L`esperienza del Green Energy Audit
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L`esperienza del Green Energy Audit
L’esperienza del Green Energy Audit Arch. Ph.D. Annalisa Galante Adjunct Professor – Research Associate - Dipartimento ABC - Politecnico di Milano Coordinamento corsi di formazione - Comunicazione e Marketing - SACERT 1 Arch. Annalisa Galante IL MERCATO DELLE NUOVE COSTRUZIONI IN ITALIA Fonte: Rapporto ANCE 2011 2 Arch. Annalisa Galante MA LA VERA SFIDA È UN’ALTRA Prima Prima Prima Dopo Dopo Dopo RIQUALIFICARE IL PARCO EDILIZIO ESISTENTE Arch. Annalisa Galante IL NODO DELLA QUESTIONE: IL PARCO EDILIZIO ESISTENTE Fonte: FINLOMBARDA G 193,7kWh/m a 2 Arch. Annalisa Galante IL MERCATO DELLE COSTRUZIONI ESISTENTI IN ITALIA Edifici ad uso abitativo in Italia per epoca costruttiva e stato di conservazione (Fonte: ISTAT 01) 2.179.935 (19,4%) stato di conservazione mediocre e pessimo prima del ‘71 7.378.633 (65,7%) stato di conservazione buono mediocre e pessimo prima dell’81 5 Arch. Annalisa Galante INTERVENIRE SUL PATRIMONIO EDILIZIO SI PUÒ CON UN SUPPORTO DA PARTE DELLE ISTITUZIONI PER LA SEMPLIFICAZIONE DEI PROCESSI BUROCRATICI, MA ANCHE CON COMPETENZA, PROFESSIONALITÀ E PROCEDURE CODIFICATE DI QUALITÀ Arch. Annalisa Galante DIAGNOSI ENERGETICA 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” 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. Arch. Annalisa Galante 7 DIAGNOSI ENERGETICA SOSTENIBILE 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 a un miglioramento globale della sostenibilità dell’edificio. 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 a 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 abbiamo assunto sia il LEED (Leadership in Energy and Environmental Design); 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. 8 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT E LEED 9 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT: PIANO OPERATIVO 10 Arch. Annalisa Galante Green Energy Auditor GREEN ENERGY AUDITOR Requisiti minimi GEA Titolo di studio • laureati in ingegneria e architettura • laureati in discipline tecnico-scientifiche • diplomati geometri o periti Corso “Green Energy Audit Metodologie e strumenti per la diagnosi energetica sostenibile del patrimonio edilizio esistente” Esame per la valutazione delle competenze esame scritto con 160 domande a risposta multipla Green Energy Auditor certificato SACERT certificazione delle competenze volontaria soggetta a ispezioni annuali di mantenimento e rinnovo quadriennale Dal 2009 SACERT è il primo Ente accreditato ACCREDIA per la Certificazione volontaria delle competenze dei Tecnici Certificatori Energetici secondo la UNI EN ISO 17024. SACERT è un’associazione no-profit mista pubblico privata che nasce come un'iniziativa nella quale il ruolo pubblico e il mondo degli operatori si confrontano con un obiettivo comune: condividere scelte che contribuiscano in modo efficiente e concreto a cambiare il processo edilizio rendendolo sempre più compatibile con le emergenze del mercato e l'esigenza di qualità. 11 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT: CHECK LIST 12 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT: RILIEVI E MONITORAGGI Termometri Luxmetri Analizzatori di rete Misuratori di portata Spessivetri Analizzatori di CO2 Data Logger Processi di raddrizzamento di una immagine fotografica digitale (fonte: immagine Cadlandia.com) 13 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT: TERMOGRAFIA Dati dimensionali Informazioni tecnologiche Informazioni impiantistiche Malfunzionamenti tecnologici Malfunzionamenti impiantistici Dati gestionali 14 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT: DEFINIZIONE DEGLI INTERVENTI 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.). 15 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT: INTERVENTI PER L’EFFICIENZA ENERGETICA Efficienza e Rinnovabili una sinergia fondamentale 16 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT: UN CASO STUDIO Arch. Annalisa Galante CARATTERISTICHE GENERALI CARATTERISTICHE GENERALI Dati Generali Tipo di edificio Uso dell’edificio Località Gradi Giorno a torre residenziale Milano 2400 °C/G Dati Geometrici Volume lordo (V) Superficie disperdente (S) S/V Superficie utile degli appartamenti 7314 m3 3323 m2 0,45 1993 m2 18 Arch. Annalisa Galante CARATTERISTICHE DEGLI ELEMENTI DI INVOLUCRO CARATTERISTICHE DEGLI ELEMENTI DI INVOLUCRO Trasmittanze degli elementi di involucro (U - W/m2 K) Serramenti Infissi in legno: Utelaio = 2,1 , Uvetro = 5,7 Infissi in metallo: UtelaIo = 5,5 , Uvetro = 5,7 Pareti esterne U = 0,61 ÷ 1,15 Basamento U = 0,72 ÷ 1,65 Soffitto verso sottotetto U = 0,90 La documentazione tecnica disponibile relativa alle caratteristiche prestazionali dei componenti dell'involucro viene integrata attraverso misurazioni in opera della trasmittanza termica delle pareti. Per la definizione dei valori delle trasmittanze termiche è stato utilizzato il termoflussimetro e facendo riferimento ai valori di default riportati nell’appendice A delle UNI-TS parte 1. 19 Arch. Annalisa Galante CARATTERISTICHE DEGLI IMPIANTI CARATTERISTICHE DEGLI IMPIANTI Caratteristiche impiantistiche Sistema di generazione Impianto centralizzato per riscaldamento, 3 generatori di calore a gas metano di tipo tradizionale Terminali riscaldanti Radiatori Potenza termica specifica 91,3 W/m2 (riferita alla superficie utile) 20 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT CLIENTE CLIENTE FACILITY MANAGER MAINTENANCE MANAGER GREEN ENERGY AUDIT DEFINIZIONE CONTRATTO ACQUISIZIONE DELLA DOCUMENTAZIONE Gestione servizi PIANO DELLE ATTIVITA’ DEFINIZIONE DEGLI INDICATORI DI CONSUMO CLIENTE FACILITY MANAGER MAINTENANCE MANAGER Edificio - Servizi Benchmark Rilievi ambientali RILIEVI IN CAMPO Misure Monitoraggi DEFINIZIONE BASELINE Green Energy Plan CLIENTE CLIENTE SCELTA DELLE MISURE VALUTAZIONE DELLA SOSTENIBILITA’ MISURE Valutazione tecnica Valutazione economica Protocollo LEED DEFINIZIONE DEL GREEN ENERGY PLAN 21 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT Fase Obiettivi Soggetti coinvolti Strumenti Risultati attesi 1 Acquisizione documentazione Auditor, Tecnico referente ALER/Comune di Milano Check-list Verifica della completezza delle informazioni base per elaborare la diagnosi energetica e definizione di eventuali azioni per il completamento dei dati mancanti 2 Rilievo dati edificio 3 Rilievo dati impianti Acquisire la documentazione tecnica disponibile relativa all'edificio o al complesso di edifici oggetto della diagnosi energetica, acquisizione della documentazione relativa ai consumi energetici termici ed elettrici stagionali, se disponibili Verificare l'attendibilità dei dati sull'edificio contenuti nella documentazione fornita ed integrazione con misurazioni mirate Acquisire le informazioni relative alle caratteristiche tecniche dei componenti e dei sistemi impiantistici 4 Rilievo prestazionali involucro 5 Monitoraggio dei consumi energetici elettrici Auditor, Rilevatore, Check-list, strumenti Certificatore energetico di misura digitali, apparecchio fotografico Auditor, Responsabile Check-list, strumenti gestione impianti, di misura digitali, Certificatore energetico apparecchio fotografico Auditor, Tecnico Check-list, strumenti Acquisire le informazioni relative alle termografico, di misura digitali, caratteristiche prestazionali dei Certificatore energetico apparecchio componenti che costituiscono fotografico, l'involucro. Valutazione anche termoflussimetro, attraverso misurazioni in opera della termocamera trasmittanza termica delle pareti, all'infrarosso mappatura termografica delle facciate. Attraverso campagne di monitoraggio Auditor elettrotecnico, Check-list, di una o al massimo due settimane si Responsabile gestione Misuratore di energia elettrica, acquisiscono le informazioni relative ai impianti foglio di calcolo per consumi energetici degli ausiliari la elaborazione dei elettrici degli impianti di climatizzazione dati e di produzione dell'acqua calda sanitaria Completamento delle informazioni rigiuardanti le caratteristiche geometriche dell'edificio Completamento delle informazioni rigiuardanti le caratteristiche tecniche degli impianti, relazione descrittiva di sintesi Definizione dei valori della trasmittanza delle strutture opache e trasparenti, valutazione di possibili patologie riferite all'involucro (ad esempio tracce di umidità superficiale e interstiziale), valutazione di possibili ponti termici Relazione descrittiva di sintesi. I dati relativi ai consumi energetici degli ausiliari dell'impianto termico verranno poi utilizzati dal software di calcolo dei consumi energetici 22 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT Fase 6 7 8 9 Obiettivi Monitoraggi dei consumi Acquisire, attraverso campagne di energetici termici monitoraggio di due settimane, informazioni relative ai parametri ambientali Durante la fase di monitoraggio saranno rilevati anche i consumi reali di combustibile oltre ai parametri climatici esterni ai quali questi saranno correlati Gli stessi dati raccolti attraverso le Verifica del comfort ambientale campagne di monitoraggio dei consumi energetici termici saranno utilizzati per evidenziare condizioni climatiche interne al di fuori dei range di comfort. I dati acquisiti durante la fase Implementazione del modello di calcolo ai fini precedente saranno utilizzati per implementare la procedura di della Certificazione energetica calcolo CENED. L'obiettivo è quello di calcolare il fabbisogno di energia primaria in condizioni normalizzate ai fini della Certificazione energetica I dati acquisiti durante la fase Implementazione del modello di calcolo ai fini precedente saranno utilizzati per della Diagnosi Energetica implementare la procedura di - Caso Base calcolo per valutare il fabbisogno di energia primaria in condizioni operative. Saranno utilizzati due software, il Software CENED e il Software Dinamico Soggetti coinvolti Strumenti Risultati attesi Auditor Check-list, datalogger digitali per rilievo di temperatura e umidità relativa File digitali contenenti i parametri ambientali, rapporto di sintesi, potenza media di funzionamento degli impianti, relazione tra la variazione della temperatura esterna e i consumi energetici Auditor, Responsabile Check-list gestione impianti, Tecnico Referente Aler/Comune di Milano Relazione descrittiva di sintesi Auditor, Certificatore energetico Software CENED Auditor Software CENED, Valutazione del fabbisogno di energia Software Dinamici primaria nelle condizioni operative. Il modello che rappresenta il Caso Base, sul quale saranno poi eseguite le simulazioni, sarà "tarato" sia sulla base dei consumi energetici forniti sia sulla base dei valori di temperatura ambiente effettivamente rilevati Arch. Annalisa Galante Certificato Energetico secondo la procedura della Regione Lombardia 23 GREEN ENERGY AUDIT Fase Obiettivi Soggetti coinvolti Strumenti Risultati attesi 10 Definizione dei possibili interventi di riqualificazione energetica dell'edificio Auditor Software CENED, Software dinamici, Modelli di valutazione economica Report esteso di Diagnosi Energetica con descrizione dello stato di fatto (strutture e impianti), individuazione delle inefficienze strutturali impiantistiche e gestionali, definizione e descrizione degli interventi, valutazioni economiche 11 Definizione degli interventi 12 Progetto esecutivo Saranno definiti possibili interventi di riqualificazione energetica che potranno riguardare, in funzione del caso, sia gli impianti sia l'involucro. Per ciascuno scenario saranno elaborate le prestazioni energetiche raggiunte e le simulazioni economiche definiranno i criteri di convenienza economica Obiettivo di questa fase è quello di scegliere, sulla base dei tre scenari di intervento proposti dal report di Diagnosi, quello che sarà oggetto del progetto esecutivo di riqualificazione energetica Elaborazione di un progetto esecutivo relativo agli interventi di riqualificazione energetica dell'edificio in oggetto 13 Manuale di gestione dell’immobile Auditor, Responsabile Aler/Comune di Milano Rapporto di riunione dal quale si evincono le motivazioni della scelta degli interventi di riqualificazione oggetto del progetto esecutivo Auditor, Progettista, Responsabile Aler/Comune di Milano Progettazione esecutiva. Sarà allegata una relazione contenente : a) quadro riassuntivo delle opzioni progettuali proposte; b) descrizione delle diverse opzioni progettuali, corredata di un'adeguata valutazione dei costi e dei benefici connessi alle diverse opzioni d'intervento; c) suddivisione in stralci funzionali delle diverse opzioni progettuali, che evidenzino gli interventi realizzabili tramite procedura di finanziamento tramite terzi, con la relativa stima dei tempi di ritorno degli investimenti Un miglioramento generale dell’efficienza energetica dell’edificio, del controllo ambientale, della riduzione degli sprechi attraverso una corretta gestione da parte dell’utente Preparazione di un manuale di gestione Auditor e progettista al fine di indicare all’utente le modalità di controllo, di funzionamento e di manutenzione dei sistemi tecnologici e impiantistici Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT GREEN ENERGY AUDIT LE FASI DEL PROCESSO Valutazione della prestazione energetica dell'edificio che simula la situazione attuale (baseline); Valutazione della prestazione energetica dell'edificio che simula i requisiti legislativi per le nuove costruzioni; Definizione di possibili misure per migliorare le prestazioni energetiche e la sostenibilità dell'edificio sulla base di due scenari; Confronto tra le azioni di retrofit e i crediti LEED per le nuove costruzioni e le ristrutturazioni; Valutazione dell'acquisizione della certificazione LEED; Valutazione dei miglioramenti delle prestazioni relative ai diversi scenari e analisi economica tramite gli indicatori di Tasso Interno di Rendimento e Tempo di ritorno . 25 Arch. Annalisa Galante RILIEVI IN CAMPO GREEN ENERGY AUDIT MONITORAGGIO AMBIENTALE Durante la stagione invernale, è stata avviata una campagna di monitoraggio per la rilevazione dei parametri di temperatura dell’aria e umidità relativa, indicatori, oltre delle condizioni di comfort, anche delle modalità con le quali viene gestito l’impianto e dell’efficienza del sistema di regolazione. Sono stati inseriti 7 sensori interni e 1 sensore all’esterno Le misure strumentali sono state anticipate da una analisi sul comfort percepito attraverso un questionario reso disponibile agli inquilini. L’elaborazione dei dati del questionario ha contribuito alla corretta individuazione delle unità abitative campione oggetto del monitoraggio. 26 Arch. Annalisa Galante RILIEVI IN CAMPO GREEN ENERGY AUDIT INDAGINE SUL COMFORT PERCEPITO Le misure strumentali sono state anticipate da una analisi sul comfort percepito attraverso un questionario reso disponibile agli inquilini. L’elaborazione dei dati del questionario ha contribuito alla corretta individuazione delle unità abitative campione oggetto del monitoraggio. 27 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT RILIEVI IN CAMPO ANALISI TERMOFLUSSIMETRICA Tipologia di analisi condotta Inizio misura S10 Giorno: 15.02.10, ora: 18.01.19 Termine misura Giorno: 22.02.10, ora: 15.16.19 Nr. misurazioni 662 Valori finali Flusso -14,8905 Temperatura interna 17,0596 Temperatura esterna 7,2314 Conduttanza 1,5151 28 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT RILIEVI IN CAMPO INDAGINE TERMOGRAFICA 29 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT DEFINIZIONE DELLA BASELINE VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE STANDARD AUDIT Procedura di calcolo CENED+ EPi=198,4 kWh/m2K SIMULATION AUDIT Design Builder EPi=177 kWh/m2K 30 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT DEFINIZIONE DEGLI INTERVENTI MIGLIORATIVI GLI SCENARI Scenario 1 Interventi di miglioramento delle prestazioni dell’involucro 28 sostituzione di tutti i serramenti; sostituzione degli attuali cassonetti con cassonetti coibentati; punti coibentazione parete a cassa vuota con sistema a cappotto (5 cm resina fenolica); coibentazione della parete a cassa vuota con sistema a cappotto (10 cm EPS); coibentazione della parete a cappotto esistente con un ulteriore strato di isolante (8 cm EPS); coibentazione sottofinestra con sistema a cappotto; coibentazione parete verso corpo scala aperto con sistema a cappotto (5 cm resina fenolica); coibentazione pavimento su pilotis (sostituzione dell’attuale polistirolo con 5 cm resina fenolica. Interventi di miglioramento delle prestazioni degli impianti installazione di valvole termostatiche in tutti i terminali scaldanti; sostituzione delle attuali elettropompe con elettropompe a inverter. Scenario 2 Scenario 1 + sostituzione degli attuali generatori di calore con pompe di calore a gas; installazione di un impianto fotovoltaico. 38 punti 31 Arch. Annalisa Galante GREEN ENERGY AUDIT E LEED VALUTAZIONE ENERGETICA ED ECONOMICA DEGLI SCENARI 1 2 EP1 Riduzione rispetto alla baseline [%] 3 EP2 [kWh/m2a] Requisiti legislativi 4 EP2 riduzione [%] 5 6 Tasso Tempo di Interno di ritorno Rendiment [anni] o [%] Scenario EP1 [kWh/m2a] Baseline 198 - - - - - Scenario 1 54 73 59 8,8 7,13 16 Scenario 1 bis 69 65 74 6,75 - - Scenario 2 37 81 59 37 6,60 17 Scenario 2 bis 52 74 74 29,8 - - Baseline si riferisce alla situazione attuale; Scenario 1 considera gli interventi di isolamento dell’involucro (sistema a cappotto), la sostituzione dei serramenti e l’installazione di valvole termostatiche sui radiatori; Scenario 1bis considera gli interventi dello scenario 1 più l’energia di processo (nella procedura di valutazione LEED l’energia di processo corrispondente al 25% del consumo totale di energia primaria dell'edificio di riferimento che nel nostro caso è l'edificio secondo la normativa regionale per le nuove costruzioni); Scenario 2 considera gli interventi dello scenario 1 più la sostituzione delle attuali caldaie con pompe di calore a gas e l'installazione di un impianto fotovoltaico; Scenario 2bis considera gli interventi dello scenario 2 più l’energia di processo. 32 Arch. Annalisa Galante RISULTATI GREEN ENERGY AUDIT E LEED CONSIDERAZIONI FINALI Considerando solo gli aspetti economici, lo scenario 1 è il più conveniente. La metodologia di Green Energy Audit considera anche l'aspetto relativo sostenibilità dell'edificio. La valutazione di un edificio con la procedura di LEED consente di raggiungere un punteggio totale, escluso il Credito 1 Energia e Atmosfera, di 35 punti (per lo scenario 2) oppure di 28 (per lo scenario 1). Per il Credito 1 Energia e Atmosfera si ottiene un punteggio di 0 per lo scenario 1 (punti totali dell’edificio: 28) e per lo scenario 2 un punteggio di 3 (punti totali dell’edificio: 38). Ipotizzando di ottenere la stessa riduzione della prestazione energetica (29,8%) con una simulazione energetica in regime dinamico potrebbero essere ottenuti per il Credito 1 Energia e Atmosfera 11 punti (punti totali dell’edificio: 46). Utilizzando la metodologia Green Energy Audit lo scenario più conveniente è lo scenario 2. 33 Arch. Annalisa Galante INCENTIVI ALL’EFFICIENZA ENERGETICA Diagnosi e certificazione energetica È previsto un incentivo specifico per la Diagnosi Energetica e la Certificazione Energetica, se elaborate contestualmente agli interventi. L’incentivo coprirà il 100% o il 50% delle spese sostenute in funzione del soggetto ammesso. Il valore massimo ammissibile per questo incentivo è determinato in base alla destinazione d’uso e alla superficie utile dell’immobile oggetto di intervento Destinazione d’uso Edifici residenziali della classe E1 del DPR 412/93 esclusi collegi, conventi, case di pena e caserme. Edifici della classe E3 del DPR 412/93 Tutti gli altri edifici Superficie utile dell’immobile (m2) Fino a 1.600 compresi Oltre 1.600 Fino a 2.500 compresi Oltre 2.500 Costo unitario massimo (€/m2) 1,50 1,00 3,50 2,50 Valore massimo erogabile (€) 5.000 18.000 13.000 2,00 34 Arch. Annalisa Galante IL PIANO CONFINDUSTRIA CFL = consumo finale lordo ---- ULA = unità lavorative standard Arch. Annalisa Galante 35 LA RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA NON SOLO MIGLIORA L’EFFICIENZA CON UN OVVIO BENEFICIO AMBIENTALE VALORIZZA ECONOMICAMENTE L’EDIFICIO (investitore) CONVIENE ECONOMICAMENTE NELLA GESTIONE (cliente) DIVENTA UN’OPPORTUNITÀ E UN’OCCASIONE DA NON PERDERE PER FAR RINASCERE L’ECONOMIA DEL NOSTRO PAESE Arch. Annalisa Galante Arch. Annalisa Galante [email protected] [email protected] www.green-energy-audit.org www.sacert.eu 37 Arch. Annalisa Galante