 integrato dal D.Lgs. 311/06 e
s.mi.(ancora in corso) insieme agli incentivi dalle Finanziarie 07 e 08 a
oggi, hanno cambiato il quadro normativo dando un impulso enorme alla
generazione distribuita e al risparmio energetico: opportunità di lavoro per
gli installatori e professionisti di oggi e domani.
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Le Norme sulla Certificazione Energetica
La certificazione energetica degli edifici è stata introdotta dalla Direttiva
2002/91/CE, è stata recepita in Italia con il decreto legislativo 192/2005, ed è
stata attuata con:
• DM Sviluppo economico 26 giugno 2009 – (Linee guida nazionali per la
certificazione energetica degli edifici), più volte modificato;
• DPR 2 aprile 2009, n. 59 - (Rendimento energetico in edilizia - Regolamento di
attuazione). Che sarà abrogato con la completa attuazione delle modifiche introdotte
nel Dlgs 192/2005 a recepimento della successiva direttiva 2010;
• DPR 16 aprile 2013, n. 74 – (Criteri generali in materia di esercizio, conduzione
controllo e manutenzione degli impianti termici…);
• Dpr 16 aprile 2013, n. 75 - (Criteri di accreditamento dei certificatori energetici
degli edifici).
Il Dlgs 192/2005 è stato poi emendato e ampliato in fase di recepimento della
Direttiva 2010/31/UE, dal
•
Decreto legge 4 giugno 2013, n. 63, convertito con modifiche nella legge
90/2013 (Nuove regole sulla prestazione energetica degli edifici nuovi e di quelli
oggetto di notevoli ristrutturazioni)
•
L’iter attuativo non è comunque completo: vengono richiesti successivi decreti attuativi che
modifichino le modalità di calcolo della “prestazione energetica” dell’edificio, superando gli
attuali metodi di valutazione del “rendimento energetico”, forniti dal Dpr 59/09.
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Fonte: nextville.it
Le Norme in sintesi...
D.Lgs. 192/05 integrato dal D.Lgs. 311/06, e s.m.i hanno recepito
la Direttiva Europea 91/CE/2002, impongono limiti di consumo energetico
degli edifici e la certificazione del loro consumo energetico.
Fonti rinnovabili
Impianti
efficienti
3
2
Involucro efficiente
1
(fonte immagine: www.solaritalia.com)
Certificazione Energetica - A.P.E.
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La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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DLgs n.311 del 29 dicembre 2006
Disposizioni correttive ed integrative al decreto legislativo 19 agosto
2005, n. 192, recante attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al
rendimento energetico in edilizia.
Obblighi per le costruzioni nuove:
1.
Entro un anno dalla entrata in vigore, gli edifici di nuova costruzione
siano dotati di un Attestato di Prestazione Energetica
kWh/m2 a
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La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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DLgs n.311 del 29 dicembre 2006
..........e Obblighi per gli edifici esistenti:
1. Con scadenze progressive sono entrati in vigore una serie di obblighi:
• L’Attestato di Prestazione Energetica (A.P.E.) è obbligatorio per
tutti gli edifici e per le unità immobiliari, nel caso di
trasferimento a titolo oneroso;
• L‘Attestato di Prestazione Energetica (A.P.E.) dell'edificio o
dell'unità immobiliare interessata è necessario per accedere agli
incentivi e alle agevolazioni di qualsiasi natura, sia come sgravi
fiscali o contributi a carico di fondi pubblici o della generalità
degli utenti, finalizzati al miglioramento delle prestazioni
energetiche dell'unità immobiliare, dell'edificio o degli impianti.
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La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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Audit energetico e certificazione
L’audit energetico o indagine energetica ha l’obiettivo di capire in
che modo venga utilizzata l’energia dall’utenza oggetto di studio,
quali siano le cause degli eventuali sprechi e quali interventi possano
essere suggeriti all’utente per ridurre tali sprechi. Consiste quindi
nella stesura di un piano energetico che valuti non solo la fattibilità
tecnica ma anche e soprattutto quella economica degli interventi
proposti.
Si compone di 5 fasi distinte:
1.
Reperimento dati tecnici dell’edificio;
2. Sopralluogo con posizionamento degli strumenti di misura e
interviste agli utilizzatori;
3. Elaborazione dati;
4. Individuazione di criticità;
5. Presentazione dei risultati;
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Audit energetico e certificazione
L’audit è realizzato da un team di esperti che:
visitano l‘edificio;
raccolgono le informazioni necessarie per analizzare le modalità di
utilizzo dell’energia;
individuano gli interventi possibili di riduzione dei consumi;
quantificano i risparmi conseguibili dall’eventuale realizzazione
degli interventi.
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
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Le fasi dell‘audit energetico
1. Reperimento dati tecnici dell’edificio:
• Piante, prospetti e sezioni dell’edificio oggetto dell’analisi;
• Informazioni sugli impianti di climatizzazione invernale ed
estiva;
• Informazioni sull’impianto di illuminazione;
• Informazioni su particolari strutturali;
2. Bollette per la fornitura elettrica e termica;
3. Altre informazioni a seconda dell’utenza (numero di occupanti,
orari di lavoro, principale pausa per ferie, etc.).
4. Sopralluogo con posizionamento strumenti di misura per la:
• Verifica dello stato dell’involucro e degli apparati da misurare,
effettuando misurazioni in loco;
• Ottenere le informazioni utili ai calcoli energetici.
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L’analisi energetica
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L’Involucro Edilizio
Un edificio (o involucro edilizio) può essere paragonato dal
punto di vista energetico ad un contenitore bucato
Energia termica
Energia termica
Livello
richiesto
20°C
Isolamento termico
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L’Involucro Edilizio
Perdite E Guadagni Gratuiti Di Calore
calore
utilizzato
Perdite di
calore per
Ventilazione
Livello
richiesto
Guadagni interni
e solari
Perdite di calore
per Trasmissione
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La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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L’Involucro Edilizio
La Rilevazione Delle Perdite Di Calore
Qmuri : perdite attraverso i muri
Qsolaio
Qsolaio : perdite attraverso i solai
Q base : perdite attraverso i
basamenti
Qfinestre : perdite attraverso le
finestre
Qmuri
Qvent
Qbase
Q
Qvent: L’edificio perde calore anche
finestre
a causa della ventilazione
voluta, quando si aprono le
finestre per “cambiare l’aria”,
non voluta quando avviene per
colpa di spifferi o
infiltrazioni d’aria dovuti alla
scarsa tenuta dei serramenti.
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
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L’Involucro Edilizio
La Rilevazione Dei Guadagni Gratuiti Di Calore
Esolaio
Emuri : guadagni attraverso i
muri
Esolaio: guadagni attraverso i
solai
Efinestre
Emuri
Efinestre : guadagni attraverso
le finestre
Egrat : guadagni gratuiti dovuti
alle persone occupanti
e alle apparecchiature
elettriche
Egrat
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L’Involucro Edilizio
Il Bilancio Energetico Finale
Qsolai
o
Esolaio
Qfinestre
Emuri
Qmuri
Qventilaz.
Eapparecchi
Epersone
Efinestre
Qbase
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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Il Percorso
FASE 1: Analisi della struttura dell’edificio
FASE 2: Analisi delle perdite di calore dall’involucro
FASE 3: Analisi dei guadagni diretti
FASE 4: Analisi Impianti e delle emissioni
FASE 5: Costruzione del bilancio energetico edificio
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
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La Rilevazione dei Volumi e delle Superfici
dell’Edificio
PRIMO PASSO:
Dopo aver reperito la documentazione tecnica con planimetrie e prospetti si
effettua la verifica e/o la misurazione di volumi e superfici. E’ necessario
porre attenzione a diversi aspetti:
-la disposizione dei singoli ambienti; - la direzione nord e l’identificazione
delle facciate sulla base del loro orientamento (p.es. lato/lati N-O, lato/lati
S-O, ecc.); - la presenza e la posizione di elementi attorno all’edificio (per es.
edifici vicini, alberi, rilievi montuosi, che possono fare ombra in qualche
periodo dell’anno; - la presenza di elementi e condizioni che aumentano le
dispersioni energetiche (ponti termici).
3
2
1
4
NE
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La Rilevazione dei Volumi e delle Superfici
dell’Edificio
SECONDO PASSO:
Per ogni orientamento è necessario ricavare le dimensioni e la tipologia delle
diverse componenti costituenti la parete e gli infissi: Aree opache e Aree
trasparenti.
TERZO PASSO:
Ricavare, con l’aiuto delle planimetrie, e con la verifica sul posto, le
dimensioni e le tipologie dei basamenti e dei solai di copertura.
QUARTO PASSO:
Calcolare:
•il Volume riscaldato (V)
•La Superficie lorda dei piani (Sp)
•La Superficie Disperdente (Sd)
•Il rapporto fra superficie disperdente e volume (Sd/V)
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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La Rilevazione dei Volumi e delle Superfici
dell’Edificio
(V) - “Nel calcolo del volume lordo(m3) andranno
inclusi i muri esterni e andranno escluse le parti di
edificio non riscaldate (interrati, mansarde,
magazzini, garage, etc). Se l’edificio si compone di più
edifici, V sarà la somma delle volumetrie dei singoli
edifici.”
Volume lordo comprende tutte le murature e le
partizioni interne e comprende i solai intermedi, se
l’edificio è a più piani, ed i solai della base e della
copertura.
Volume Riscaldato
Volume non Riscaldato
(Sp) - La superficie lorda dei piani (m2) è la somma
delle superfici di ciascun piano e deve comprendere
le aree ricoperte da muri divisori, ma escludere i
muri perimetrali. Se l’edificio si compone di più
edifici, la superficie lorda dei piani sarà la somma
dei contributi dei singoli edifici. Escluse le aree non
abitabili.
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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La Rilevazione dei Volumi e delle Superfici
dell’Edificio
(Sd) - La superficie disperdente (m2) è data
dalla somma delle singole superfici che
avvolgono il volume lordo riscaldato V (pareti
perimetrali, tetti, solai di piano terra). Se
l’edificio si compone di più edifici, Sd sarà la
somma delle superfici disperdenti dei singoli
edifici.
A parità di volume riscaldato tra due edifici, quello che ha una maggiore
superficie disperdente consuma necessariamente più energia per il
riscaldamento.
E’ quindi necessario calcolare il rapporto fra la superficie e il volume per
verificare la reale entità dei consumi dell’edificio. Con le misurazioni svolte è
possibile quindi determinare il seguente rapporto tramite una semplice
divisione:
RAPPORTO Sd/V
(Superficiedisp/
Volume)
2
m /m
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
3
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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L’Involucro Edilizio
La Rilevazione Delle Perdite Di Calore
Qmuri : perdite attraverso i muri
Qsolaio
Qsolaio : perdite attraverso i solai
Q base : perdite attraverso i
basamenti
Qfinestre : perdite attraverso le
finestre
Qmuri
Qvent
Qbase
Q
Qvent: L’edificio perde calore anche
finestre
a causa della ventilazione
voluta, quando si aprono le
finestre per “cambiare l’aria”,
non voluta quando avviene per
colpa di spifferi o
infiltrazioni d’aria dovuti alla
scarsa tenuta dei serramenti.
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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La Rilevazione delle Perdite di Calore
dall’Involucro: I Muri
spessore
Umuri
(cm)
(W/m2K)
Pannello in calcestruzzo + isolamento
30
0,3
Muratura in forati con intercapedine d’aria
35
0,4
Pannello in metallo con isolamento
10
0,4
Pannello in calcestruzzo + isolamento
20
0,5
Muratura in forati con isolamento
25
0,5
Muratura di mattoni pieni
80
0,8
Muratura di mattoni pieni
40
1,1
Muratura in forati con intercapedine d’aria
40
1,1
Muratura in forati con intercapedine d’aria
25
1,2
Muratura di pietra intonacata
80
1,7
Muratura mista calcestruzzo + forato
25+ 8
1,7
Muratura di pietra intonacata
50
2,3
Muro in calcestruzzo
25
3,4
Muro in calcestruzzo
15
4,1
tipo di muro
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
qmuri = U * Amuri * ∆T * t
Trasmittanza termica: U
Unità di misura definita come
il flusso di energia termica
che passa attraverso una
parete per metro quadrato di
superficie e per Kelvin di
differenza di temperatura
presente tra l’interno di un
locale e l’esterno oppure il
locale contiguo. L’unità di
misura
della
trasmittanza
termica è il W/m2K.
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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La Rilevazione delle Perdite di Calore
dall’Involucro: I Muri
+ 5 cm isolamento
qmuri = U * Amuri * ∆T * t
U = trasmittanza termica
A = Area dei muri esterni
∆T = T media esterna – T media interna
Temperature Medie
Mensili
Mese
Settembre
Ottobre
Novembre
Dicembre
Gennaio
Febbraio
Marzo
Aprile
Maggio
Giugno
Luglio
Agosto
gradi C°
22,4
17,4
12,6
8,9
7,6
8,7
11,4
14,7
18,5
22,9
25,7
25,3
Temperature medie
mensili di Roma
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
33
La Rilevazione delle Perdite di Calore
dall’Involucro: Tetto e Basamento
Tipo di solaio e basamento
spessore (cm)
Basamento in latero cemento su terreno con isolamento
Usol
(W/m2K)
0,4
Soletta in latero cemento con isolamento
35
0,5
Soletta in cemento armato con isolamento
30
0,5
Soletta in latero cemento con isolamento
25
0,6
Soletta in cemento armato con isolamento
20
0,6
Basamento in latero cemento su terreno
0,8
Solaio in legno con isolamento
0,8
Basamento in latero cemento su vespaio
0,9
Basamento in cemento su terreno
1,1
Soletta in latero cemento
30
1,4
Soletta in latero cemento
20
1,9
Soletta in legno
2
Soletta in cemento armato
30
2,2
U = trasmittanza termica
Soletta in cemento armato
15
3,1
A = Area dei solai / basamento
qsolai/basamento = U * Asolai/basamento * ∆T * t
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
∆T = Temperatura media
esterna – T media interna
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
34
La Rilevazione delle Perdite di Calore
dall’Involucro: Le Finestre
Ufinestre (W/m2K)
senza tapparella
con tapparella
abbassata
Legno con doppio vetro
3
2
Plastica con doppio vetro
3,1
2,1
Metallo con doppio vetro
3,4
2,2
Legno con vetro singolo
5,3
2,86
Plastica con vetro singolo
5,4
2,9
Metallo con vetro singolo
5,7
2,98
Telai in legno
Telai in PVC
2 < U < 2,5
Telai in alluminio A taglio termico
2,5 < U < 4
Telai in alluminio senza taglio termico
Vetro singolo normale
Vetrocamera 4/12/4
Vetrocamera 4/12/4 con gas Argon
Vetrocamera 6/12/4 bassoemissivo
Vetrocamera 6/12/4 bassoemissivo + Argon
Dott. Roberto Calabresi 13 marzo 2014
1<U<2
U > 6,5
U circa 5,5
U circa 2,8
U circa 2,6
U circa 1,6
U circa 1,2
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
35
La Rilevazione delle Perdite di Calore
dall’Involucro: La Ventilazione
qvent = Uvent * Vint * ∆T * t
Uvent: analogo della trasmittanza termica, usando valori medi e piuttosto
approssimati, è possibile determinarla dalla tabella sottostante
Vint : è il volume interno dell’edificio in m3, si ottiene moltiplicando per 0,65 il
volume totale (esterno)
∆T : differenza fra la temperatura interna (posta convenzionalmente pari a
20°C) e la temperatura esterna media mensile
Quanto vengono aperte le finestre?
Uvent
Solo per i ricambi d'aria necessari
0,34
Alcune volte per diminuire la temperatura delle aule
Molte volte per diminuire la temperatura delle aule
0,408
0,476
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36
L’Involucro Edilizio
La Rilevazione Dei Guadagni Gratuiti Di Calore
Esolaio
Emuri : guadagni attraverso i
muri
Esolaio: guadagni attraverso i
solai
Efinestre
Emuri
Efinestre : guadagni attraverso
le finestre
Egrat : guadagni gratuiti dovuti
alle persone occupanti
e alle apparecchiature
elettriche
Egrat
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La Rilevazione dei Guadagni Gratuiti di
Calore: Energia attraverso Le Finestre
Efinestre = Au
*
Fill
Fsch
*
*
Ftrasp * Qs * N
Au = area utile delle finestre per il passaggio di calore
(Afinestre* 0,87 fattore medio rapporto vetro/telaio)
Fill = Fattore di illuminazione (ombreggiatura media)
Fsch = Fattore di schermatura (tende)
Ftrasp = Fattore di trasparenza (tipologia di vetri)
Qs = insolazione media giornaliera
N = numero di giorni nel mese considerato
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La Rilevazione dei Guadagni Gratuiti di
Calore: Energia attraverso Le Finestre
Efinestre = Au
*
Fill
*
Fsch
Tabella 17 – Calcolo Area Utile (Au)
lato
Afinestre
2
(m )
rapporto
vetro/telaio
*
Ftrasp * Qs * N
Tabella 18 – Fattore di illuminazione (Fill)
Au
(m2)
0,87
0,87
illuminazione del lato
Fill
per nulla ombreggiato
1
scarsamente ombreggiato
0,75
mediamente ombreggiato
0,50
fortemente ombreggiato
0,25
totalmente ombreggiato
0
0,87
0,87
totali
-
Tabella 22 – Radiazione solare (Qs)
Tabella 19 – (Fsch)
tipo di schermo
tende alla veneziana
tapparelle
tende bianche
tessuti colorati
Fattore di schermatura (Fsch)
interna
esterna
0,30
0,15
0,15
0,80
0,75
0,57
0,37
Tabella 20 – (Ftrasp)
tipo di vetro
vetro singolo
doppio vetro
Ftrasp
0,82
0,70
FATTORE DI
INSOLAZIONE
(MJ/m2)
gen
Feb
mar
apr
mag
giu
lug
ago
set
ott
nov
dic
Media
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Sud
SudEst/
SudOvest
Est/Ovest
NordEst/
NordOvest
Nord
superficie
piana
5,47
7,92
10,58
10,84
10,66
10,04
11,12
12,46
12,64
10,91
8,14
5,9
9,72
4,46
6,7
9,83
11,27
11,77
11,88
12,92
13,36
12,02
9,29
6,62
4,72
9,58
2,77
4,54
7,81
10,26
11,74
12,74
13,28
12,46
9,79
6,41
4,1
2,66
8,24
1,69
2,84
5,08
7,49
9,29
10,58
10,4
8,89
6,34
3,74
2,3
1,55
5,87
1,58
2,48
3,89
5,47
7,06
8,17
7,49
6,08
4,54
3,1
2,05
1,48
4,46
5,28
7,86
12,42
17,72
20,39
23,98
24,49
22,09
16,05
10,61
6,03
4,17
14,26
La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
39
La Rilevazione dei Guadagni Gratuiti di Calore:
Energia attraverso I Muri e Tetto
Emuri = A * Fill * α * U * Qs * N / He
A=
area del muro
Fill = Fattore di illuminazione (Tabella 18)
α=
coefficiente di assorbimento della radiazione solare (dipende dal
colore del muro: colore chiaro=0,3; colore medio= 0,6; colore
scuro= 0,9)
U=
trasmittanza termica del muro
Qs = insolazione (Tabella 22)
N=
numero dei giorni del mese considerato
He = valore del coefficiente superficiale di scambio termico esterno
che tiene sostanzialmente conto di perdite di energia dovute al
moto dell’aria sulla parete: lo si assume pari a 25 W/m2K.
Analogamente andrà calcolato Esolaio, ponendo convenzionalmente Fill = 1
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La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
40
La Rilevazione dei Guadagni Gratuiti di Calore:
Guadagni Interni
Egrat,1 (MJ/mese)= (0,8 * superficie lorda) + (70 * numero di occupanti)
Il primo termine della somma tiene conto degli
apporti dovuti all’impianto di illuminazione,
La “superficie lorda” è la somma delle superfici
lorde di tutti i piani abitati.
Superficie netta
Egrat,2 = (Npc * Epc) + (Ntv * Etv) + (Nft * Eft)
apparecchio
Npc Ntv Nft = numero di PC, televisioni e
fotocopiatrici presenti nell’edificio
Epc Etv Eft = si desumono dalla Tabella 24
calore fornito
MJ/mese
televisore
65
PC
180
fotocopiatrice
1300
Tabella 24
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La Rilevazione dei Guadagni Gratuiti di
Calore: Totale Guadagni Interni
Tabella 25
TOTALI GUADAGNI DI CALORE
muri
lato 1
lato 2
lato 3
finestre
lato 4
lato 1
lato 2
lato 3
solaio
lato 4
Egrat
TOTALE
[MJ]
Set
Ott
Nov
Dic
Gen
Feb
Mar
Apr
mag
Giu
Lug
Ago
totali
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La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
42
Il Percorso
FASE 1: Analisi dell’edificio
FASE 2: Analisi delle perdite di calore dall’involucro
FASE 3: Analisi dei guadagni diretti
FASE 4: Costruzione del bilancio energetico edificio
FASE 5: Analisi Impianti e delle emissioni
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L’Involucro Edilizio
Il Bilancio Energetico Finale
Qsolai
o
Esolaio
Qfinestre
Emuri
Qmuri
Qventilaz.
Eapparecchi
Epersone
Efinestre
Qbase
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Il Percorso
FASE 1: Analisi dell’edificio
FASE 2: Analisi delle perdite di calore dall’involucro
FASE 3: Analisi dei guadagni diretti
FASE 4: Costruzione del bilancio energetico edificio
FASE 5: Analisi Impianti e delle emissioni
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La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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Analisi degli Impianti: La Rilevazione dei
Consumi Termici
TIPO DI COMBUSTIBILE
Unità
kWht
MJ
gas naturale (metano)
1 m3 =
9,59
34,524
gasolio
1 litro =
11,86
42,696
gpl
1 litro =
12,79
46,044
olio combustibile
1 litro =
11,4
41,04
legno
1 kg =
4,44
16
ENERGIA
TERMICA
UTILE
(calore)
ENERGIA
CHIMICA
(combustibile)
ηp*
Tabella 28
“I CONSUMI VANNO RILEVATI PER ALMENO I
TRE ANNI PRECEDENTI A QUELLO IN CUI SI
FA LA DIAGNOSI E VA INDIVIDUATO IL
VALORE MEDIO”
consumi
combustibile
Settembre
Ottobre
Novembre
Dicembre
Gennaio
Febbraio
Marzo
Aprile
Maggio
Giugno
Luglio
Agosto
Totali
Tabella 29
*η
ηp = Rendimento di produzione è il rapporto tra calore utile immesso in rete
dall’impianto e l’energia fornita dal combustibile. È dato dal rapporto fra Potenza
termica utile(Put) e la potenza termica al focolare (Pfoc)
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Analisi degli Impianti: La Rilevazione dei
Consumi Termici
Il Rendimento Globale Medio
ηg = ηc * ηe * ηd * ηp
Tabella 30 -
ηc
Tabella 31 -
ηe
Tabella 32 -
ηd
Tipologia di regolazione
η c [%]
Tipologia dei terminali scaldanti
η e [%]
Volume dell’edificio [m ]
η d [%]
Manuale
0.85
Termoconvettori
0.99
1.000
0.95
climatico centralizzato
0.90
Ventilconvettori
0.98
5.000
0.94
singolo ambiente
0.93
bocchette aria calda
0.97
10.000
0.93
climatico + singolo ambiente
0.96
Radiatori
0.96
15.000
0.92
Zona
0.92
pannelli radianti
0.96
20.000
0.91
climatico + zona
0.95
3
*η
ηp = Rendimento di produzione è il rapporto tra calore utile immesso in rete
dall’impianto e l’energia fornita dal combustibile. È dato dal rapporto fra Potenza
termica utile(Put) e la potenza termica al focolare (Pfoc)
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Analisi degli Impianti: La Rilevazione dei
Consumi Termici
La normalizzazione dei consumi in base alla posizione geografica
Per fare un reale confronto dei consumi di riscaldamento occorre tener conto delle
caratteristiche climatiche della località in cui è situato l’edificio. A tal fine viene
utilizzato un fattore di correzione chiamato “Gradi-Giorno”, che tiene conto di:
• temperatura esterna media
• temperatura interna media
• giorni di riscaldamento invernale della specifica località
zona
Gradi giorno (GG)
Periodo
Ore
A
fino a 600
1 Dicembre - 15 Marzo
6
B
da oltre 600 a 900
1 Dicembre - 31 Marzo
8
C
da oltre 900 a 1400
15 Novembre - 31 Marzo
10
D
da oltre 1400 a 2100
1 Novembre - 15 Aprile
12
E
da oltre 2100 a 3000
15 Ottobre - 15 Aprile
14
F
oltre 3000
Nessuna limitazione
24
DPR 412/93
GG= Sommatoria della differenza di Temperatura tra T. Interna (20°C) e T.
Esterna media giornaliera solo se il delta > 0
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Analisi degli Impianti: La Rilevazione dei
Consumi Termici
Calcolo delle Emissioni di CO2
Per il calcolo delle emissioni prodotte dai consumi energetici da riscaldamento è
sufficiente moltiplicare i consumi ottenuti per il fattore di emissione (che si
ritrova in tabella) secondo la seguente formula:
kgCO2 prodotti =(kWht consumati) x (fattore di emissione)
tipologia di
combustibile
fattore di
emissione
kgCO2/kWh
gas
0,2010
gasolio
0,2638
gpl
olio
combustibile
0,2246
La stessa metodologia potrà essere
utilizzata per calcolare le emissioni evitate
in seguito a risparmi di combustibile.
0,2756
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La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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Analisi degli Impianti: La Produzione di Acqua
Calda Sanitaria
Erub = (num. rubinetti * 0,15 * (ore di utilizzo annue) * η * ∆T 1/860
Edocce = (num. docce * 0,24 * (ore di utilizzo annue) * η * ∆T 1/860
Dove: 0,15 o 0,24 sono coefficienti legati alla portata dell’acqua;
η è il rendimento del sistema di riscaldamento;
ΔT è la differenza di temperatura a cui corrisponde il numero di kilocalorie
necessarie per portare l’acqua da 10°C (temperatura media dell’acqua di acquedotto) a
40°C temperatura media dell’ACS al rubinetto, il ΔT è quindi di circa 30;
1/860 è il coefficiente di conversione da kcal a kWh.
Se prodotta tramite la caldaia dell’impianto termico
η = ηP
se prodotta tramite scaldabagno elettrico
η = 0,95
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La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
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Analisi degli Impianti: Rilevazione dei Consumi
Elettrici
Per calcolare i consumi elettrici dell’utenza consulta le bollette degli
ultimi 3 anni, rileva i kWhe consumati per anno, e calcola il valore medio
dei tre anni
“I CONSUMI VANNO RILEVATI
PER
ALMENO
I
TRE
ANNI
PRECEDENTI A QUELLO IN CUI SI
FA
LA
DIAGNOSI
E
VA
INDIVIDUATO IL VALORE MEDIO”
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La mitigazione dei Cambiamenti Climatici: Audit ed Efficienza Energetica negli edifici
51
Analisi degli Impianti: Rilevazione dei Consumi
Elettrici
Calcolo delle Emissioni di CO2
IMPIANTI ELETTRICI
Per il calcolo delle emissioni prodotte dai consumi energetici elettrici è sufficiente
moltiplicare i consumi ottenuti da bollette per il coefficiente di emissione per la
produzione di elettricità in Italia. Tale coefficiente, è pubblicato annualmente dall’
AEEG e prende il nome di MIX ELETTRICO ITALIANO.
kgCO2 prodotti =(kWhe consumati) x MIX ELETTRICO
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GRAZIE PER L’ATTENZIONE!
Roberto Calabresi
Kyoto Club
[email protected]
www.kyotoclub.org
Prossimi Webinar:
•
Domani, venerdì 14 marzo alle ore 10.30:
Le Misure di adattamento: buone pratiche
A cura di Piero Pelizzaro, responsabile Cooperazione internazionale di Kyoto Club
•
Martedì 18 marzo alle ore 11.00:
Profilo Climatico Locale
Organizzato in collaborazione con Agende 21 Locali italiane
A cura di Lucio Botarelli di ARPA Emilia Romagna
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