L'esperienza del Green Energy Audit
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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
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. 7 Arch. Annalisa Galante
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 AUDITOR Green Energy Auditor Requisiti minimi GEA Titolo di studio • laureati in ingegneria e architettura • laureati in discipline tecnico-scientifiche • diplomati geometri o periti Dal 2009 SACERT è il primo Ente accreditato ACCREDIA per la Certificazione Corso “Green Energy Audit - volontaria delle competenze dei Tecnici Metodologie e strumenti per la diagnosi Certificatori Energetici secondo la UNI EN energetica sostenibile del patrimonio ISO 17024. edilizio esistente” SACERT è un’associazione no-profit mista pubblico privata che nasce come un'iniziativa Esame per la valutazione delle competenze nella quale il ruolo pubblico e il mondo degli esame scritto con 160 domande a risposta multipla operatori si confrontano con un obiettivo comune: condividere scelte che contribuiscano in modo efficiente e concreto a cambiare il Green Energy Auditor certificato SACERT processo edilizio rendendolo sempre più certificazione delle competenze volontaria soggetta compatibile con le emergenze del mercato e a ispezioni annuali di mantenimento e rinnovo quadriennale l'esigenza di qualità. 11 Arch. Annalisa Galante
GREEN ENERGY AUDIT: CHECK LIST 12 Arch. Annalisa Galante
GREEN ENERGY AUDIT: RILIEVI E MONITORAGGI Termometri Analizzatori di rete Spessivetri Luxmetri Misuratori di portata 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 a torre Uso dell’edificio residenziale Località Milano Gradi Giorno 2400 °C/G Dati Geometrici Volume lordo (V) 7314 m3 Superficie disperdente (S) 3323 m2 S/V 0,45 Superficie utile degli appartamenti 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 termo- flussimetro 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 GREEN ENERGY AUDIT DEFINIZIONE CLIENTE CONTRATTO ACQUISIZIONE DELLA Edificio - Servizi CLIENTE DOCUMENTAZIONE FACILITY MANAGER Gestione servizi MAINTENANCE MANAGER PIANO DELLE ATTIVITA’ DEFINIZIONE DEGLI Benchmark INDICATORI DI CONSUMO CLIENTE Rilievi ambientali FACILITY MANAGER RILIEVI Misure MAINTENANCE MANAGER IN CAMPO Monitoraggi DEFINIZIONE BASELINE Green Energy Plan SCELTA DELLE Valutazione tecnica CLIENTE MISURE Valutazione economica VALUTAZIONE DELLA CLIENTE Protocollo LEED SOSTENIBILITA’ MISURE DEFINIZIONE DEL GREEN ENERGY PLAN 21 Arch. Annalisa Galante
GREEN ENERGY AUDIT Fase Obiettivi Soggetti coinvolti Strumenti Risultati attesi 1 Acquisizione Acquisire la documentazione tecnica Auditor, Tecnico Check-list Verifica della completezza delle documentazione disponibile relativa all'edificio o al referente informazioni base per elaborare la complesso di edifici oggetto della ALER/Comune di diagnosi energetica e definizione di diagnosi energetica, acquisizione della Milano eventuali azioni per il completamento dei documentazione relativa ai consumi dati mancanti energetici termici ed elettrici stagionali, se disponibili 2 Rilievo dati edificio Verificare l'attendibilità dei dati Auditor, Rilevatore, Check-list, strumenti Completamento delle informazioni sull'edificio contenuti nella Certificatore energetico di misura digitali, rigiuardanti le caratteristiche geometriche documentazione fornita ed integrazione apparecchio dell'edificio con misurazioni mirate fotografico 3 Rilievo dati impianti Acquisire le informazioni relative alle Auditor, Responsabile Check-list, strumenti Completamento delle informazioni caratteristiche tecniche dei componenti gestione impianti, di misura digitali, rigiuardanti le caratteristiche tecniche e dei sistemi impiantistici Certificatore energetico apparecchio degli impianti, relazione descrittiva di fotografico sintesi 4 Rilievo prestazionali Acquisire le informazioni relative alle Auditor, Tecnico Check-list, strumenti Definizione dei valori della trasmittanza involucro caratteristiche prestazionali dei termografico, di misura digitali, delle strutture opache e trasparenti, componenti che costituiscono Certificatore energetico apparecchio valutazione di possibili patologie riferite l'involucro. Valutazione anche fotografico, all'involucro (ad esempio tracce di umidità attraverso misurazioni in opera della termoflussimetro, superficiale e interstiziale), valutazione di trasmittanza termica delle pareti, termocamera possibili ponti termici mappatura termografica delle facciate. all'infrarosso 5 Monitoraggio dei consumi Attraverso campagne di monitoraggio Auditor elettrotecnico, Check-list, Relazione descrittiva di sintesi. I dati energetici elettrici di una o al massimo due settimane si Responsabile gestione Misuratore di relativi ai consumi energetici degli ausiliari acquisiscono le informazioni relative ai impianti energia elettrica, dell'impianto termico verranno poi consumi energetici degli ausiliari foglio di calcolo per utilizzati dal software di calcolo dei elettrici degli impianti di climatizzazione la elaborazione dei consumi energetici e di produzione dell'acqua calda dati sanitaria 22 Arch. Annalisa Galante
GREEN ENERGY AUDIT Fase Obiettivi Soggetti coinvolti Strumenti Risultati attesi 6 Monitoraggi dei consumi Acquisire, attraverso campagne di Auditor Check-list, File digitali contenenti i parametri energetici termici monitoraggio di due settimane, datalogger digitali ambientali, rapporto di sintesi, potenza informazioni relative ai parametri per rilievo di media di funzionamento degli impianti, ambientali Durante la fase di temperatura e relazione tra la variazione della monitoraggio saranno rilevati anche umidità relativa temperatura esterna e i consumi i consumi reali di combustibile oltre energetici ai parametri climatici esterni ai quali questi saranno correlati 7 Verifica del comfort Gli stessi dati raccolti attraverso le Auditor, Responsabile Check-list Relazione descrittiva di sintesi ambientale campagne di monitoraggio dei gestione impianti, consumi energetici termici saranno Tecnico Referente utilizzati per evidenziare condizioni Aler/Comune di climatiche interne al di fuori dei Milano range di comfort. 8 Implementazione del I dati acquisiti durante la fase Auditor, Certificatore Software CENED Certificato Energetico secondo la modello di calcolo ai fini precedente saranno utilizzati per energetico procedura della Regione Lombardia della Certificazione implementare la procedura di energetica calcolo CENED. L'obiettivo è quello di calcolare il fabbisogno di energia primaria in condizioni normalizzate ai fini della Certificazione energetica 9 Implementazione del I dati acquisiti durante la fase Auditor Software CENED, Valutazione del fabbisogno di energia modello di calcolo ai fini precedente saranno utilizzati per Software Dinamici primaria nelle condizioni operative. Il della Diagnosi Energetica implementare la procedura di modello che rappresenta il Caso Base, - Caso Base calcolo per valutare il fabbisogno di sul quale saranno poi eseguite le energia primaria in condizioni simulazioni, sarà "tarato" sia sulla base operative. Saranno utilizzati due dei consumi energetici forniti sia sulla software, il Software CENED e il base dei valori di temperatura Software Dinamico ambiente effettivamente rilevati 23 Arch. Annalisa Galante
GREEN ENERGY AUDIT Fase Obiettivi Soggetti coinvolti Strumenti Risultati attesi 10 Definizione dei possibili Saranno definiti possibili interventi di Auditor Software CENED, Report esteso di Diagnosi Energetica interventi di riqualificazione riqualificazione energetica che potranno Software dinamici, con descrizione dello stato di fatto energetica dell'edificio riguardare, in funzione del caso, sia gli Modelli di valutazione (strutture e impianti), individuazione impianti sia l'involucro. Per ciascuno economica delle inefficienze strutturali scenario saranno elaborate le prestazioni impiantistiche e gestionali, definizione energetiche raggiunte e le simulazioni e descrizione degli interventi, economiche definiranno i criteri di valutazioni economiche convenienza economica 11 Definizione degli interventi Obiettivo di questa fase è quello di Auditor, Responsabile Rapporto di riunione dal quale si scegliere, sulla base dei tre scenari di Aler/Comune di Milano evincono le motivazioni della scelta intervento proposti dal report di Diagnosi, degli interventi di riqualificazione quello che sarà oggetto del progetto oggetto del progetto esecutivo esecutivo di riqualificazione energetica 12 Progetto esecutivo Elaborazione di un progetto esecutivo Auditor, Progettista, Progettazione esecutiva. Sarà relativo agli interventi di riqualificazione Responsabile allegata una relazione contenente : a) energetica dell'edificio in oggetto Aler/Comune di Milano 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 13 Manuale di gestione Preparazione di un manuale di gestione Auditor e progettista Un miglioramento generale dell’immobile al fine di indicare all’utente le modalità di dell’efficienza energetica dell’edificio, controllo, di funzionamento e di del controllo ambientale, della manutenzione dei sistemi tecnologici e riduzione degli sprechi attraverso una impiantistici corretta gestione da parte dell’utente 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
GREEN ENERGY AUDIT RILIEVI IN CAMPO 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
GREEN ENERGY AUDIT RILIEVI IN CAMPO 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 SIMULATION AUDIT Procedura di calcolo CENED+ Design Builder EPi=198,4 kWh/m2K 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 sostituzione di tutti i serramenti; 28 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 + 38 sostituzione degli attuali generatori di calore con pompe di calore a gas; punti installazione di un impianto fotovoltaico. 31 Arch. Annalisa Galante
GREEN ENERGY AUDIT E LEED VALUTAZIONE ENERGETICA ED ECONOMICA DEGLI SCENARI 1 2 3 4 5 6 EP1 EP2 Tasso EP2 Tempo di Riduzione rispetto [kWh/m2a] Interno di Scenario EP1 riduzione ritorno alla baseline Requisiti Rendiment [kWh/m2a] [%] [anni] [%] legislativi o [%] 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
GREEN ENERGY AUDIT E LEED RISULTATI 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 Superficie utile Valore Costo unitario Destinazione d’uso dell’immobile massimo massimo (€/m2) (m2) erogabile (€) Edifici residenziali della classe E1 del Fino a 1.600 1,50 DPR 412/93 esclusi collegi, conventi, compresi 5.000 case di pena e caserme. Oltre 1.600 1,00 Edifici della classe E3 del DPR 412/93 - 3,50 18.000 Fino a 2.500 2,50 Tutti gli altri edifici compresi 13.000 Oltre 2.500 2,00 34 Arch. Annalisa Galante
IL PIANO CONFINDUSTRIA CFL = consumo finale lordo ---- ULA = unità lavorative standard 35 Arch. Annalisa Galante
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 annalisa.galante@polimi.it marketing@sacert.eu www.green-energy-audit.org www.sacert.eu 37 Arch. Annalisa Galante
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