Introduzione al Green Energy AuditTM La diagnosi energetica per la sostenibilità ambientale del patrimonio edilizio esistente Prof. Arch. Ph.D. Annalisa Galante – Dipartimento ABC - Politecnico di Milano Prof. Annalisa Galante – 1 PROCEDURA GREEN ENERGY AUDIT Schema metodologico Acquisizione delle informazioni di base Strumenti e procedure di rilievo in campo Valutazione del miglioramento delle prestazioni Definizione del Green Energy Plan Audit termografico Simulazione dinamica (con Energy Plus) Green Energy Audit e LEED Valutazione del ciclo di vita degli investimenti; Valutazioni economiche degli interventi Schemi contrattuali Misure di contenimento delle risorse (circa 120 schede) Audit Check-List (45 moduli) Prof. Annalisa Galante – 2 ARGOMENTI TRATTATI 3 INQUADRAMENTO E IMPOSTAZIONE METODOLOGICA Aspetti generali del Green Energy Audit Definizione dei livelli operativi Approccio metodologico e aspetti organizzativi Prof. Annalisa Galante – 3 4 Aspetti generali del Prof. Annalisa Galante – ENERGY AUDIT 5 LE MOTIVAZIONI Gli impianti non garantiscono comfort ambientali accettabili I consumi energetici e di risorse sono rilevanti Gli impianti devono essere sostituiti Sono in programma interventi di riqualificazione dell’involucro La certificazione energetica ha evidenziato una qualità energetica scarsa Prof. Annalisa Galante – 5 LA DEFINIZIONE DEL PIANO OPERATIVO Prof. Annalisa Galante – 6 AUDITING CONCETTI GENERALI 7 Il termine Audit definisce una attività di valutazione di un’organizzazione, di un processo, di un progetto o di un prodotto. L’attività di audit, detta auditing, è mirata ad accertare la validità e l’affidabilità delle informazioni raccolte e nel contempo si configura anche come una verifica del sistema di controllo interno. L’auditing non è una attività fine a se stessa ma ha uno scopo ben preciso: utilizzare le informazioni raccolte per raggiungere un miglioramento che può essere definito in vari modi in funzione del campo di applicazione: migliori prestazioni, riduzione dei costi, maggiore sicurezza o, più in generale, un miglioramento della qualità globale. Questo strumento non è semplicemente una chiave di lettura di un qualcosa che esiste, una sua interpretazione o al limite una evidenza delle cose che non vanno ma è un qualcosa di più. L’indagine e la valutazione, passaggi essenziali e fondanti di tutta l’attività, si devono poi trasformare in suggerimenti e indicazioni concrete che portino ad un miglioramento tangibile. L’Auditing, quindi, deve essere considerato un processo. Per valutare questo miglioramento è necessario definire degli obiettivi. Il raggiungimento o meno di questi obiettivi naturalmente è vincolato a diversi fattori a cominciare da quelli economici: il miglioramento dell’organizzazione, del processo, del progetto o del prodotto rimane comunque un elemento irrinunciabile dell’auditing. Prof. Annalisa Galante – IL PROGRAMMA DI AUDIT Flusso di processo per la gestione di un programma di Audit (fonte: EN ISO 19011:2002) Prof. Annalisa Galante – 8 AUDITING: I PRINCIPI 9 Secondo la EN ISO 19011-2002 l’attività di Audit è fondata su un certo numero di principi, che si riferiscono all’Auditor, il rispetto dei quali è un prerequisito per fornire conclusioni dell’Audit pertinenti e sufficienti e per assicurare che auditor diversi, operando indipendentemente l’uno dall’altro, pervengano a conclusioni simili in circostanze simili: Comportamento etico: il fondamento della professionalità. Fiducia, integrità, riservatezza e discrezione sono essenziali per l’attività di audit. Presentazione imparziale: l’obbligo di riportare fedelmente e con precisione. Le risultanze, le conclusioni ed i rapporti di audit riflettono fedelmente ed accuratamente le attività di Audit. Vengono riportati gli ostacoli significativi incontrati durante l’audit e le opinioni divergenti non risolte tra il gruppo di audit e l’organizzazione oggetto dell’Audit. Adeguata professionalità: l’applicazione di accuratezza e di discernimento nell’attività di audit. Gli Auditor pongono un’attenzione di livello adeguato all’importanza del compito che essi svolgono e alla fiducia riposta in loro dai committenti dell’audit e dalle altre parti interessate. È fondamentale che essi posseggano le competenze necessarie. Prof. Annalisa Galante – 10 AUDIT, un processo indipendente e sistematico Indipendenza: la base per l’imparzialità dell’audit e l’obiettività delle sue conclusioni. Gli auditor sono indipendenti dall’attività oggetto dell’audit e sono liberi da pregiudizi e conflitto d’interesse. Gli auditor conservano uno stato di obiettività di pensiero durante il processo dell’audit per assicurare che le risultanze e le conclusioni dell’audit siano basate solo sulle evidenze dell’audit. Approccio basato sull’evidenza: il metodo razionale per raggiungere conclusioni dell’audit affidabili e riproducibili in un processo dell’audit sistematico. Le evidenze dell’audit sono verificabili. Esse si basano su campioni di informazioni disponibili, poiché un audit è effettuato in un periodo di tempo limitato e con risorse limitate. L’uso appropriato del campionamento è strettamente connesso con il livello di confidenza che può essere riposto sulle conclusioni dell’audit. Prof. Annalisa Galante – ENERGY AUDIT 11 Quando l’oggetto dell’Audit sono degli edifici, degli impianti ad essi collegati, delle infrastrutture produttive e lo scopo è quello di ridurre il consumo di energia primaria da origine fossile si fa riferimento all’Energy Audit. “l’Energy Audit è una procedura sistematica per ottenere una adeguata conoscenza dei profili dei consumi energetici esistenti di un edificio o gruppo di edifici, di una struttura industriale e un servizio privato o pubblico, allo scopo di identificare e quantificare in termini di convenienza economica opportunità di risparmio energetico e il rapporto di ciò che è emerso” Prof. Annalisa Galante – ENERGY AUDIT 12 Questa definizione evidenzia i quattro elementi che caratterizzano un Energy Audit a prescindere dalla modalità operativa adottata: La conoscenza dei profili dei consumi di energia del sistema indagato; L’individuazione delle possibili misure di contenimento dei consumi; La valutazione di tali misure sulla base di una logica costi/benefici; L’attività di reporting ossia la restituzione analitica del lavoro fatto. Flusso di processo semplificato per un Energy Audit Prof. Annalisa Galante – GREEN ENERGY AUDIT 13 Il Green Energy Audit non si limita a fornire strumenti e metodi per ridurre i consumi di energia ma si pone un obiettivo ben più importante: contribuire ad un miglioramento globale della sostenibilità dell’edificio. ELEMENTI CHE CARATTERIZZANO IL GREEN ENERGY AUDIT Nella definizione dei possibili interventi di retrofit non si considerano solo misure che concorrono alla riduzione delle risorse energetiche, ma tutte le misure che portano ad una riduzione dei consumi di risorse. L’Auditor, nel momento in cui seleziona una misura, si deve informare su come questa misura possa influire sui criteri premianti contenuti nello schema di certificazione ambientale di riferimento che nel nostro caso abbiamo assunto che sia il LEED (Leadership in Energy and Environmental Design); I criteri di scelta degli interventi possono essere indirizzati fin dall’inizio a partire da questi indicatori: l’Auditor quindi si può porre due obiettivi: il primo è quello di massimizzare le prestazioni energetiche, il secondo è quello di massimizzare la qualità ambientale (o un mix dei due); Nella definizione delle misure si da ampio spazio a tutte quelle tecnologie a consumo zero, ad esempio le tecnologie impiantistiche che sfruttano le fonti energetiche rinnovabili come solare termico, solare fotovoltaico e biomassa; Nella definizione delle misure si da ampio spazio a tutte le soluzioni naturali che possono contribuire al controllo climatico e illuminotecnico dell’edificio, come ad esempio tetti verdi, facciate verdi, sistemi di ombreggiamento naturale, sistemi solari passivi e sistemi di daylighting. Prof. Annalisa Galante – DEFINIZIONI 14 Energy Audit procedura sistematica volta a fornire una adeguata conoscenza del profilo di consumo energetico di un edificio o gruppo di edifici, di una attività e/o impianto industriale o di servizi pubblici o privati, ad individuare e quantificare le opportunità di risparmio energetico sotto il profilo costi - benefici e riferire in merito ai risultati. Energy Auditor soggetto individuale o organizzazione in possesso delle competenze tecniche e organizzative necessarie per condurre un Energy Audit. Green Energy Audit a differenza dell’Energy Audit questa procedura si pone anche l’obiettivo di individuare le azioni che possono migliorare la sostenibilità globale dell’edificio, dell’impianto o del sistema oggetto dell’indagine. Green Energy Auditor soggetto individuale o organizzazione che, oltre ad avere i requisiti dell’Energy Auditor ha anche le competenze sui protocolli di certificazione ambientale internazionali (ad esempio LEED, BREEAM, ecc.) e quindi è in grado di effettuare una valutazione dei possibili miglioramenti della sostenibilità dell’edificio, dell’impianto o del sistema oggetto dell’indagine. Prof. Annalisa Galante – GREEN ENERGY AUDIT - LEED® 15 La certificazione LEED 2009 per le nuove costruzioni e le ristrutturazioni è aggiudicata in accordo con la seguente scala di valutazione: - Base: 40-49 punti conseguiti; Argento: 50-59 punti conseguiti; Oro: 60-79 punti conseguiti; Platino: 80 e più punti conseguiti. Prof. Annalisa Galante – GREEN ENERGY AUDIT - LEED® 16 La somma dei prerequisiti e dei crediti correlati alle misure che possono riguardare il Green Energy Audit, considerando la somma delle categorie ambientali - Energia e atmosfera, - Gestione delle acque - Qualità ambientale interna pesano per il 60%, percentuale che può aumentare se si considera che le altre categorie, Materiali e risorse e Sostenibilità del sito, hanno al loro interno dei crediti ai quali possono concorrere le misure da prevedere nel Green Energy Audit (per esempio la scelta dei materiali o la realizzazione di coperture verdi o riflettenti). Prerequisiti e crediti per le diverse categorie ambientali con i relativi punti nella versione LEED 2009 Prof. Annalisa Galante – GREEN ENERGY AUDIT - LEED® Prof. Annalisa Galante – 17 GREEN ENERGY AUDIT - LEED® Prof. Annalisa Galante – 18 GREEN ENERGY AUDIT - LEED® Prof. Annalisa Galante – 19 GREEN ENERGY AUDIT - LEED® 20 LEED NC è il prodotto che fornisce gli standard e i requisiti prestazionali per la certificazione di edifici di nuova edificazione e le grandi ristrutturazioni. Esso coinvolge sia la fase di progetto che la fase di costruzione. Prerequisiti e Crediti sono suddivisi in paragrafi: 1. Finalitá (principale obiettivo) 2. Requisiti (specifica i criteri) 3. Benefici e tematiche da considerare 4. Crediti correlati 5. Riassunto degli standard di riferimento (normative) 6. Implementazione 7. Scadenze temporali 8. Calcoli 9. Guida alla documentazione 10. Esempi 11. Prestazione esemplare 12. Variazioni regionali 13. Risorse 14. Definizioni Prof. Annalisa Galante – 21 Definizione dei livelli operativi Prof. Annalisa Galante – I LIVELLI OPERATIVI Prof. Annalisa Galante – 22 23 I LIVELLI OPERATIVI – WALKTHROUGH AUDIT Il Walk-Throught Audit rappresenta un primo livello di approccio all’auditing energetico. La fase di rilievo sul campo si limita ad un solo sopralluogo o più raramente a più sopralluoghi ma solo nel caso in cui l’edificio o la infrastruttura siano complessi. La fase del sopralluogo è comunque preceduta da una fase di raccolta delle informazioni che vengono richieste al committente prima: il sopralluogo quindi assume una duplice funzione: confrontarsi con il committente o con la struttura cui sono affidati la gestione e la manutenzione degli impianti per chiedere integrazioni alla documentazione fornita (in genere si prevedono due incontri, uno prima del sopralluogo e uno alla fine del sopralluogo); prendere diretta visione dei componenti e dei sistemi edilizi individuando le aree di inefficienza sulle quali è possibile intervenite e verificare in prima approssimazione quali azioni di miglioramento possono essere attuate, ossia se esistono dei vincoli tecnici. Una volta raccolti i dati questi devono esser elaborati: la restituzione è un report sintetico con l’individuazione delle inefficienze impiantistiche e gestionali, una prima lista di interventi, infine indicazioni sull’opportunità approfondire ulteriormente l’Audit. Prof. Annalisa Galante – I LIVELLI OPERATIVI – STANDARD AUDIT 24 Nelle procedure dello Standard Audit si approfondiscono le caratteristiche tecniche, prestazionali e gestionali dell’edificio o dell’infrastruttura oggetto dell’indagine, effettua dei rilievi di dettaglio delle caratteristiche edilizie ed impiantistiche e quasi sempre comprende delle verifiche prestazionali attraverso campagne di monitoraggio. Nello Standard Audit si raccolgono quindi molte più informazioni, tutti elementi che, unitamente ai consumi energetici storici degli anni precedenti, mediamente da tre a cinque, servono per elaborare un bilancio energetico o baseline, sulla base del quale si dovranno poi effettuare tutte le simulazioni che porteranno a stimare la bontà dell’intervento in termini di miglioramenti prestazionali. Le simulazioni non necessariamente dovranno riguardare l’intero edificio. Nel caso ad esempio in cui si decida di proporre la sostituzione dei serramenti, la valutazione del risparmio potrà riguardare i benefici che quel particolare intervento genera, così come se l’intervento prevede la sostituzione delle lampade ad incandescenza con lampade a basso consumo si dovranno effettuare delle valutazioni mirate sul risparmio di energia elettrica corrispondente. I modelli di calcolo utilizzati per ciascuna delle misure sono modelli semplici, nel caso in cui ci siano in gioco degli scambi di calore si ipotizza ad esempio il regime stazionario. Se ci riferisce ad un solo specifico intervento, il risparmio netto di energia viene stimato come differenza tra il consumo prima dell’intervento ed il consumo dopo l’intervento. Un calcolo di potenza, quindi, che però deve tenere conto delle modalità reali di funzionamento del sottosistema o del componente. Prof. Annalisa Galante – I LIVELLI OPERATIVI – SIMULATION AUDIT 25 Questo tipo di Audit considera tutti gli elementi contenuti nello Standard Audit ma con la differenza che le valutazioni prestazionali energetiche prima e dopo gli interventi riguardano necessariamente tutto l’edificio e utilizzano modelli di simulazione dinamica. I modelli di simulazione dinamica nascono sempre negli Stati Uniti dove vengono utilizzati non solo negli ambiti universitari o legati alla ricerca, ma come strumenti utili per supportare le scelte concrete. DOE2, TRNSYS (TRaNsient Systems Simulation program), BLAST, EnergyPlus sono le sigle che identificano i modelli più utilizzati, altri modelli sono stati proposti, in ambito europeo, ma con una diffusione più limitata. Per edifici complessi, che poi sono l’ambito nel quale si opera con questi modelli, la quantità di informazioni è notevole ed i tempi di elaborazione, nonostante la crescita esponenziale delle potenze di calcolo dei computer, può essere lunga, da parecchie ore a qualche giorno. Prof. Annalisa Galante – IL SISTEMA QUALITA’ Prof. Annalisa Galante – 26 27 ENERGY AUDIT E CERTIFICAZIONE ENERGETICA Certificazione Energetica Dati di ingresso Tipo di valutazione Scopo della valutazione Uso Clima Edificio Di progetto (Design Rating) Standard Standard Progetto Standard (Asset Rating) Standard Standard Reale Adattata all’ utenza (Tailored Rating) In funzione dello scopo Reale Energy Audit Permesso di costruire Certificazione energetica Certificazione energetica Ottimizzazione, Validazione, Diagnosi e programmazione interventi di riqualificazione Fonte: UNI TS 11300 - 1 Prof. Annalisa Galante – 28 Approccio metodologico e aspetti organizzativi Prof. Annalisa Galante – IMPOSTAZIONE METODOLOGICA Flusso di processo del Green Energy Audit Prof. Annalisa Galante – 29 ASPETTI ORGANIZZATIVI 30 Il Green Energy Audit, a prescindere dal livello operativo stabilito, non nasce dall’improvvisazione ma deve essere accuratamente programmato tenendo conto di esigenze di carattere sia tecnico che soprattutto organizzativo. La rilevazione delle condizioni di funzionamento operative dovrà essere fatta all’interno della stagione di esercizio: una diagnosi finalizzata a comprendere inefficienze impiantistiche o gestionali dell’impianto di climatizzazione invernale risulterebbe poco efficace se fatta durate la stazione estiva durante la quale non sarebbe possibile effettuare alcun tipo di rilevazione strumentale. Molte attività possono essere però eseguite anche al di fuori della stagione: - l’acquisizione della documentazione tecnica; - l’acquisizione delle informazioni relative ai consumi; - tutti i sopralluoghi necessari per completare le informazioni acquisite attraverso la documentazione. L’esecuzione dell’Audit per quanto riguarda gli apparati elettrici, ad esempio l’impianto di illuminazione, è svincolata dalla stagionalità salvo i rilievi degli assorbimenti elettrici relativi alle apparecchiature asservite alla climatizzazione (pompe di calore, macchine frigorifere, ausiliari, ecc.). Possono essere fatte a tavolino tutte le attività di implementazione delle informazioni sui modelli di simulazione, i preventivi, le valutazioni economiche e la redazione dei report di diagnosi. Una programmazione complessiva delle attività è comunque legata alla stagionalità ed è per questo che, se si vogliono ottenere delle informazioni in tempi rapidi, e magari rendere operativi gli interventi di riqualificazione, è necessario tener conto del periodo temporale. Prof. Annalisa Galante – DEFINIZIONE DEL CONTRATTO Schema di una procedura per la definizione del contratto tra Auditor e Committente Prof. Annalisa Galante – 31 INFORMAZIONI DA ACQUISIRE Tipologia Caratteristiche dell’edificio Caratteristiche degli impianti Modalità di gestione 32 Descrizione inquadramento urbanistico dell’edificio dal quale si possano evidenziare orientamenti delle diverse facciate e presenza di altri edifici che possano generare delle ombre; dimensioni degli elementi che costituiscono l’involucro opaco (pareti esterne, pareti confinanti verso locali a temperatura differente o non riscaldati, basamenti, coperture); caratteristiche termofisiche degli elementi che costituiscono l’involucro (stratigrafie delle strutture); dimensioni degli elementi che costituiscono le parti trasparenti (finestre, lucernari, ecc.); caratteristiche termofisiche degli elementi che costituiscono le parti trasparenti (tipologia dei vetri, tipologia dei telai, presenza eventuale di cassonetti, schermature, aggetti, ecc.). classificazione degli impianti presenti in funzione della tipologia; ubicazione delle centrali tecnologiche e layout generale con la mappatura delle principali dorsali di collegamento; individuazione dei contatori energetici (energia elettrica e gas) e dei contatori idrici all’interno della planimetria generale; individuazione delle zone termiche all’interno dell’edificio; individuazione dei terminali scaldanti associati alle diverse aree climatizzate; costruzione e/o verifica degli schemi funzionali impiantistici; caratteristiche dei componenti impiantistici. tipologia del contratto modalità operative Prof. Annalisa Galante – GLI STRUMENTI PER LE GRANDEZZE Grandezza da rilevare Caratteristiche edificio Rilievi di facciate Dimensioni (superfici, volumi spessori pareti) Orientamento superfici Temperatura superficiale pareti (puntuale) Temperatura superficiale pareti (mappatura) Conduttanza pareti Caratteristiche impianti termici Rendimento di combustione Temperature superficiali componenti (puntuale) Temperatura superficiale componenti (mappatura) Temperatura fluidi Portata d’aria bocchette Caratteristiche impianti elettrici Efficienza rete Assorbimento elettrico Corrente elettrica 33 Strumenti Apparecchio fotografico digitale doppio metro, metro a nastro, metro digitale bussola termometro all’infrarosso termocamera termoflussimetro analizzatore di combustione termometro all’infrarosso termocamera termometro anemometro analizzatore di rete wattmetro amperometro Correlazione tra le grandezze da rilevare e gli strumenti da utilizzare Prof. Annalisa Galante – GLI STRUMENTI PER EFFETTUARE I RILIEVI 34 Doppio metro Metro digitale Binocolo Corda metrica Foto digitale Processi di raddrizzamento di una immagine fotografica digitale (fonte: immagine Cadlandia.com) Prof. Annalisa Galante – GLI STRUMENTI PER I PARAMETRI AMBIENTALI Parametri ambientali da rilevare Strumenti Comfort termoigrometrico/ qualità dell’aria Temperatura dell’aria termometro Temperatura superficiale pareti (puntuale) termometro all’infrarosso Temperatura superficiale pareti (mappatura) Termocamera all’infrarosso Infiltrazioni d’aria Blower Door, termocamera all’infrarosso Velocità del’aria anemometro Umidità relativa psicrometro Rinnovo dell’aria misuratore di CO2 Comfort globale centralina microclimatica Comfort illuminotecnico Illuminamento luxmetro Luminanza illuminanzometro Correlazione tra i parametri ambientali da rilevare e gli strumenti da utilizzare Prof. Annalisa Galante – 35 GLI STRUMENTI PER MISURARE I PARAMETRI AMBIENTALI Analizzatori di combustione Termometri 36 Anemometri Misuratori di portata Luxmetri Termoigrometri Analizzatori di rete Spessivetri Analizzatori di CO2 Prof. Annalisa Galante – Endoscopi AUDIT TERMOGRAFICO Prof. Annalisa Galante – 37 37 MONITORAGGIO DEI CONSUMI 38 Fonte: documentazione tecnica HOBO Onset Prof. Annalisa Galante – 38 MONITORAGGIO DEI CONSUMI Prof. Annalisa Galante – 39 40 I CONSUMI ENERGETICI – BILANCIO ANNUALE Consumi termici Consumi elettrici Prof. Annalisa Galante – 41 I CONSUMI ENERGETICI – BILANCIO MENSILE Prof. Annalisa Galante – 42 I CONSUMI ENERGETICI – BILANCIO MENSILE Prof. Annalisa Galante – PARAMETRIZZAZIONE DELLE PRESTAZIONI:43 I BENCHMARK La parametrizzazione delle prestazioni energetiche di un edificio attraverso i benchmark costituisce un punto di partenza buono sia per l’Energy Audit che per l’ottimizzazione della gestione, nella definizione di target di migliore efficienza sulla base dei quali programmare le azioni. Lo scopo dei benchmark è normalmente quello di comparare il consumo energetico (o un consumo di risorse) di un edificio con un set di altri edifici similari. Il confronto si può basare sui consumi energetici complessivi, ossia elettrici o termici, ma si può basare anche su consumi energetici parziali, ad esempio quelli che si riferiscono alla sola illuminazione, alla sola climatizzazione estiva o alla sola produzione di acqua calda sanitaria. I benchmark consentono anche di monitorare in modo semplice ed efficace il progresso di determinate azioni o strategie e di individuare in tempo quegli edifici, quelle parti di edificio o quegli impianti (intesi come servizi) che necessitano di ulteriori sforzi per ridurre i consumi energetici o i consumi di altre risorse. Generare dei benchmark è relativamente semplice ma non è semplice, tuttavia, utilizzarli in modo corretto. Ci sono diversi metodi e approcci per generare e utilizzare i benchmark ma non esiste tuttavia una base comune sulla quale potersi confrontare. Prof. Annalisa Galante – PARAMETRIZZAZIONE DELLE PRESTAZIONI: I BENCHMARK I FATTORI CHE POSSONO INFLUIRE Condizioni ambientali (temperatura, umidità relativa, illuminamento, ecc.) Profili orari e giornalieri di occupazione Caratteristiche dei sistemi impiantistici Modalità d’uso degli impianti. Prof. Annalisa Galante – 44 BENCHMARK: I TOOL INTERNAZIONALI Videata di accesso all’applicazione Energy IQ Prof. Annalisa Galante – 45 46 RIPARTIZIONE DEI CONSUMI Tipologia di utenza Uso energetico Abitazioni Climatizzazione Illuminazione Altri usi Climatizzazione invernale Climatizzazione estiva Illuminazione Altri usi Climatizzazione Illuminazione Altri usi Climatizzazione Illuminazione Refrigerazione Altri usi Climatizzazione Illuminazione Altri usi Climatizzazione Illuminazione Altri usi Uffici Grandi magazzini Supermercati Scuole Ospedali Range (%) 50 10 7 45 20 15 5 20 40 5 8 17 40 18 45 10 7 40 10 18 80 20 23 65 30 25 10 50 75 20 14 24 50 27 80 20 35 65 20 35 Normale (%) 70 15 15 50 25 20 5 30 60 10 12 20 45 22 65 15 20 58 10 27 Ripartizione dei consumi energetici per alcune tipologie di utenza (fonte: Handbook of Energy Audit) Prof. Annalisa Galante – LE CHECKLIST Prof. Annalisa Galante – 47 LE CHECKLIST Schema gerarchico per la classificazione delle checklist Prof. Annalisa Galante – 48 LE CHECKLIST 49 Set di schede Gestione del processo Rilievi Walkthrought Audit Livello operativo dell’Audit Walkthrough Standard Simulation CL 1.3 opzionale CL 2.0 Rilievi strumentali Interventi Checklist da compilare in funzione del livello operativo Prof. Annalisa Galante – LE MISURE DA IMPLEMENTARE Schede AREE DI INTERESSE Involucro edilizio (coperture, basamenti, pareti, involucro trasparente, protezione solare, daylighting, ecc.); Impianti meccanici (riscaldamento, climatizzazione estiva, ventilazione, produzione di acqua calda, servizi idrici, ecc.); Impianti elettrici (generazione, distribuzione e utilizzo dell’energia, illuminazione); Fonti energetiche rinnovabili (solare termico, solare fotovoltaico, biomassa, ecc.); Miglioramento della gestione (miglioramento della gestione, manutenzione e contabilità energetica, ecc.). Prof. Annalisa Galante – 50 51 STRUTTURA DELLE SCHEDE Intestazione Codice identificativo Sommario Descrizione Prof. Annalisa Galante – Titolo Valutazioni Sezione punteggi (Rating) 52 STRUTTURA DELLE SCHEDE Valutazioni Funzionante: in questo caso non sono previsti interventi di riqualificazione nella parte edilizia o impiantistica pertinenti con la misura descritta (ad esempio si propone un isolamento a cappotto in una facciata che, pur essendo inefficiente dal punto di vista energetico, non presenta situazioni di degrado). Obsoleto: in questo caso la misura proposta è il risultato di un audit energetico che tiene conto del fatto che ci possano essere delle sinergie con interventi di riqualificazione tecnologica o adeguamento normativo;questo approccio può essere utilizzato anche nel caso in cui si esegua l’audit di un progetto. Gestione e manutenzione, in questo caso la misura non prevede interventi di sostituzione di componenti o di installazione di nuovi componenti ma un miglioramento delle modalità di gestione (considerando le reali esigenze dell’utenza) o una maggiore attenzione alle attività di manutenzione. Codice identificativo La prima cifra che riguarda l’area di interesse (1 involucro edilizio, 2 impianti meccanici, 3 impianti elettrici, 4 miglioramento gestione); Due lettere, riguardano la sottocategoria (ad esempio LI illuminazione, RS fonti energetiche rinnovabili, ecc.); Due numeri che costituiscono un progressivo per le diverse sottocategorie. Prof. Annalisa Galante – A L’applicazione della misura è molto conveniente; B L’applicazione della misura è conveniente; C L’applicazione della misura è fattibile anche se i margini di convenienza non sono molto elevati; D L’applicazione di questa misura non è conveniente perché complessa o decisamente antieconomica, nel caso di misure di gestione o manutenzione sono richieste delle competenze specialistiche particolarmente costose. STRUTTURA DELLE SCHEDE 53 Potenziale di risparmio, espresso come riduzione percentuale annua di consumo di energia primaria riferito alla misura implementata: ■■■■ > 70%, ■■■ 40÷70%, ■■ 20÷40% ■ < 20 %) Ritorno economico, espresso come SPB (Simple Payback) dell’investimento: ■■■■ < 5 anni ■■■ 5÷10 anni ■■ 10÷20 anni ■ > 20 anni Affidabilità della misura, indica in che modo la misura rimarrà efficace e affidabile nel tempo: ■■■■ affidabilità elevata (la misura garantisce le sue prestazioni per una durata pari a quella dell’edificio) ■■■ affidabilità buona (la misura garantisce le sue prestazioni interventi di manutenzione limitati) ■■ affidabilità mediocre (la misura garantisce le sue prestazioni nel tempo ma con interventi di manutenzione frequenti) ■ affidabilità scarsa (mantenere le prestazioni nel tempo è difficile in quanto richiede un impegno non indifferente e/o competenze tecniche costose). Fattibilità dell’intervento, fornisce indicazioni sulla facilità o meno ad attuare questa misura: ■■■■ facilità massima (l’attuazione di questa misura richiede minimi sforzi e competenze non elevate), ■■■ facilità normale (non sono necessari particolari sforzi dal momento che si tratti di interventi di routine) ■■ difficoltà (l’attuazione delle misura richiede un sforzo particolare e competenze specialistiche con elevati livelli di qualificazione) ■ difficoltà elevata (attuare questa misura è particolarmente difficile e può avere delle controindicazioni). Miglioramento della sostenibilità: E R I C contenimento dei consumi di energia contenimento dei consumi di risorse (non energetiche) riduzione dell’impatto ambientale (si considerano solo gli effetti diretti, ad esempio il miglioramento dell’isolamento termi co riduce certamente i consumi ma non ha un effetto diretto sull’impatto ambientale mentre la sostituzione di un generatore di calore riduce le emissioni quindi ha un effetto diretto sull’impatto ambientale) miglioramento del comfort Nella valutazione del rating possono essere utilizzati altri simboli: □ Sta ad indicare una possibile estensione nel criterio di valutazione (□□■■ sta ad indicare da 2 a 4); NA sta ad indicare che la valutazione di quello specifico criterio di valutazione per la misura considerata non è applicabile. Prof. Annalisa Galante – STRUTTURA DELLE SCHEDE Prof. Annalisa Galante – 54 55 Analisi e definizione degli interventi Prof. Annalisa Galante – ARGOMENTI TRATTATI ANALISI E DEFINIZIONE DEGLI INTERVENTI Modalità di analisi per la definizione della baseline Definizione degli interventi per migliorare la sostenibilità: l’involucro Definizione degli interventi per migliorare la sostenibilità: gli impianti Definizione degli interventi per migliorare la sostenibilità: gestione e manutenzione I potenziali di risparmio Prof. Annalisa Galante – 56 57 Modalità di analisi per la definizione della baseline Prof. Annalisa Galante – LA DEFINIZIONE DEGLI INTERVENTI 58 Correlazione tra i diversi interventi di miglioramento delle prestazioni energetiche di un edificio Prof. Annalisa Galante – 59 VALUTAZIONE GLOBALE DELLE PRESTAZIONI Schema di bilancio energetico per la valutazione del fabbisogno di energia primaria di un edificio (fonte: CEN/BT TF 173 Umbrella Document) Prof. Annalisa Galante – Guadagni “naturali” di energia (ad esempio riscaldamento solare passivo, raffrescamento passivo, ventilazione naturale, daylighting, ecc.); Fabbisogno energetico complessivo (somma punto 1 e punto 2); Energia fornita complessivamente dagli impianti all’edificio per i vari usi comprensiva l’energia degli ausiliari elettrici e dell’energia da fonti rinnovabili e cogenerazione; Energia da fonti rinnovabili prodotta da sistemi facenti parti dell’edificio; Energia da fonti rinnovabili generata e ceduta (ad esempio solare fotovoltaico connesso in rete); Energia primaria utilizzata o emissioni di CO2 ad essa associate; Energia primaria o emissioni di CO2 ad essa associate generata all’interno del sistema edificioimpianto che viene utilizzata e perciò non viene sottratta da 7; Energia primaria o emissioni di CO2 esportata che viene esportata e perciò non viene sottratta da 7. Fabbisogno di energia dell’edificio necessario per soddisfare i diversi usi (riscaldamento, raffrescamento, illuminazione, ecc.) in coerenza con le procedure di calcolo previste; DATI DI INGRESSO Caratteristiche tipologiche Volume lordo dell’ambiente climatizzato Volume interno (o netto) dell’ambiente climatizzato Superfici di tutti i componenti dell’involucro e della struttura edilizia Tipologie e dimensioni dei ponti termici Orientamenti di tutti i componenti dell’involucro edilizio Fattori di ombreggiatura di tutti i componenti trasparenti dell’involucro edilizio Caratteristiche termiche e costruttive Trasmittanze termiche dei componenti dell’involucro edilizio Capacità termiche areiche dei componenti della struttura dell’edificio Trasmittanze di energia solare totale dei componenti trasparenti dell’involucro edilizio Fattori di riduzione dovuti al telaio dei componenti trasparenti dell’involucro edilizio Coefficienti di trasmissione lineare dei ponti termici Dati climatici Medie mensili delle temperature esterne Irraggiamento solare totale mensile sul piano orizzontale Irraggiamento solare totale mensile per ciascun orientamento Dati relativi all’occupazione Temperatura interna di regolazione per il riscaldamento Temperatura interna di regolazione per il raffrescamento Numero di ricambi d’aria Durata del periodo di raffrescamento Durata del periodo di riscaldamento Regime di funzionamento dell’impianto termico Modalità di gestione degli schermi Apporti di calore interni Dati di ingresso per il calcolo delle prestazioni energetiche Prof. Annalisa Galante – 60 SIMULAZIONE IN REGIME DINAMICO 61 I VANTAGGI Un bilancio energetico estivo e in invernale più realistico una valutazione previsionale dei consumi di energia primaria una valutazione dei parametri ambientali (temperatura, umidità relativa, velocità del’aria) una più corretta valutazione delle potenze termiche dei componenti sia in inverno che in estate una valutazione più corretta degli effetti della radiazione solare, in quanto viene simulato il percorso solare ora per ora una valutazione più corretta degli effetti dei sistemi di ombreggiamento o degli effetti delle ombre portate dagli altri edifici una valutazione corretta degli apporti energetici dovuti ai componenti bioclimatici come serre o sistemi a guadagno diretto una valutazione delle prestazioni energetiche di involucri particolari come facciate a doppia pelle o pareti ventilate Prof. Annalisa Galante – I MODELLI DINAMICI TRNSYS (TRaNsient System Simulation Program) 62 EnergyPlus Design Builder ESP-r (Environmental System Performance) Prof. Annalisa Galante – 63 Definizione degli interventi: involucro Prof. Annalisa Galante – BILANCIO ENERGETICO SEMPLIFICATO Prof. Annalisa Galante – 64 65 INVOLUCRO OPACO – COPERTURE E BASAMENTI Cod. Note 1.TR.01 Descrizione Coperture a falde e piane Isolamento estradosso con isolante sottotegola 1.TR.02 Isolamento intradosso con controsoffitto isolato 1.TR.03 1.TR.04 Isolamento intradosso con posa isolante a pavimento Sostituzione tetto con copertura isolata e ventilata Nei locali di notevole altezza, con questo intervento è anche possibile ridurre l’altezza interna, diminuendo il volume e di conseguenza la quantità d’aria di rinnovo. Intervento da considerare quando non si prevede di utilizzare la zona sottotetto. La tecnica del tetto ventilato migliora il comfort anche in estate, in quanto la ventilazione naturale della copertura riduce gli effetti della radiazione solare. 1.PR.01 1.PR.02 1.PR.03 Isolamento estradosso con tetto rovescio Isolamento estradosso con tetto caldo Isolamento estradosso con tetto verde 1.PR.04 1.PR.05 Isolamento intradosso con lastre isolanti Riduzione altezza locali con controsoffitto isolato 1.BA.01 Basamenti Isolamento intradosso con intonaco isolante 1.BA.02 1.BA.03 Isolamento intradosso con lastre Isolamento pavimentazione a intradosso Prof. Annalisa Galante – Questo intervento è conveniente quando si prevede di utilizzare lo spazio sotto la copertura, in caso contrario è più opportuno coibentare la soletta. Strato isolante posto al di sotto dello strato di impermeabilizzazione. Strato isolante posto al di sopra dello strato di impermeabilizzazione. L’applicazione di tetti verdi ha un effetto positivo sull’edificio, non solo in inverno, ma anche in estate in quanto lo strato di terreno, assorbendo l’acqua piovana, mantiene la sua umidità limitando notevolmente le escursioni termiche dovute all’effetto della radiazione solare. L'applicazione di tetti verdi ha anche un effetto positivo sul microclima urbano; infatti assorbono l’acqua piovana, la trattengono e la restituiscono all’ambiente circostante mediante evaporazione ed evapotraspirazione, rinfrescando l’aria e aumentandone l’umidità relativa. Analogo all’intervento 1.TR.02 ma riferito alla copertura piana Questo intervento può essere previsto per tutti i locali dell’edificio caratterizzati da notevole altezza, diminuendo il volume diminuisce la quantità d’aria di rinnovo. Intervento meno efficace rispetto a quello previsto dalla misura 1.BA.01, ma di più facile realizzazione. Intervento relativamente semplice anche se riduce l’altezza del locale sottostante. Intervento fattibile solo se si prevede una importante ristrutturazione, la posa di uno strato isolante riduce l’altezza dei locali. INVOLUCRO OPACO PARETI VERTICALI Cod. 1.EW.01 Descrizione Isolamento all’esterno a cappotto 1.EW.02 Recupero del cappotto esistente 1.EW.03 Isolamento all'esterno con parete ventilata 1.EW.04 Isolamento all’esterno con intonaco isolante 1.EW.05 Isolamento in cassavuota 1.EW.06 Isolamento all’interno con controparete isolata 1.EW.07 Isolamento all’interno con intonaco isolante 1.EW.08 Isolamento sottofinestra 1.EW.09 Isolamento del cassonetto 1.EW.10 Localizzare e minimizzare l’effetto dei ponti termici 1.EW.11 Facciate verdi Prof. Annalisa Galante – 66 Note Comporta anche una riduzione dei ponti termici, vincoli architettonici non rendono sempre fattibile questa misura. Intervento fattibile per migliorare le prestazioni, ma richiede una analisi attenta della consistenza del cappotto originale. Garantisce anche un controllo climatico in estate attraverso la protezione della parete dalla radiazione solare e la ventilazione dell’intercapedine. Intervento utile quando vincoli tecnici non consentono di utilizzare la tecnica del cappotto, le prestazioni sono tuttavia più basse. Intervento utile per migliorare le prestazioni, tuttavia non si eliminano i ponti termici, una analisi termografica è utile per verificare la corretta distribuzione del materiale isolante all’interno della parete. Intervento utile anche per correggere le inefficienze energetiche dell’involucro in alcune parti dell’edificio (ad esempio locali con più angoli), prevedere sempre la verifica termoigrometrica. Intervento che migliora le prestazioni energetiche rispetto all’utilizzo dell’intonaco normale, tuttavia le prestazioni sono nettamente inferiori sì rispetto a quelle che si otterrebbero con la controparete. Intervento utile per ridurre le dispersioni di calore nelle parti del’involucro più deboli, una analisi termografica aiuta ad individuare le zone critiche. Intervento utile se la sostituzione del cassonetto non è prevista, da prevedere anche la verifica delle infiltrazioni. Intervento correttore della situazione esistente che deve essere fatto solo dopo un attento audit termografico. Un’alternativa interessante e più sostenibile della facciata ventilata, da non sottovalutare la scelta dell’essenza, della struttura di supporto e la manutenzione programmata del verde. INVOLUCRO TRASPARENTE 67 Cod. Misura Descrizione Note 1.FE.01 Sostituzione del serramento Intervento che diventa conveniente solo se la sostituzione del serramento non è finalizzata unicamente al miglioramento delle prestazioni energetiche ma è prevista come intervento di manutenzione straordinaria. 1.FE.02 Inserimento di serramenti monoblocco Intervento conveniente per riqualificazione di edifici interi soggetti a totale ristrutturazione della facciata. 1.FE.03 Inserimento di un controvetro 1.FE.04 Sostituzione del vetro su telaio esistente Intervento poco invasivo che consente di conservare il vecchio serramento, migliora anche le prestazioni acustiche. Intervento non semplice, realizzabile solo se il telaio è predisposto 1.FE.05 Inserimento di pellicole basso-emissive Migliorano le prestazioni, ma non in modo elevato. 1.FE.06 Sigillatura delle infiltrazioni d'aria Oltre alla riduzione dei consumi si ottiene anche un miglioramento del comfort. 1.FE.07 Inserimento di guarnizioni per migliorare la tenuta all'aria 1.FE.08 Transparent Insulating Materials Intervento economico ed efficace, utile però se il serramento, al di là degli aspetti di tenuta all’aria, è strutturalmente robusto. Da prevedere solo negli edifici ad altissime prestazioni, comunque costoso. 1.FE.09 Vetri sotto vuoto Da prevedere solo negli edifici ad altissime prestazioni, comunque costoso. 1.FE.10 Posa veranda Verificare il rispetto dei requisiti dei regolamenti di igiene locali. 1.FE.11 Serra solare Verificare il rispetto dei requisiti dei regolamenti di igiene locali. Prof. Annalisa Galante – PROTEZIONE SOLARE E DAYLIGHTING 68 Cod. Misura 1.SP.01 Descrizione Ombreggiamento con vegetazione esterna 1.SP.02 Installazione sistemi di schermatura solare esterni 1.SP.03 Installazione sistemi di schermatura solare interni 1.SP.04 Installazione di vetri a controllo solare 1.SP.05 Installazione di pellicole a controllo solare 1.SP.06 Installazione di materiali cromogenici Cod. Misura Descrizione Note 1.DL.01 Colorazione delle pareti con tinte chiare Intervento molto economico che migliora la resa del sistema di illuminazione. 1.DL.02 Installazione di sistemi a diffusione luminosa Una riduzione dei consumi ma anche un miglioramento della qualità della luce 1.DL.03 Inserimento di tende 1.DL.04 Installazione camini di luce Intervento economico che consente di gestire in modo semplice l’illuminazione naturale. Consentono di illuminare in modo naturale quelle parti dell’edificio che non hanno pareti confinanti con l’esterno dotate di aperture trasparenti. 1.DL.05 Installazione di "mensole di luce" Prof. Annalisa Galante – Note Una protezione alla radiazione solare “naturale”, importante la corretta selezione del verde in modo da garantire ombreggiamento in estate ma non in inverno quando le entrate di calore contribuiscono a ridurre i consumi di energia. Riduzione del carico termico estivo ma anche dell’abbagliamento, la posa all’esterno richiede una manutenzione (pulizia) più frequente. Riduzione del carico termico estivo, comunque meno efficace rispetto a quello che si ottiene con le schermature esterne. Soluzione che consente di ridurre il carico termico estivo ma che, a differenza dei sistemi di schermatura esterni, non modifica l’estetica della facciata. Intervento più economico rispetto alla misura 1.SP.04, ma anche meno efficace e soprattutto di durabilità inferiore. Intervento costoso, da prevedere in edifici ad elevate prestazioni o comunque quando il budget di spesa lo consente. Migliorano il comfort luminoso incrementando lo sfruttamento della luce naturale anche nei locali di media profondità. 69 Definizione degli interventi: impianti Prof. Annalisa Galante – INTERVENTI SU IMPIANTI MECCANICI Schema di flusso di un impianto di climatizzazione Prof. Annalisa Galante – 70 INTERVENTI SU IMPIANTI MECCANICI Suddivisione di un impianto di climatizzazione nei cinque sottosistemi Prof. Annalisa Galante – 71 INTERVENTI IMPIANTI MECCANICI 72 Cod. Misura Descrizione Note 2.HG.01 Sostituzione generatore di calore Intervento di manutenzione straordinaria dell’impianto reso necessario dalla vetustà o dall’inefficienza del vecchio generatore, se si sceglie un generatore di calore ad alte prestazioni si possono ottenere delle notevoli riduzioni dei consumi di energia e dei conseguenti costi di gestione; da valutare una verifica del carico termico e la possibilità di realizzare questo intervento insieme ad altri interventi impiantistici. 2.HG.02 Installazione generatore di calore ACS indipendente Utile nel caso in cui non si abbia a disposizione un generatore di calore che mantenga efficienze elevate anche funzionando a carico parziale. 2.HG.03 Installazione pompa di calore a compressione Una alternativa al generatore di calore tradizionale che può essere valutata in occasione della sostituzione di questo. 2.HG.04 Installazione pompa di calore a gas Alimentata con gli stessi vettori energetici di una normale caldaia (gas, gasolio) consente di ottenere rendimenti superiori e quindi minore consumo di energia. 2.HG.05 Installazione cogeneratore La scelta che prevede di passare ad una produzione combinata di energia elettrica e calore è conveniente ma deve essere attentamente valutata in funzione dei carichi richiesti dall’utenza. La produzione di calore in estate può essere sfruttata per alimentare una macchina frigorifera ad assorbimento e produrre indirettamente del freddo (si parla in questo caso di trigenerazione). Prof. Annalisa Galante – INTERVENTI IMPIANTI MECCANICI Cod. Misura 2.CG.01 Descrizione Sostituzione macchina frigorifera a compressione 2.CG.02 Installazione macchina frigorifera ad assorbimento Cod. Misura 2.HD.01 Descrizione Installazione elettropompe con inverter 2.HD.02 Coibentazione tubazioni rete distribuzione Cod. Misura 2.AD.01 Descrizione Isolamento termico canali 2.AD02 Revisione canali di distribuzione dell’aria 2.AD.03 Installazione ventilatori con inverter 2.AD.04 Installazione destratificatori d’aria Prof. Annalisa Galante – 73 Note Valutare la possibilità di installare una macchina frigorifera reversibile che, funzionando come pompa di calore, fornisca caldo in inverno. La nuova macchina, anche se solo frigorifera, dovrà essere esente da CFC. Da valutare senz’altro se si hanno a disposizione vettori termici di recupero con temperatura sufficientemente elevata. Note Questo intervento riduce notevolmente il consumo di energia elettrica di queste apparecchiature riducendo, di conseguenza, il fabbisogno di energia primaria dell’impianto. Nei vecchi edifici la coibentazione delle tubazioni è inefficiente, una nuova coibentazione riduce gli sprechi della rete di distribuzione migliorando l’efficienza del sistema. Note L’intervento riduce le perdite termiche sia nel funzionamento invernale che in quello estivo. La revisione completa della canalizzazione di distribuzione può richiedere la sostituzione di tratti di canali non a tenuta in corrispondenza dei quali si possono verificare delle perdite e quindi degli sprechi energetici. Negli impianti ad aria i consumi energetici dei ventilatori incidono in modo non indifferente sul bilancio energetico generale, l’utilizzo di motori con inverter a velocità variabile riduce in modo apprezzabile i consumi migliorando quindi la gestione dell’energia. Questo intervento consente di rendere più uniforme la distribuzione della temperatura dell’aria negli ambienti caratterizzati da una notevole altezza nei quali l’aria calda, più leggera, tende naturalmente a posizionarsi nella parte alta dell’ambiente in prossimità della copertura. INTERVENTI IMPIANTI MECCANICI 74 Schema di un impianto di climatizzazione a tutt’aria con evidenziata l’unità di trattamento aria Prof. Annalisa Galante – INTERVENTI IMPIANTI MECCANICI 75 Cod. Misura Descrizione Note 2.VE.01 Installazione impianto VMC Il controllo dei ricambi d’aria attraverso un sistema di ventilazione meccanica controllata riduce i consumi di esercizio ma soprattutto garantisce il mantenimento di valori elevati della qualità dell’aria. La possibilità di installare sistemi a doppio flusso con recupero del calore migliora in modo sensibile l’efficienza energetica complessiva dell’impianto riducendone i consumi. 2.VE.02 Sostituzione unità di trattamento aria Da prevedere nel caso in cui le manutenzioni anche straordinarie non siano sufficienti a garantire funzionalità ed efficienza elevati. 2.AD.03 Installazione recuperatori di calore Consentono di ottimizzare il bilancio recuperando dei potenziali energetici che altrimenti andrebbero sprecati. 2.VE.04 Installazione sensori IAQ L’installazione di sistemi in grado di monitorare la CO2 all’interno degli ambienti consente di modulare la ventilazione in funzione delle effettive necessità, evitando quindi di ventilare quando non è necessario. Cod. Misura Descrizione Note 2.RE.01 2.RE.02 Sostituzione sistema di regolazione centrale Installazione sistemi di controllo locale Migliora l’efficienza energetica dell’intero sistema. Consentono di modulare l’erogazione di caldo o di freddo in una zona in funzione delle effettive necessità, consentono inoltre di recuperate in modo efficiente gli apporti di energia gratuiti interni (calore emesso da persone, apparecchiature, ecc.) ed esterni (dovuti alla radiazione solare) 2.RE.03 Installazione di sistemi di contabilizzazione 2.RE.04 Installazione terminali radianti a bassa temperatura La possibilità di pagare per quanto si consuma è un ottimo incentivo a risparmiare energia. Migliorano il comfort ambientale con una riduzione dei consumi energetici Prof. Annalisa Galante – INTERVENTI IMPIANTI MECCANICI 76 Schema di flusso di un impianto idrico (acqua fredda, acqua calda) e di scarico Prof. Annalisa Galante – INTERVENTI IMPIANTI MECCANICI 77 Cod. Misura 2.HS.01 Descrizione Coibentazione serbatoio ACS Note Riducendo le dispersioni di calore attraverso l’involucro migliora il rendimento energetico del sistema. 2.HS.02 Disattivazione circuito di ricircolo Intervento a volte efficace e comunque a costo praticamente nullo se si limita alla intercettazione del circuito di ricircolo e alla disattivazione del circolatore. 2.HS.03 Installazione sistema di produzione centralizzato La centralizzazione della produzione dell’acqua calda sanitaria è utile se abbinata all’utilizzo del solare termico o di sistemi di generazione ad alta efficienza. 2.HS.04 Installazione sistema di produzione locale 2.HS.05 Sostituzione bollitori elettrici Da prevedere nel caso in cui l’utenza si trovi molto distante rispetto alla centrale termica. Da prevedere dopo aver verificato la fattibilità tecnica ad adottare soluzioni alternative (l’utilizzo di sistemi a combustione richiede la verifica dello scarico dei fumi) 2.HS.06 Installazione pompa di calore per ACS Una alternativa che può essere interessante dal punto di vista energetico rispetto a quella più tradizionale a combustione. Cod. Misura 2.WR.01 Descrizione Sostituzione cassette WC con doppio flusso 2.WR.02 2.WR.03 Sostituzione flussostati con cassette WC Installazione valvole rompigetto Note Una riduzione dei consumi di acqua rispetto alle cassette classiche a semplice flusso. Intervento che contribuisce a ridurre in modo considerevole il consumo di acqua. Riduzione dei consumi di acqua potabile con costi irrisori. 2.WR.04 Installazione rubinetti temporizzatori Intervento efficace in particolare negli edifici pubblici o ad uso pubblico. 2.WR.05 Installazione soffioni a basso consumo Riduzione dei consumi di acqua potabile con costi irrisori. 2.WR.06 Installazione sistemi di misurazione acqua potabile 2.WR.07 Gestione efficiente delle acque a scopo irriguo La possibilità di far pagare l’acqua che si consuma è un incentivo a ridurre i consumi. Intervento che migliora la gestione dei sistemi di irrigazione. 2.WR.08 Recupero e trattamento acque grigie 2.WR.09 Installazione sistema di raccolta acqua piovana Prof. Annalisa Galante – Contribuisce alla riduzione dell’uso di acqua potabile per quegli usi nei quali la potabilità non è un requisito essenziale. Consente di ridurre l’utilizzo di acqua potabile per gli usi in cui non è necessaria INTERVENTI IMPIANTI ELETTRICI Schema di flusso di un impianto elettrico con alimentazione da rete pubblica Prof. Annalisa Galante – 78 INTERVENTI IMPIANTI ELETTRICI 79 Cod. Misura 3.EL.01 Descrizione Note Rifasamento 3.EL.02 Installazione motori ad alta efficienza e sistemi di regolazione a inverter Riduce la bolletta energetica quando nel contratto sono previste delle penali Si riduce anche in modo considerevole il consumo di energia elettrica. 3.EL.03 Installazione sistemi di gestione dei carichi elettrici Attraverso una gestione efficiente delle utenze, il cui utilizzo può essere differenziato nel tempo, si riduce l’impegno di potenza e, di conseguenza, si riducono i costi fissi della bolletta energetica. 3.EL.04 Installazione temporizzatori Intervento economico che riduce i consumi evitando gli sprechi. Cod. Misura Descrizione Note 3.LI.01 3.LI.02 Sostituzione lampade illuminazione interna Sostituzione lampade illuminazione esterna Questa misura consente di ridurre anche in modo considerevole, fino all’80%, il consumo energetico elettrico 3.LI.03 Installazione sensori di presenza 3.LI.04 Installazione interruttori crepuscolari 3.LI.05 Installazione sensori di luce diurna 3.LI.06 Installazione ballast elettronici ad alta frequenza Evitano di illuminare delle aree quando è inutile farlo in quanto non sono presenti delle persone Gestiscono in modo automatico l’illuminazione esterna in funzione della illuminazione naturale. Gestiscono in modo automatico l’illuminazione interna in funzione della illuminazione naturale. Riducono i consumi energetici delle lampade 3.LI.07 Installazione dimmer Riducono i consumi energetici delle lampade Prof. Annalisa Galante – IMPIEGO FONTI RINNOVABILI 80 Cod. Misura Descrizione Note 4.RS.01 Installazione impianto solare termico ACS 4.RS.02 Installazione impianto solare termico ACS retrofit L’utilizzo di un impianto solare termico per l’acqua calda sanitaria è la soluzione più conveniente, avendo a disposizione lo spazio per l’installazione dei collettori solari. 4.RS.03 Installazione impianto solare Solar Cooling and Heating Intervento efficiente dal punto di vista energetico, dal momento che la disponibilità di energia solare si sovrappone abbastanza con il carico termico dell’edificio. 4.RS.04 Installazione impianto fotovoltaico La soluzione più flessibile di sfruttamento dell’energia solare: la possibilità di produrre direttamente energia elettrica consente infatti di soddisfare ogni esigenza energetica. 4.RS.05 Installazione caldaia a biomassa Soluzione da valutare considerando la necessità di prevedere uno spazio per lo stoccaggio del combustibile. 4.RS.06 Acquisto di energia da fonti rinnovabili Questa scelta incentiva comunque l’uso delle fonti rinnovabili investimento. Prof. Annalisa Galante – senza alcun IMPIEGO FONTI RINNOVABILI 81 Impianto solare termico per produzione acqua calda sanitaria (ACS) e integrazione alla climatizzazione invernale e impianto solare termico per ACS e “Solar Cooling and Heating” Prof. Annalisa Galante – 82 Definizione degli interventi: gestione e manutenzione Prof. Annalisa Galante – 83 MIGLIORAMENTO GESTIONE E HOME AUTOMATION Cod. Misura Descrizione Note 5.MI.01 5.MI.02 Riduzione orari di funzionamento impianti di climatizzazione Controllo temperatura ambiente 5.MI.03 Disattivazione Standby 5.MI.04 Riduzione temperatura acqua calda sanitaria 5.MI.05 Manutenzione corpi illuminanti 5.MI.06 Redazione manuale d'istruzione per gli utenti 5.MI.07 Attivare strategie di premialità finalizzate alla riduzione dei consumi 5.MI.08 Attivare procedure di monitoraggio 5.MI.09 Attivare procedure di contabilità energetica Cod. Misura 5.DO.01 5.DO.02 Descrizione Home automation Building automation 5.DO.03 Installazione sistema di telecontrollo E’ più frequente di quanto si possa immaginare la situazione nella quale alcuni spazi siano climatizzati anche quando non vengono utilizzati. Le tarature iniziali dei valori di set-point delle temperature vengono spesso manomessi dagli utenti con l’obiettivo di “personalizzare” le condizioni ambientali: un periodico controllo consente di ripristinare le condizioni iniziali. Un intervento a costo nullo che consente di risparmiare una apprezzabile quantità di energia. Una scorretta regolazione della temperatura dell’acqua calda sanitaria costringe l’utente ad una miscelazione locale, generando inutili sprechi lungo la rete di distribuzione. Le prestazioni dei corpi illuminanti possono facilmente diminuire nel tempo se non si programmano delle manutenzioni che possono riguardare la sostituzione delle lampade ma anche la pulizia delle superfici riflettenti Spesso gli edifici son dotati di impianti eccellenti ma gli utenti non sono sufficientemente informati su come poterli utilizzare al meglio. Un manuale d’uso che contenga anche informazioni su come evitare gli sprechi rappresenta una azione efficace e praticamente a costo zero. La promozione di vere e proprie campagne di sensibilizzazione al corretto uso dell’energia negli edifici può essere incentivata attraverso meccanismi di premialità: il risparmio gestionale ottenuto può essere in parte riconosciuto all’utente in vari modi. Sono necessarie e molto utili per tenere sotto controllo le condizioni ambientali, che si potrebbero modificare nel tempo, evitando gli sprechi. L’implementazione di procedure di contabilità energetica fornisce elementi indispensabili per mantenere la gestione ai più alti livelli prestazionali. Note L’installazione di sistemi integrati per la gestione degli impianti oltre a migliorare le condizioni di comfort degli occupanti consente di ridurre notevolmente i consumi di energia, la possibilità di contabilizzare i consumi e di renderli evidenti all’utente, è un ulteriore incentivo a risparmiare. Consente di mantenere attivato un link con i servizi di gestione esterni. Prof. Annalisa Galante – IMPLEMENTAZIONE SISTEMA DI GESTIONE DELL’ENERGIA 84 Uno strumento che può aiutare un Committente nel supportare questa strategia è la norma europea UNI CEI EN ISO 50001:2011 “Energy management Systems”. La norma specifica i requisiti per creare, avviare, mantenere e migliorare un sistema di gestione dell’energia e consente all’Organizzazione di avere un approccio sistematico al continuo miglioramento della propria efficienza energetica. La norma non entra nel merito delle scelte tecniche e quindi non definisce specifici criteri di prestazione energetica ma fornisce uno schema organizzativo efficace. L’obiettivo generale della norma è quello di aiutare le organizzazioni a istituire i sistemi e i processi necessari a migliorare l’efficienza energetica e si applica alle attività che sono sotto il controllo dell’Organizzazione Prof. Annalisa Galante – La norma europea si basa sulla metodologia nota come Plan-Do-CheckAct (PDCA) – pianificare, attuare, verificare, agire. Plan: stabilire gli obiettivi e i processi necessari per fornire risultati in conformità alla politica energetica Do: attuare i processi. Check: sorvegliare e misurare i processi rispetto alla politica energetica, agli obiettivi e ai traguardi, agli obblighi legislativi e agli altri requisiti che l’organizzazione sottoscrive, e riportarne i risultati. Act: intraprendere azioni per migliorare in continuo la prestazione del sistema di gestione dell’energia. STRATEGIE DI INTERVENTO Diagramma a blocchi per la definizione di una strategia d’intervento Prof. Annalisa Galante – 85 86 I potenziali di risparmio Prof. Annalisa Galante – I POTENZIALI DI RISPARMIO 1 Rilevazione dall’Audit Involucro Pareti esterne e coperture poco isolate (trasmittanza U > 1,2) Serramenti a singolo vetro con telai non a tenuta Non sono installati sistemi di oscuramento Impianto di climatizzazione invernale Generatore di calore tradizionale poco efficiente Regolazione centralizzata poco efficiente Temperatura degli ambienti troppo elevata in inverno Intervento 87 Risparmio energetico approssimato Isolamento strutture con le tecniche più idonee in funzione Dal 30 al 70% nella stagione invernale della situazione Sostituzione dei serramenti con serramenti efficienti Dal 60 all’80% nella stagione invernale Prevedere l’installazione di sistemi di oscuramento esterni Dal 5 al 30% in funzione della superficie vetrata e dell’orientamento nella stagione estiva Installazione di un nuovo generatore di calore efficiente (ad Dal 10 al 15% esempio a condensazione) Installare un sistema di regolazione locale Dal 10 al 20% Settare la temperatura ambiente a 20 C o sostituire il Dal 5 al 25% termostato non funzionante Impianto di climatizzazione estivo L’impianto di climatizzazione rimane acceso al di fuori delle Prevedere una procedura per la disattivazione Il consumo si riduce in proporzione alle ore di non utilizzo ore di utilizzo dell’impianto, installare un sistema automatica (es. timer) Temperatura degli ambienti troppo bassa in estate Settare la temperatura ambiente a 26 C o sostituire il Dal 10 al 30% termostato non funzionante Porte o finestre lasciate aperte quando l’impianto di Chiudere porte e finestre installando, se possibile, un Dal 5 al 20% climatizzazione è acceso sistema di chiusura automatico Acqua calda sanitaria Sono installati dei bollitori elettrici Sostituzione con scaldaacqua a gas istantanei o ad Dal 50 all’80% accumulo E’ installato un sistema di generazione a combustione di Installazione di un nuovo generatore di calore efficiente (ad Dal 10 al 15% tipo tradizionale poco efficiente esempio a condensazione) E’ installato un sistema di generazione a combustione di Installazione di un nuovo generatore di calore efficiente (ad Dal 65 al 70% tipo tradizionale poco efficiente esempio a condensazione) e installazione di un impianto solare termico dimensionato per coprire almeno il 60% del fabbisogno (Fonte: elaborazione dati da Guidelines on Energy Audit – Energy Efficiency Office and Mechanical Service Department – Hong Kong ed integrazione dati da parte dell’Autore) Prof. Annalisa Galante – I POTENZIALI DI RISPARMIO - 2 Rilevazione dall’Audit Impianto di illuminazione Livello di illuminazione eccessivo nelle aree di passaggio (ad esempio 500 lux) Illuminazione eccessiva nelle zone vicine alle finestre con accensione anche quando l’illuminazione naturale sarebbe sufficiente (livello superiore a 700 lux) Sono installate lampade fluorescenti T12/T10 Sono installate lampade fluorescenti T8 E’ installato un sistema di controllo manuale dell’illuminazione Sono installati dei ballast elettromagnetici con lampade fluorescenti T8 Sono installate lampade a incandescenza Impianto elettrico Motori sovradimensionati del 30% Fattore di potenze (cos ) medio pari a 0,8 88 Intervento Risparmio energetico approssimato Ridurre il livello di illuminazione sostituendo i corpi illuminanti oppure disattivando alcune luci (livello medio 100 lux) Mantenere in queste zone un livello non superiore a 500 lux attraverso misure quali ad esempio:: disattivazione del sistema di illuminazione perimetrale quando non serve; installazione di sensori di luce diurna Sostituzione con lampade fluorescenti T8 Sostituzione con lampade fluorescenti T5 Installare un sistema di controllo automatico con sensori di presenze Sostituire i ballast elettromagnetici con ballast elettronici Sostituzione con lampade ad alta efficienza Dal 15 al 30% per le aree interessate Dal 20 al 30% per le aree interessate 10% Dal 30 al 40% >20% Dal 20 al 40% Fino all’80% e risparmio energetico aggiuntivo dell’impianto di condizionamento estivo Sostituzione con motori dimensionati in modo 5% corretto Installazione aggiuntiva di sistemi a velocità 50% variabile Incremento del fattore di potenza minimo a 0,85 Riduzione delle perdite di distribuzione (Fonte: elaborazione dati da Guidelines on Energy Audit – Energy Efficiency Office and Mechanical Service Department – Hong Kong ed integrazione dati da parte dell’Autore) Prof. Annalisa Galante – 89 Ma tutto il lavoro di diagnosi è vano se non sappiamo comunicarlo al meglio e … … lasciamo il nostro committente dubbioso. Prof. Annalisa Galante – 90 Un report ben strutturato DEVE far capire al nostro committente che gli interventi proposti portano a effettivi risparmi economici, per questo deve investire!! Prof. Annalisa Galante – DEFINIZIONE DEL GREEN ENERGY PLAN Possibili domande 91 Interpretazione delle risposte La riduzione del costo gestionale è l’unico obiettivo dell’Audit ? In caso affermativo rimangono pochi margini per suggerire altre motivazioni, occorre capire quale impegno economico il Committente è disposto a sopportare e su quale periodo. Una risposta negativa apre allo sviluppo di altre possibili motivazioni, spetta all’Auditor definire un quadro più ampio La classe energetica dell’edificio ritiene sia un Una risposta affermativa dovrebbe indurre l’Auditor a proporre interventi di retrofit energetico in grado di garantire un livello elemento importante? delle prestazioni elevato (alte classi di certificazione energetica) anche a costo di rendere meno interessanti gli investimenti. Una risposta negativa confermerebbe una attesa di interventi di basso profilo nei quali l’aspetto del migliore investimento, a parità di tutto, è un elemento discriminante. Per quanto tempo il committente intende utilizzare Il periodo di utilizzo dell’edificio o dell’impianto definisce un limite temporale oltre al quale sarebbe improponibile consi derare la l’edificio? durata dell’investimento. Se il Committente, ad esempio, ha già deciso di non utilizzare più l’edificio dopo i 10 anni, non avrebbe senso proporre degli interventi di riqualificazione con tempi di ritorno più lunghi. Il maggior valore dell’edificio a seguito degli Questa domanda è in un certo senso collegata alla precedente. Una risposta affermativa consente di prevedere tempi di ritorno interventi di retrofit è un elemento da prendere in degli investimenti che possono superare il periodo di utilizzo dell’edificio in quanto tutto ciò che non si recupera per il considerazione? miglioramento delle prestazioni lo si può recuperare dal momento che l’edificio, quando sarà venduto, avrà un maggiore valore. Il Committente ha già in programma degli interventi Le misure applicate al miglioramento delle prestazioni dell’involucro edilizio sono quelle che richiedono investimenti maggiori e di riqualificazione dell’involucro edilizio o per tempi di ammortamento più lunghi. motivi tecnologici o per un miglioramento Una risposta affermativa a questa domanda offre all’Auditor la possibilità di proporre questi interventi. La valutazione dell’immagine? economica degli investimenti dovrà ragionevolmente tenere conto solo del valore aggiunto legato alla migliore prestazione energetica. La gestione degli impianti o la manutenzione Una risposta negativa da la possibilità all’Auditor di valutare l’affidamento all’esterno di tutta la gestione e di proporre soluzioni dell’edificio fanno parte del core business del contrattuali con la formula del Finanziamento Tramite Terzi. Committente? Il Committente intende sostenere le spese con La possibilità di disporre di risorse esterne consente di proporre investimenti più consistenti e, quindi, di amplificare le misure di risorse economiche interne o ritiene possibile contenimento delle risorse. D’altra parte la possibilità di disporre di risorse interne consente di ridurre il costo del denaro. ricorrere a finanziamenti esterni? L’Auditor dovrà acquisire queste informazioni per elaborare in modo corretto le valutazioni economiche. Il Committente dimostra sensibilità agli aspetti Se la risposta è affermativa ci sono buone possibilità che il Committente possa accettare degli interventi di sostenibilità ambientali? ambientale non strettamente legati all’efficienza energetica. Il Committente redige il rapporto di sostenibilità Molte aziende redigono e pubblicano annualmente il rapporto di sostenibilità ambientale all’interno del quale evidenziano gli ambientale aziendale ? sforzi fatti per promuovere delle azioni mirate a ridurre l’impatto con l’ambiente. Questa scelta, che non è normalmente obbligatoria, dimostra una sensibilità da parte del committente su questi aspetti. Se così stanno le cose l’Auditor non dovrebbe avere particolari difficoltà nel proporre al Committente interventi che migliorano la sostenibilità dell’edificio o degli impianti pur non garantendo un risparmio di energia, quindi un reddito che consenta di ammortizzare le spese. Prof. Annalisa Galante – 92 STRUTTURA DEL GREEN ENERGY AUDIT REPORT Il Green Energy Audit Report è il documento che informa il Committente su ciò che è stato fatto durante l’Audit e sulle misure che possono essere implementate per rendere l’edificio, l’impianto o l’infrastruttura più efficienti dal punto di vista energetico e più sostenibili dal punto di vista ambientale. Se l’Energy Auditor è un professionista competente e capace, i contenuti in questo documento ci sono tutti e le strategie proposte sono valide sia tecnicamente che economicamente. Lo scopo di un Energy Audit tuttavia non si esaurisce nella redazione del Report ma va oltre, fino a concretizzarsi nella realizzazione degli interventi. La redazione del Report è quindi una fase delicata, una fase in cui l’Auditor deve essere in grado di “comunicare” al Committente i risultati del suo lavoro, in modo rigoroso ma anche chiaro e convincente. Il rapporto deve essere inteso come un documento utile non per dimostrare le capacità tecniche dell’Auditor ma per supportare il Committente nelle scelte che farà. Potrà sembrare una osservazione banale, eppure molti rapporti tecnici sembrano concepiti solo per circolare tra gli “addetti ai lavori” e non per trasferire informazioni a chi le dovrà utilizzare. Prof. Annalisa Galante – 93 STRUTTURA DEL GREEN ENERGY AUDIT REPORT DEVE SODDISFARE LE SEGUENTI NECESSITA’ Deve essere strutturato in modo organico secondo uno schema di facile lettura con un corretto bilanciamento degli argomenti; Deve essere rigoroso nei contenuti ma allo stesso tempo comprensibile anche da parte di persone non necessariamente esperte; Deve garantire flessibilità nella lettura, ossia soddisfare lettori che possono o non possono essere interessati ad approfondire tutte le questioni dal punto di vista tecnico ma allo stesso tempo non vogliono perdere il quadro d’insieme; Deve essere sintetico nell’esplicitare i suoi contenuti, non è la quantità ma è la qualità che rende un Report migliore. Prof. Annalisa Galante – 94 STRUTTURA DEL GREEN ENERGY AUDIT REPORT FRUITORI DEL REPORT Tutti AD, Amministrativi, Tecnici Tecnici Gestori Manutentori Tecnici STRUTTURA CONTENUTI COPERTINA EXECUTIVE SUMMARY CORPO PRINCIPALE DEL REPORT ALLEGATI Prof. Annalisa Galante – Elementi emersi dall’Audit Misure che possono essere implementate Scenario più conveniente Obiettivi raggiungibili Descrizione dell’approccio metodologico Gestione delle risorse e indicatori Caratteristiche degli edifici e degli impianti Misure di contenimento delle risorse Miglioramento della gestione Valutazione ambientale (LEED) 95 INDICE DEL REPORT - 1 Cap. 1 1.1 1.2 1.3 1.4 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 Descrizione Copertina del Report Executive Summary Elementi emersi dall’Audit Misure che possono essere implementate Scenario più conveniente Obiettivi raggiungibili Descrizione dell’approccio metodologico Sintesi degli accordi contrattuali Scopo del lavoro Acquisizione documentazione tecnica Esecuzione dei sopralluoghi Strumentazione utilizzata per i rilievi Metodologie di monitoraggio Procedure di calcolo utilizzate Summary report degli incontri Motivazioni per la definizione delle misure Gestione delle risorse e indicatori Utenze termiche Utenze elettriche Contratti di fornitura Caratteristiche utenza e modalità gestionali Ripartizione dei consumi energetici e idrici Indicatori specifici di consumo e benchmark Modalità di gestione impianti Modalità gestione manutenzione Sintesi risultati rilievi strumentali Sintesi risultati monitoraggio Prof. Annalisa Galante – Riferimenti Par. 6.11.5 Par. 6.11.5 Appendice A3 CL 1.0, Contratto con il Committente Par. 6.1.1 Cap. 3, Check List Appendice A4 Cap. 4 Par. 4.9, 4.10, CL 7.3 Cap. 5, Cap. 8 Cap. 3 Check List Appendice A4 Par. 3.4 96 INDICE DEL REPORT - 2 Cap. 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 5 5.1 5.2 5.3 5.4 6 6.1 6.2 6.3 6.4 7 8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 Descrizione Dati sulle caratteristiche degli edifici e degli impianti Inquadramento territoriale Localizzazione edifici e infrastrutture impiantistiche Descrizione degli edifici Descrizione degli impianti meccanici (climatizzazione, idrici, acqua calda sanitaria) Descrizione impianti elettrici Descrizione impianti di illuminazione Descrizione delle misure di contenimento delle risorse Misure adottate Scenario 1 - Titolo Scenario 2 - Titolo Scenario 3 - Titolo Misure per il miglioramento della gestione Descrizione delle misure Proposta piano di manutenzione Proposta sistema di contabilità energetica Proposta programma di monitoraggio. Green Energy Audit vs LEED Appendici Riferimenti legislativi e normativi Calcoli tecnici Risultati di monitoraggio Risultati dell’Audit Termografico Schede tecniche di rilievo Schede tecniche descrittive delle misure proposte Documentazione tecnica di supporto Prof. Annalisa Galante – Riferimenti Check List Appendice A4 Cap. 9, Cap. 10, Cap. 11 Par. 6.6 Cap. 9 Norme e leggi locali Cap. 5, Cap. 8, Cap. 13 Par. 4.9, 4.10 Cap. 7 Check List Appendice A4 Appendice A3 Fornitori GREEN ENERGY AUDITOR: UNA PROFESSIONE CERTIFICATA TCE Tecnici Certificatori Energetici TAE Tecnici Acustici Edili ATE Auditor Termografici degli Edifici Prossimo accreditamento Prof. Annalisa Galante – 97 GEA Green Energy Auditor 98 www.green-energy–audit.org [email protected] [email protected] Prof. Annalisa Galante –
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