Comune di Villanova d`Asti - Scuola materna e

Transcript

Audit energetico scuola “E. De Amicis”
Comune di Villanova d’Asti
Audit Energetico
Scuola materna e primaria “E. De Amicis”
sita in via Adolfo Villa n°57
Report
Arch. Elisabetta Lorusso
Ing. Roberto Spadavecchia
1
Sommario
1.
Premessa ..................................................................................................................3
2.
Metodologia di analisi...................................................................................................3
3.
Descrizione dell’edificio................................................................................................4
4.
Impiantistica del polo scolastico......................................................................................9
5.
Energia elettrica – analisi dei consumi............................................................................. 10
6.
Energia elettrica – macrocomponenti energivore................................................................ 13
7.
Riscaldamento – analisi dei consumi ............................................................................... 14
8.
Proposte di intervento................................................................................................ 16
8.1 Calcolo degli indicatori energetici normalizzati secondo la procedura proposta dall’ENEA-FIRE ..... 16
8.2 Premessa agli interventi proposti................................................................................. 19
8.3 Energia termica ...................................................................................................... 20
8.3.1. Sostituzione caldaia......................................................................................... 20
8.3.2. Sostituzione serramenti .................................................................................... 21
8.3.3. Installazione di collettori solari per produzione ACS cucina......................................... 21
8.3.4. Installazione valvole termostatiche ...................................................................... 23
8.3.5. Coibentazione solaio su cantina e solaio su sottotetto ............................................... 24
8.4 Energia elettrica ..................................................................................................... 25
8.4.1. Impianto fotovoltaico in progetto ........................................................................ 25
8.4.2. Sostituzione lampade ....................................................................................... 26
8.5 Conclusioni............................................................................................................ 27
9.
Consigli per il risparmio energetico ................................................................................ 28
2
1. Premessa
Il presente documento rappresenta il resoconto finale nel monitoraggio energetico del complesso
scolastico sito nel Comune di Villanova d’Asti in via Adolfo Villa 57.
Le analisi riportate nel seguito considerano un insieme di dati risultanti in parte dal sopralluogo che
gli scriventi hanno effettuato in data 17/01/2013 e in parte forniti direttamente, sotto forma di
schede, dal CSI Piemonte. Tali schede sono riportate nei capitoli 5 e 7.
Le variabili per il cui valore non è stato possibile un accertamento diretto sono state desunte
tramite il confronto con edifici di tipologia analoga.
2. Metodologia di analisi
L’attività di audit energetico svolta è composta essenzialmente da 5 fasi:
-
Reperimento documentazione
-
Sopralluogo
-
Elaborazione dati
-
Individuazione interventi di risparmio/efficienza energetica e/o tutela dell’ambiente
-
Redazione report
Nella prima fase si è proceduto con uno studio preliminare del polo scolastico reperendo, tramite il
CSI, i dati di consumo energetico e di spesa sostenuti dal Comune di Villanova d’Asti. Inoltre sono
state fornite dai tecnici comunali indicazioni di massima circa l’involucro edilizio e l’impianto
termico a servizio del complesso scolastico.
Nella fase di sopralluogo sono state raccolti in maniera dettagliata e tramite l’ausilio di opportune
check-list studiate ad hoc per la scuola quante più informazioni e dati possibili. E’ stato eseguito un
rilievo fotografico dell’edificio e ci si è avvalsi della collaborazione dei tecnici comunali per tutte
quelle informazioni di cui non si aveva a disposizione la relativa documentazione.
Durante il sopralluogo si è posto attenzione a:
-
involucro edilizio (serramenti, pareti perimetrali, coperture, solai);
-
impianti tecnologici (impianto di riscaldamento, impianto di produzione acqua calda
sanitaria, unità terminali in ambiente, eventuali unità di trattamento aria, gruppi
frigoriferi);
-
impianto di illuminazione;
-
macchinari presenti in cucina, laboratori, etc;
-
destinazione d’uso degli ambienti e numero degli utenti.
Per quanto riguarda gli impianti tecnologici si sono considerate le ore di funzionamento del singolo
componente oltre alla vetustà dei motori analizzati.
3
In seguito al sopralluogo i dati raccolti sono stati elaborati ed inseriti in un modello di calcolo che
ha permesso di evidenziare per ognuno dei componenti di cui sopra, la potenza installata (kW), le
ore annue di utilizzo e l’energia assorbita. Successivamente è stato possibile, seppur ipotizzando
alcuni dati, ripartire i consumi energetici dell’edificio per i maggiori centri di consumo in modo tale
da individuare i componenti più energivori.
In seguito alla ripartizione dei consumi sono stati individuati i possibili interventi di
risparmio/efficienza energetica e tutela dell’ambiente. Sulla base dell’esperienza e della frequenza
di una possibile attuazione di un intervento piuttosto che un altro, si è deciso di individuare una
serie di interventi potenziali, tralasciandone altri poco attuabili.
Nel seguito sono riportati in modo schematico tali interventi e per ognuno di essi il costo indicativo,
comprensivo di posa in opera e costi accessori, frutto di analisi e ricerche di mercato su fonti
nazionali e regionali, nonché il risparmio energetico ottenibile per singolo intervento.
L’ultima fase è costituita dalla redazione del presente report in cui, in maniera schematica e chiara
si è cercato di riassumere lo studio effettuato e di fornire le informazioni utili in merito ai consumi
nonché gli interventi che potrebbero fornire un risparmio dal punto di vista energetico e relativa
spesa. Le informazioni, pur essendo il risultato di studi, esperienze ed analisi eseguite sui dati
reperiti nel sopralluogo, devono essere considerate come elementi di orientamento, capaci di
fornire una panoramica sulle possibilità di risparmio ed efficienza energetica e una base di partenza
per eventuali approfondimenti.
3. Descrizione dell’edificio
L’edificio in oggetto ospita nei suoi locali sia la scuola materna che la scuola primaria “E. De
Amicis”. E’ sita in una zona periferica e non presenta edifici in adiacenza. Ha pianta a L il cui lato
lungo, di circa 60 m, ha asse longitudinale diretto lungo la direttrice nord-sud, mentre il lato corto,
di lunghezza pari a circa 36 m, corre lungo la direttrice est-ovest. Al suo interno trova spazio, oltre
ai locali adibiti alla didattica, anche una cucina e una mensa. Del complesso scolastico fa parte
anche un edificio distaccato che ospita i locali adibiti a palestra.
Scuola
Palestra
N
Figura 1: Vista dall’alto con indicazione nord geografico e individuazione della scuola e della palestra
4
Figura 2: Destinazioni d’uso del polo scolastico
La struttura attuale presenta un nucleo originario, la cui epoca di costruzione risale agli anni ’70 del
‘900, e una parte in ampliamento risalente agli anni ’90.
Figura 3: Epoche costruttive
La tipologia costruttiva, comune a entrambe le parti, prevede struttura portante in c.a. e
tamponamenti a cassavuota di spessore pari a circa 34 cm tranne che in corrispondenza degli
elementi radianti che, posti sotto le finestre, ne riducono considerevolmente lo spessore (singolo
paramento di mattoni). La scuola si eleva su 2 piani fuori terra (piano terra e primo piano), con
altezza media di interpiano pari a 3.5 m, più un sottotetto accessibile da botola. Una piccola
5
porzione si estende invece solo sul piano terreno e ha copertura piana. Internamente i piani sono
collegati da un’unica scala posta all’interno di un vano chiuso da porte.
La palestra ha pianta rettangolare di lati pari a 34 m e 12.5 m circa e struttura portante in elementi
prefabbricati in c.a. con tamponamenti a blocchi semipieni di laterizio o calcestruzzo. Non è
presente in questo caso un sottotetto. La porzione relativa alla zona gioco/allenamento è a
tutt’altezza, con altezza media, misurata dal piano di calpestio all’intradosso dei tegoli
prefabbricati, pari a 6.6 m. Tale parte ha lunghezza di circa 22 m mentre i restanti 12 m sono
occupati dagli spogliatoi e da un piano primo adibite ad altre attività, al momento del sopralluogo
non accessibile.
La superficie totale lorda degli ambienti riscaldati della scuola è di 2171 m2. Il volume totale lordo,
sempre riferito ai soli ambienti riscaldati, è di 8577 m3. La superficie totale utile di tali ambienti è
di circa 2078 m2. La scuola presenta un’ampia superficie finestrata con serramenti in metallo e
vetro singolo mentre la palestra presenta nella parte superiore del suo perimetro una finestratura di
altezza pari a 1 m in policarbonato.
La superficie disperdente della scuola, pari alla somma di tutte le superfici a contatto con l’esterno
e ambienti non riscaldati, copertura compresa, è pari a circa 4083.88 m2 di cui 402.15 m2 risultano
finestrati.
Il numero di occupanti medio è pari a circa 350 persone per un profilo di occupazione settimanale di
5 giorni a settimana e un profilo giornaliero di occupazione pari a 8 ore.
Foto 1. Vista frontale scuola materna
(piano terra) e scuola elementare (piano secondo)
Foto 2. Vista scuola elementare a sinistra
(piano terra e primo) e palestra frontale
Foto 3. Mensa (area in comune)
Foto 4. Cucina (area in comune)
6
Foto 5. Corridoio scuola elementare (piano terra)
Foto 6. Bagno scuola elementare piano terra
Foto 7. Aula scuola elementare (piano terra)
Foto 8. Corridoio scuola elementare(piano primo)
Foto 9. Tipologia di serramenti (metallo – vetro singolo)
Foto 10. Illuminazione scuola elementare
7
Foto 11. Scuola materna
Foto 12. Bagno scuola materna
Foto 13. Serramenti materna (metallo–vetro singolo)
Foto 14. Illuminazione scuola materna
Foto15. Serramenti scala (metallo–vetro singolo)
Foto 16. Serramenti mensa (metallo–vetro singolo)
Foto 17. Serramenti palestra (policarbonato)
Foto 18. Muro perimetrale cassavuota non isolato
8
4. Impiantistica del polo scolastico
Il complesso scolastico presenta due caldaie a metano, la prima asservita ai locali della scuola e di
potenza pari a 504 kW risalente al 1994, la seconda di pertinenza della palestra con potenza pari a
206 kW degli anni ’90. Entrambe le caldaie utilizzano come combustibile il gas metano.
La produzione dell’acqua calda sanitaria è soddisfatta da un boiler a gas metano di potenza pari a
44 kW installato negli anni 2008/2009 e da due boiler elettrici di potenza pari a 1,2 e 1,9 kW. Il
primo boiler è a uso esclusivo della produzione di acqua calda per la cucina mentre gli altri due
boiler vengono utilizzati per la produzione di acqua calda per i bagni della scuola primaria.
Il calore viene distribuito nella scuola materna ed elementare tramite radiatori, originari del
periodo di costruzione del complesso scolastico; tali radiatori sono solo in parte dotati di valvole
termostatiche per la regolazione della temperatura. Specificatamente tutti i radiatori interni alle
aule ne sono dotati, mentre quelli posti nei corridoi, per un totale di 26 elementi, non ne sono
dotati. Nella palestra invece il sistema di distribuzione è garantito da Aerotermi Sabiana degli anni
90 e, negli spogliatoi, da ventilconvettori.
Ai fini impiantistici è importante sottolineare che le falde di copertura esposte verso sud, compresa
quella della palestra, sono occupate da pannelli fotovoltaici (in fase di installazione) la cui energia
prodotta è solo per una quota minoritaria destinata all’uso della scuola. Specificatamente la
potenza a essa destinata è pari a 3 kW.
Foto 19. Caldaia scuole
Foto 20. Caldaia palestra
Foto 21. Boiler a gas per acs
(cucina)
Foto 22. Boiler elettrico per acs
Foto 23. Copertura fotovoltaica su
Foto 24. I radiatori delle aule sono
bagni scuole
palestra
dotati di valvole termostatiche
9
5. Energia elettrica – analisi dei consumi
I consumi di energia elettrica sono desunti dai dati forniti dal CSI Piemonte. Tali dati si riferiscono
ai consumi energetici totali rilevabili dalle fatturazioni dell’Ente distributore nel triennio 2009-2011
e sono qui di seguito in parte riportati.
Tabella 1. Consumi energia elettrica triennio 2009-2011
Sono inoltre state fornite 3 fatturazioni relative ai mesi di dicembre, luglio e ottobre 2011 dalle
quali si desumono gli importi unitari del costo di energia elettrica:
10
Tabella 2. Fatturazioni energia elettrica dicembre, ottobre e luglio 2011
La media sulle 3 bollette conduce a un costo unitario dell’energia elettrica pari a 0.2049 €/kWh.
Tuttavia dal sito web dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas, per una fascia di consumo IB, si
ottengono i seguenti costi medi annui dell’energia elettrica:
Tabella 3. Costi energia elettrica Autorità per l’energia elettrica e il gas
Il dato relativo al 2011 si discosta dello 0.7% da quello ricavato come media su 3 fatturazioni e lo si
ritiene valido in quanto mediato su un numero di mesi maggiore.
Nel prosieguo si riassumono i dati relativi ai consumi mensili sui 3 anni considerati e si riporta altresì
la spesa sostenuta sia mensilmente che annualmente.
A seguire due grafici riassuntivi dell’andamento dei consumi e della spesa durante gli anni di
riferimento nonché il valore medio. Le differenze tra i valori stimati delle fatturazioni di luglio,
ottobre e dicembre 2011 e quelli realmente sostenuti sono dovuti al fatto che, come già
precedentemente specificato, nella stima di spesa è utilizzato il costo dell’energia dedotto dal sito
web dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas.
Tabella 4. Consumo e spesa mensile di energia elettrica anni 2011, 2010, 2009
11
Grafico 1. Consumo mensile di energia elettrica anni 2011, 2010, 2009
Grafico 2. Consumo mensile di energia elettrica anni 2011, 2010, 2009
12
6. Energia elettrica – macrocomponenti energivore
L’analisi delle potenze installate all’interno dei locali, e dei relativi tempi di funzionamento, hanno
condotto alla seguente suddivisione percentuale dei consumi per macrocomponenti:
Grafico 3. Ripartizione percentuale dell’energia elettrica per macrocomponenti
Dall’analisi effettuata si evidenzia che la maggiorparte di energia elettrica consumata dal polo
scolastico è a carico dell’illuminazione della scuola elementare. Seguono i costi elettrici a carico
della cucina e l’illuminazione della scuola materna e mensa.
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7. Riscaldamento – analisi dei consumi
I consumi relativi al riscaldamento sono desunti dai dati forniti dal CSI. Tali dati si riferiscono ai
consumi totali, rilevabili dalle fatturazioni dell’ente distributore, relativi ai tre periodi 2009/10,
2010/11 e 2011/12. I valori sono riportati nella tabella 5 e sono relativi al riscaldamento e alla
produzione di acqua calda sanitaria del polo scolastico ad eccezione della palestra
Tabella 5. Consumo energia termica 2011, 2010, 2009
I dati relativi al consumo sono riassunti nelle tabelle che seguono le quali riportano anche la stima
dei volumi di combustibile consumato. La spesa annuale unitaria è pari a 0.0736 €/kWh per l’anno
2009/2010, 0.0785 €/kWh per l’anno 2010/2011 e 0.0860 per l’anno 2011/2012.
Il consumo totale di combustibile non riguarda soltanto il riscaldamento degli ambienti ma anche la
produzione di acqua calda sanitaria (ACS). Per l’edificio in oggetto, in funzione della sua
destinazione d’uso e del numero medio di occupanti, si stima, sulla base delle norme vigenti, un
fabbisogno giornaliero medio di 4000 litri. Da tale dato si può risalire alla percentuale di consumo
destinata alla produzione di ACS che nel caso in oggetto risulta pari al 5%.
Considerata la tipologia della caldaia e la sua vetustà, il sistema di distribuzione, regolazione ed
emissione, si può ipotizzare un rendimento medio dell’impianto pari a 0.60.
14
Si riportano a seguire due grafici riassuntivi dell’andamento dei consumi e della spesa durante gli
anni di riferimento.
ott
nov
dic
gen
feb
mar
apr
totale
09/10
[kWh]
16 912
42 265
59 001
62 479
62 149
43 019
19 811
305 636
10/11
[kWh]
10 316
23 547
61 587
80 062
48 709
51 344
8 229
283 794
11/12
[kWh]
19 609
58 051
38 552
116 213
media
[kWh]
15 612
41 288
53 047
71 271
55 429
47 181
14 020
297 848
ott
nov
dic
gen
feb
mar
apr
totale
costo stagione riscaldamento
09/10
10/11
11/12
[€]
[€]
[€]
1245
810
1686
3111
1848
4992
4342
4835
3316
4598
6285
4574
3824
3166
4031
1458
646
22 495
22 278
9 994
media
[€]
1239
3277
4210
5657
4399
3745
1113
23 639
Tabella 6. Riepilogo dei consumo energia termica e relativa spesa anni 2011, 2010, 2009
Grafico 4. Consumo mensile per energia riscaldamento + ACS
Grafico 5. Spesa mensile per energia riscaldamento + ACS
15
8. Proposte di intervento
8.1 Calcolo degli indicatori energetici normalizzati secondo la procedura
proposta dall’ENEA-FIRE
La diagnosi energetica effettuata ha avuto come punto di inizio la collocazione delle prestazioni
energetiche della scuola oggetto di studio nelle classi di merito così come definite nella “GUIDA PER
IL CONTENIMENTO DELLA SPESA ENERGETICA NELLE SCUOLE”, procedura standard messa appunto
dall’ ENEA di cui si riporta in nota uno stralcio1.
Il calcolo degli indicatori normalizzati è stato effettuato in funzione del valore Fe, fattore di
normalizzazione del consumo per riscaldamento che tiene conto della forma dell’edificio e del
valore Fh, fattore di normalizzazione dei consumi di energia che tiene conto dell’orario di
funzionamento della scuola.
Nel caso in esame si assunto Fe pari a 0,962 e Fh pari a 13.
1
2
Non essendo le bollette suddivise tra la scuola materna e la scuola elementare, si è dovuto fare una proporzione tra il consumo di
energia elettrica e di gas metano per due scuole in funzione delle loro dimensioni. E’ stata pertanto considerata pari al 25%
l’incidenza della scuola materna e pari al 75% l’incidenza della scuola elementare.
Considerati i valori di Fe in funzione di S/V=0,48 e la loro incidenza %, si è assunto Fe pari a 0,96
3
In questo caso si è preso il valore di Fh per le scuole elementari non essendoci un valore per le scuole materne
16
Per calcolare i due indicatori Energetici Normalizzati IENR e IENE si sono compilati i modelli riportati
nella GUIDA.
17
Prendendo lo stralcio della GUIDA PER IL CONTENIMENTO DELLA SPESA ENERGETICA NELLE SCUOLE4
si evince che il valore di IENR pari a 23,36 Wht/mc x GG x anno colloca, per i consumi di
riscaldamento, la scuola materna in classe di merito sufficiente e la scuola elementare in classe di
merito insufficiente, mentre il valore di IENE pari a 21,66 kWe/mq x anno colloca entrambe le
scuole in classe di merito insufficiente per i consumi di energia elettrica.
In funzione di questa analisi e del sopralluogo effettuato sono state proposte le migliorie
energetiche nel seguito spiegate.
4
18
8.2 Premessa agli interventi proposti
Sulla base dei dati e delle considerazioni riportate nei capitoli precedenti è possibile proporre una
serie di interventi finalizzati a:
-
ridurre le spese di gestione dell’edificio;
-
migliorare il confort degli ambienti;
-
ridurre le emissioni inquinanti in atmosfera.
Il primo aspetto da prendere in considerazione riguarda la suddivisione delle voci di spesa legate ai
consumi energetici. Il grafico di seguito riportato raffigura e quantifica le percentuali di consumo
relative all’energia elettrica (25.4% della spesa annua totale), al riscaldamento (69.6% della spesa
annua totale) e alla produzione di ACS (5% della spesa annua totale).
Da questa analisi appare evidente come i risparmi maggiori si possano ottenere attraverso un
miglioramento del rendimento dell’impianto di riscaldamento.
Grafico 6. Ripartizione della spesa annua per riscaldamento, ACS e energia elettrica
19
8.3 Energia termica
Dalla ripartizione dei consumi di evince che la spesa relativa alla fornitura di energia termica incide
per circa il 75% sul totale della spesa affrontata dal Comune per il polo scolastico oggetto di analisi.
8.3.1. Sostituzione caldaia
Stato di fatto
Per il riscaldamento della scuola elementare e della scuola materna, ad esclusione della palestra, è
attualmente presente una caldaia a metano di potenza pari a 504 kW. L’anno di installazione è il
1994. Per l’impianto di riscaldamento si stima un rendimento pari a 0.6.
Intervento proposto
Si propone di sostituire la caldaia esistente con una caldaia a condensazione di potenza pari o
leggermente superiore a quella esistente, con un campo di modulazione sufficiente a garantire la
potenza di funzionamento ottimale per le esigenze del caso. Il rendimento di tali caldaie è
compreso tra il 98% e il 106%.
Costo dell’intervento
Il costo per la sostituzione della caldaia, comprensivo di posa in opera e accessori, è stimato in €
40000.
Risparmio previsto
Per ogni punto di aumento del rendimento medio stagionale si ipotizza un risparmio di combustibile
pari a circa l’1.2%. Il confronto con la nuova caldaia deve essere condotto sul suo rendimento di
produzione che può essere stimato in 0.85. La differenza in punti percentuali tra i rendimenti è
quindi pari a 21 da cui si ricava un risparmio medio annuo pari al 25%. Il costo annuale medio per
riscaldare l’edificio ammonta a 22000 € da cui si ricava il risparmio annuo di 5500 €. Considerando
una vita utile della caldaia di 15 anni, e considerando un aumento medio annuo del costo del gas
pari all’1%, il risparmio medio annuo sulla vita utile risulta pari a 5961 €/anno. I dati relativi
all’investimento sono qui di seguito riassunti:
-
spesa totale annua attuale
aumento annuo previsto
vita utile dell'investimento
importo dell'investimento
risparmio percentuale annuo previsto
flusso di cassa
risparmi medi nella vita utile
tempo di ritorno
n
I
FC
Tr
22000
1
15
40000
25
5500
5961
7.0
€
%
anni
€
%
€/anno
€/anno
anni
Grafico 8. Calcolo del tempo di ritorno per sostituzione caldaia
20
8.3.2. Sostituzione serramenti
Stato di fatto
I serramenti presenti sono in metallo con vetro singolo.
Intervento proposto
Si propone la sostituzione degli attuali serramenti a taglio termico e vetri basso emissivi.
Il costo dell’intervento è pari a circa 250 €/m2. La superficie finestrata risulta pari a 402.5 m2 da cui
si ottiene il costo dell’intervento che ammonta a circa 100000 €.
Risparmio previsto
Il risparmio di combustibile è funzione del coefficiente di trasmissione del calore delle finestre
prima e dopo l’intervento e dall’estensione della superficie finestrata. Nel caso in oggetto si può
prevedere un risparmio medio annuo di combustibile pari al 20% equivalente a 4400 €/anno.
Considerando una vita utile di 30 anni, e considerando un aumento medio annuo del costo del gas
-
flusso di cassa
tempo di ritorno
n
I
FC
Tr
22000
1
30
100000
20
4400
5153
20.4
€
%
anni
€
%
€/anno
€/anno
anni
Grafico 9. Calcolo del tempo di ritorno per la sostituzione dei serramenti
8.3.3. Installazione di collettori solari per produzione ACS cucina
Stato di fatto
Dal sopralluogo esperito si è constatato che la produzione di acqua calda sanitaria per i bagni delle
scuole è trascurabile. Incide invece in maniera più cospicua sui costi di gas metano la produzione di
acqua calda a uso esclusivo della cucina per il servizio mensa. Tuttavia dai calcoli di ripartizione
21
ipotizzati si evidenzia che per la produzione di acqua calda sanitaria viene utilizzato solo il 5% circa
del consumo totale di gas metano.
Attualmente l’acqua calda sanitaria per la cucina è fornita da un boiler a gas Rinnai della potenza di
44 kw di recente installazione.
Intervento analizzato
Si è analizzata la possibilità di installare collettori solari per la produzione di acqua calda sanitaria
necessaria per la cucina. Non avendo a disposizione i dati effettivi di consumo di acqua calda
sanitaria si è fatto riferimento alle normative vigenti e nello specifico alla UNI11300 da cui si è
desunto che per le scuole materne il fabbisogno di acqua calda sanitaria è di 15 litri al giorno per
bambino mentre per i ristoranti è di circa 10 litri al giorno per numero di ospiti per numero di pasti.
Considerata la presenza di una mensa in comune per i 350 alunni della scuola elementare e della
scuola materna si è ipotizzato un fabbisogno giornaliero di circa 4000 litri oltre ad eventuali
accumuli. Si è pertanto analizzata la possibilità di coprire il 50 % del fabbisogno di ACS per uso
cucina – mensa ipotizzando l’installazione di circa 50 mq di collettori solari. Questo calcolo è stato
effettuato per un’esposizione a Sud e un’inclinazione di 30°, quindi in condizioni ottimali. Tuttavia
le falde esposte a Sud del polo scolastico sono occupate da due impianti fotovoltaici, uno a servizio
della scuola e uno di altra proprietà. Pertanto le falde di copertura su cui potrebbe essere installato
l’impianto solare termico sarebbero quelle esposte est/ovest riducendo la producibilità
dell’impianto.
Il costo dell’intervento, comprensivo di posa in opera e accessori, è stimato in € 25000.
Risparmio previsto
L’intervento, pur ipotizzando una sua istallazione a sud, non risulta conveniente e quindi non viene
consigliato in questa sede. Difatti ci sarebbe un risparmio annuo di circa € 817 e ritornerebbe in
quasi 30 anni.
I dati relativi all’investimento sono qui di seguito riassunti:
-
spesa totale annua attuale per ACS
-
flusso di cassa
FC
-
tempo di ritorno
Tr
n
I
1470
1
€
%
20
25000
50
735
817
29,2
anni
€
%
€/anno
€/anno
anni
Grafico 10. Calcolo del tempo di ritorno impianto solare termico
22
8.3.4. Installazione valvole termostatiche
Stato di fatto
Allo stato attuale solo i termosifoni interni alle aule sono dotati di valvole termostatiche e sulle
quali non si intende intervenire. Gli elementi radianti posti nei corridoi sono invece sprovvisti di tali
dispositivi.
Intervento proposto
Si propone di installare nei termosifoni dei corridoi valvole termostatiche controllate da sonde di
temperatura poste negli ambienti stessi.
Il costo dell’intervento è pari a circa 150 € per ogni dispositivo installato. I termosifoni presenti
privi di valvole termostatiche sono in numero di 26 da cui si ricava il costo dell’intervento pari a
3900 €.
Risparmio previsto
Si stima un risparmio di combustibile pari al 5% equivalente a un risparmio medio annuo di 1100
€/anno.
Considerando una vita utile di 10 anni, e considerando un aumento medio annuo del costo del gas
-
flusso di cassa
tempo di ritorno
n
I
FC
Tr
22000
1
10
3900
5
€
%
anni
€
%
1100
1162
3.5
€/anno
€/anno
anni
Grafico 11. Calcolo del tempo di ritorno per installazione di valvole termostatiche
23
8.3.5. Coibentazione solaio su cantina e solaio su sottotetto
Stato di fatto
Come rilevato in fase di sopralluogo l’involucro edilizio del polo scolastico disperde oltre che dai
muri perimetrali e dai serramenti anche dai solai che confinano con il sottotetto, non riscaldato, e
con il piano interrato, peraltro presente solo nella manica utilizzata per ospitare la scuola materna.
Considerato il periodo costruttivo si può asserire che entrambi i solai sopra citati non sono provvisti
di isolamento.
Si può ipotizzare che un isolamento dei due solai potrebbe portare ad un risparmio di circa il 15% di
energia termica utile per riscaldare l’edificio.
L’intervento non viene analizzato nel dettaglio in questa sede.
24
8.4 Energia elettrica
Dalla ripartizione dei consumi di evince che la spesa relativa alla fornitura di energia elettrica incide per
circa il 25% sul totale della spesa affrontata dal Comune per il polo scolastico oggetto di analisi.
8.4.1. Impianto fotovoltaico in progetto
Durante il sopralluogo è emerso che sono in corso di progettazione e allaccio due impianti fotovoltaici
sulle falde esposte a Sud. Solo uno dei due impianti verrà utilizzato dalla scuola per i propri usi elettrici.
Tale impianto, così come comunicato, dovrebbe avere una potenza di circa 3 kWp.
Si è voluto verificare la percentuale di produzione di energia elettrica dell’impianto fotovoltaico rispetto
alla percentuale di energia elettrica prelevata dalla rete.
Come evidenziato nella tabella 6 il nuovo impianto fotovoltaico coprirà circa l’8% del fabbisogno di
energia elettrica della scuola.
IMPIANTO FOTOVOLTAICO IN PROGETTO
REGIONE
PROVINCIA
Piemonte
COMUNE
Asti
Villanova d'Asti
Caratteristiche del sito
Scuola "De Amicis"
Edificio
Falda verso S
370 (mq)
Superficie disponibile
Caratteristiche energetiche dell'utenza
Gestore di rete locale
Costo medio acquisto energia €
Potenza impegnata contrattualmente
0,14
30,0 (kW)
Alimentazione utenza
Enel Energia
Bassa Tensione
Fabbisogno energia elettrica annuo stimato
380 V
42.000 (kWh)
Caratterizzazione impianto fotovoltaico in configurazione GRID-CONNECTED
Analisi Preliminare fattibilità impianto
Irraggiamento
Tipologia impianto FV
Fisso
Producibilità annua 1.120 (kWh/kWp)
Inclinazione Moduli
20 (°)
Superficie circostante Erba/Alberi verdi
Orientamento moduli
Om breggiamento
Potenza di picco presunta
Area occupata
ENEA (94-99)
Sc arso
3,0 (kWp)
21 (mq)
Rapporto % superficie occupata/disponibile
6%
Produzione annua di energia
3.360 (kWh)
Delta energia annua prelevata dalla rete
38.640 (kWh)
SUD
Tipologia di posa
Su falda
Integrazione architettonica
TOTALE
Tecnologia moduli Silicio Polic ristallino
CO 2 evitata annua
Produzione % rispetto al consumo
1,95 (t)
8%
Grafico di produzione di energia da impianto fotovoltaico
Produzione annua di energia
Delta energia annua prelevata dalla rete
8%
92%
Superficie a Sud occupata da impianto fotovoltaico. Solo il 6%
della superficie in verde è occ upata da un impianto
fotovoltaico di 3 kWp utilizzato dalla scuola
Tabella 8. Impianto fotovoltaico in progetto
25
8.4.2. Sostituzione lampade
Stato di fatto
L’illuminazione dell’edificio è garantita da lampada al neon a doppio tubo da 58 W.
Si evidenzia che in corrispondenza dei bagni sono installati dei sensori di presenza.
Intervento proposto
Si propone di sostituire le lampade attuali con tubolari fluorescenti ad alta frequenza. Tali lampade
sono espressamente realizzate per funzionare con alimentazione a mezzo di reattori elettronici ad
alta frequenza. Tale sistema permette un’ottima regolazione del flusso luminoso (dal 10% al 100%)
sia in automatico attraverso fotocellule, che manuale attraverso un potenziometro. In particolare la
regolazione automatica consente di mantenere nei locali un livello d’illuminamento prestabilito
anche al variare della luce diurna e al progredire dell’invecchiamento delle lampade.
Il costo dell’intervento è pari a circa 50 € per ogni lampada che, considerando un numero di
dispositivi pari a 300, conduce a un costo totale di 15000 €.
Risparmio previsto
Nel caso in oggetto si stima un risparmio medio annuo sul consumo di energia elettrica pari al 20%
corrispondente a un risparmio medio annuo di 1606 €/anno.
Considerando una vita utile di 30 anni, e considerando un aumento medio annuo del costo
dell’energia elettrica pari al 2%, il risparmio medio annuo sulla vita utile risulta pari a 2215 €/anno.
I dati relativi all’investimento sono qui di seguito riassunti:
-
-
flusso di cassa
-
tempo di ritorno
n
I
8031
2
30
15000
€
%
anni
€
FC
20
1606
%
€/anno
Tr
2215
8.5
€/anno
anni
Grafico 12. Calcolo del tempo di ritorno per la sostituzione delle lampade
26
8.5 Conclusioni
Si riportano due grafici di confronto tra gli interventi proposti; il primo considera i tempi di ritorno
degli investimenti relativi, il secondo i risparmi medi annui stimati:
risparmio
medio annuo
[€]
Grafico 13. Tempi di ritorno degli interventi proposti
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
sostituzione
caldaia
sostituzione
serramenti
installazione
valvole
termostatiche
sostituzione
lampade
intervento
Grafico 14. Risparmi medi annui stimati per gli interventi proposti
Analizzando i due grafici, in funzione del tempo di ritorno e del risparmio stimato, gli interventi
proposti possono essere classificati in 2 categorie:
-
Interventi a priorità alta;
-
Interventi a priorità media;
Si considera un intervento a priorità alta la sostituzione della caldaia.
Gli altri interventi possono essere considerati a priorità media.
Inoltre possono essere considerati interventi a bassa priorità tutti quelli volti ad aumentare il grado
di coibentazione dell’involucro (cappotto esterno o insufflaggio di isolante nell’intercapedine dei
muri perimetrali, isolamento dei solai confinati con il sottotetto e il piano interrato) che potrebbero
essere presi in considerazione in occasione di futuri lavori di ristrutturazione dell’edificio.
27
9. Consigli per il risparmio energetico
Seguono consigli su come risparmiare con piccoli accorgimenti.
Manutenzione periodica
Il primo suggerimento utile a far sì che gli impianti siano sempre efficienti è adottare buone
pratiche di manutenzione periodica. Facendo sempre riferimento alle prioritarie procedure di
pulizia e lubrificazione specifiche contenute in libretti e schede tecniche di ogni singolo
macchinario, si consiglia, in aggiunta, anche la pulizia generale delle varie zone di lavoro, dei corpi
illuminanti, delle superfici vetrate, etc, al fine di limitare polveri e corpi esterni dannosi al corretto
funzionamento delle apparecchiature.
Impianto di riscaldamento
Il calore prodotto dalle caldaie deve essere trasportato senza dispersioni nei locali che devono
essere riscaldati e deve essere ceduto solo nelle ore in cui sono occupati e non oltre la temperatura
desiderata in modo da garantire il confort ambientale. A tal fine bisogna verificare il grado di
isolamento dei tubi e ridurre al minimo gli ostacoli alla circolazione dell'aria attorno ai caloriferi
(mobili e oggetti).
Involucro edilizio
Di notte durante la stagione invernale, attraverso le finestre vi è una notevole dispersione di calore.
E’ possibile ridurre in maniera consistente questa dispersione abbassando le tapparelle.
Buona norma è anche quella di ridurre gli spifferi provenienti dai cassonetti che potrebbero essere
facilmente isolati.
Illuminazione
Per poter sfruttare al meglio la luce emessa dagli apparecchi, i portalampade o lampadari devono
riflettere la frazione di luce indirizzata verso l'alto e permettere a tutta la luce di passare
Per tale ragione è importante pulire a intervalli regolari sia le lampade che i loro contenitori.
Se i locali non sono utilizzati è buona norme spegnere le luci; per evitare sprechi è possibile
installare degli speciali sensori che spengono le lampade in caso che locali siano vuoti, oppure in
caso l'illuminazione naturale che arriva attraverso le finestre sia sufficiente.
Si consiglia inoltre la lettura della “Guida per il contenimento della spesa energetica nelle
scuole” (documento Enea - Fire) e in particolare il capitolo 9
- Mantenimento delle buone
condizioni di esercizio degli impianti compresa la sicurezza in cui si evidenzia la possibilità di
provvedere a mantenere le condizioni di buon funzionamento nel tempo del sistema “edificioimpianto” tramite un Piano di Controllo.
Tale piano può comprendere:
-
La nomina di un responsabile dell’attività di controllo e gestione;
-
La contabilità energetica (trascrivere i consumi di combustibile e di energia elettrica e le
relative spese in un “quaderno di marcia” con cadenza temporale mensile e individuare
degli indicatori energetici);
28
-
Il programma di manutenzione preventiva (prevenire le disfunzioni degli impianti tramite un
registro in cui annotare le operazioni di manutenzione da eseguire, le cadenze temporali e i
risultati delle operazioni eseguite);
-
La verifica periodica delle condizioni contrattuali delle forniture energetiche;
-
La verifica degli impianti elettrici e termici ai fini della sicurezza e della conformità alla
normativa energetica (a tal proposito la Guida ricorda che “la legge prevede la possibilità di
affidare a un terzo responsabile la gestione degli impianti termici e di trasferire a questi la
responsabilità”)
Le informazioni contenute in questo report, pur essendo il risultato di studi,
esperienze ed analisi eseguite sui dati reperiti nel sopralluogo, devono essere
considerate come elementi di orientamento, capaci di fornire una panoramica
sulle possibilità di risparmio ed efficienza energetica.
A tal proposito si evidenzia la valutazione economica degli interventi proposti è
a un livello preliminare, pertanto le successive fasi di progettazione prevedono
uno studio più approfondito.
29

Comune di Villanova d`Asti - Scuola materna e

Transcript

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