AiCARR journal #33 | Riqualificazione energetica dei condomini by Quine Business Publisher

#33 RISCALDAMENTOENERGIA ISSN:2038-2723

CONDIZIONAMENTO AMBIENTEREFRIGERAZI EN RISCALDAMENTOAMBIE AM CONDIZIONAMENTO

CONDIZIONAMENTO U

ENERAMBIENTE GIA RISCALDAMEN

LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R

ANNO 6 - SETTEMBRE 2015

CLASSIFICAZIONE ENERGETICA, COSA CAMBIA CON LE NUOVE REGOLE? NORMATIVA

Nuove linee guida sulla contabilizzazione

NnZEB E VALUTAZIONI ENERGETICHE LEGIONELLA, NUOVO STANDARD ASHRAE CASE STUDY

VMC CON RECUPERO DI CALORE PER IL RETROFITTING POMPE DI CALORE AD ASSORBIMENTO NEL CONDOMINIO

MICRO CHP

I meccanismi dello Scambio sul Posto e del Ritiro dedicato

RECUPERATORI ENTALPICI, INADATTI IN ITALIA PRESTAZIONI ENERGETICHE

Il punto sulla simulazione dinamica

RIQUALIFICAZIONE IMPIANTI NEI CONDOMINI GENERAZIONE DISTRIBUITA / RECUPERO / GESTIONE IMPIANTI POSTE ITALIANE SPA – POSTA TARGET MAGAZINE - LO/CONV/020/2010.

EURO15

Organo Ufficiale AiCARR

REFRIGERAZIONE

Rooftop HE l’ottavo cielo

Grande Distribuzione d’Aria Nuova serie di unità Rooftop ad alta efficienza energetica (HE).

Disponibili in molteplici configurazioni, solo freddo, pompa di calore, con modulo di riscaldamento a gas metano a condensazione, i climatizzatori autonomi della serie CUBE e LAMBDA ECHOS sono dedicati alla climatizzazione di superficie estese quali GDO, sale congressi, teatri, strutture ad alto affollamento e terziario in generale. Il recupero di calore, ottenibile con due modalità anche tra loro abbinabili, e la possibilità di operare in modalità free cooling, massimizzano le prestazioni della serie in ogni condizione di funzionamento.

www.bluebox.it

Da 26 a 270 kW Detraibilità fiscale Limiti operativi estesi Freecooling integrato Ventilatori Plug Fan

A piece of life.

GIACOMINI SPIDER.

IL SISTEMA A PAVIMENTO RADIANTE FACILISSIMO DA MONTARE ANCHE NELLE RISTRUTTURAZIONI. Da oggi hai la libertà di scegliere il riscaldamento/raﬀrescamento invisibile a pavimento anche quando ristrutturi grazie a Giacomini Spider, la griglia sottile, resistente e versatile. Con la sua geometria brevettata permette al massetto, solo 3 centimetri totali, di annegare completamente il sistema radiante, garantendo una distribuzione uniforme dell’ energia termica. Disponibile in varie configurazioni: con base adesiva per incollarsi facilmente al pavimento esistente, per incastro su isolante presente in cantiere, con isolante già accoppiato. Una soluzione flessibile, pratica e innovativa che entra a far parte della gamma Giacomini, un mondo fatto di ricerca e innovazione per offrire soluzioni ideali in vari settori dell’impiantistica: sistemi radianti, gestione dell’energia, distribuzione acqua sanitaria e gas, fonti rinnovabili, antincendio. Migliaia di prodotti che entrano a far parte della tua vita. Giacomini, a piece of life. giacomini.com

“

UNA STRATEGIA PER L’ENERGIA

Nonostante l’entrata in vigore del decreto legislativo 102/2014, che recepisce quanto disposto dalla UE in tema di efficienza energetica, questa non sembra rappresentare una priorità nel nostro Paese. Eppure si rivolge ad un settore, l’edilizia, che come è noto è responsabile del 40% dei consumi e delle emissioni nazionali, un settore che in Italia rappresenta oltre il 6% dell’economia, impiega quasi due milioni di persone e un milione di imprese per lo più piccole e piccolissime. Un settore che con un fatturato complessivo di oltre 300 miliardi di euro fornisce, nonostante la crisi, un sostanziale contributo al PIL nazionale. È stato già fatto notare che solo se si volessero conseguire gli obiettivi comunitari, si parlerebbe di investimenti da manovra finanziaria: azioni per 10 miliardi all’anno da qui al 2020. Ma con il quadro generale ed il sistema di regole attualmente a disposizione in Italia sarà difficile raggiungere questi obiettivi. Eppure l’Europa è stata chiara, in un certo senso sorprendentemente chiara. All’inizio del suo mandato, il presidente della Commissione Europea Jean-Claude Juncker ha annunciato la sua intenzione di creare una vice presidenza incaricata di seguire i lavori della cosiddetta Energy Union. Una scelta forte perché denota la volontà di osservare lo sviluppo della politica energetica europea, formulata secondo alcuni punti strategici: la sicurezza energetica, declinata secondo principi di sovranità e vocazionalità; la creazione di un mercato unico dell’energia; l’efficienza energetica come condizione di sviluppo; la de-carbonizzazione dell’economia e la ricerca e l’innovazione. L’implementazione dell’Energy Union non è un’opzione ma senza una strategia nazionale convinta di condividere le decisioni prese a livello europeo ciò rimarrà sospeso nel mondo delle buone intenzioni inespresse. La discussione deve affrontare in modo organico il futuro del mix energetico, la revisione della struttura tariffaria per abbassare i costi delle bollette, l’innovazione delle reti per intensificare lo sviluppo della generazione distribuita, il superamento della logica dei grandi impianti di produzione favorendo lo sviluppo

#33

di distretti energetici ambientali locali, l’incentivazione dell’efficienza energetica e la penetrazione coerente delle FER. Le grandi reti energetiche integrate con quelle delle telecomunicazioni e dei trasporti costituiscono l’asse portante del rilancio del Paese, sul piano della crescita e dell’occupazione. Il settore energetico-ambientale può essere di supporto a tutti gli altri settori produttivi: dell’edilizia, delle agro-energie, della manifattura, della chiusura virtuosa del ciclo dei rifiuti e quindi con questi deve essere integrato. Questi sono i motivi che hanno spinto AiCARR ad esprimere, per esempio, la necessità dell’introduzione di un Testo Unico per l’efficienza energetica in edilizia, e di contemplare i principi che garantiscano la riduzione dei consumi di energia su scala urbana. La trasformazione urbana è l’ambito all’interno del quale si possono promuovere determinate politiche di carattere strutturale: si esce dalla logica di intervento sul singolo edificio per entrate in quella di intervento sul quartiere e sulla città (non sono questo le Smart Cities?). Si tratta di una gestione strategica in un contesto culturale in cui ci si deve però interrogare sulla necessità di un comportamento responsabile e socialmente attento alle modificazioni in atto, contestualizzate al momento storico in cui ci troviamo. Oggi questo significa soprattutto eliminare barriere e confini: direi che occorre anche qui seguire il modello, indicato dall’Europa, della research infrastructure, che significa multidisciplinarietà, attenzione al trasferimento tecnologico e quindi attenzione alla collaborazione con il tessuto produttivo, promozione territoriale di una smart specialization strategy. Come si vede, il tema è comunque quello in cui AiCARR oggi crede: una attenzione al territorio e una valorizzazione delle sue risorse. Che in definitiva è l’attenzione verso il futuro delle giovani generazioni attraverso la creazione di una nuova, rinnovata imprenditorialità che faccia riferimento ad un mondo finalmente diverso. Livio de Santoli, Presidente AiCARR

POTENZA PER IL FREDDO E PER IL CALDO. EFFICIENZA N EL FUNZIONAMENTO ANNUALE.

ORBIT 6

ORBIT 8

Funzionamento da pompa di calore a condizionatore: i compressori scroll ORBIT R410A BITZER offrono un’ampia gamma da 10 a 40 hp – con

Editoriale 2

Novità prodotti 6

RefrigerationWorld 10

NNZEB

Periodico Organo ufficiale AiCARR

Quando la media di 2 e 6 non fa 4: come effettuare le valutazioni energetiche ed economiche in vista degli edifici NnZEB

Per evitare spiacevoli sorprese e dare indicazioni corrette al committente, il progettista dovrà imparare a parametrizzare le valutazioni energetiche sulle inevitabili variazioni climatiche reali di ogni anno di Michele Vio

AiCARR Informa 60

NORMATIVA Nuove linee guida sulla contabilizzazione di Luca Alberto Piterà

LEGIONELLA

Direttore responsabile ed editoriale Marco Zani Direttore scientifico Livio de Santoli Direttore scientifico operativo Francesca Romana d’Ambrosio Comitato scientifico Paolo Cervio, Carmine Casale, Mariapia Colella, Sergio Croce, Livio Mazzarella, Luca Pauletti, Luca Alberto Piterà, Piercarlo Romagnoni, Marco Zani

Nuovo standard Ashrae per gli impianti idrici

Redazione Alessandro Giraudi, Silvia Martellosio, Erika Seghetti redazione@aicarrjournal.org

a cura della Redazione

Art Director Marco Nigris

Il documento stabilisce i requisiti minimi che devono essere rispettati nella realizzazione, progettazione, installazione, gestione e controllo dei sistemi Hvac

Grafica e Impaginazione Fuori Orario - MN

DECRETI EDIFICI Prestazioni energetiche degli edifici, cosa cambia con le nuove regole?

Confronto tra le prestazioni di un edificio reale e uno reale modificato, calcolate secondo le procedure di determinazione della classe energetica vigente prima e dopo l’entrata in vigore del DM Requisiti minimi e delle nuove linee guida per la prestazione energetica di Livio Mazzarella e Luca Alberto Piterà

VENTILAZIONE E RETROFITTING Aspetti tecnico-normativi della ventilazione nella riqualificazione energetica di edifici esistenti L’analisi è stata condotta su un caso di studio di un edificio multiresidenziale afferente al piano PEEP di Corticella a Bologna. Il confronto energetico tra sistema di ventilazione naturale e meccanica evidenzia il vantaggio dei sistemi VMC con recuperatore di calore ad altissima efficienza di Giovanni Semprini e Federico Di Camillo

GAHP Pompe di calore ad assorbimento per riqualificare gli edifici esistenti

Editore: Quine srl shop.quine.it Presidente Andrea Notarbartolo Amministratore Delegato Marco Zani

MICRO CHP

Servizio abbonamenti Quine srl, 20122 Milano – Via Santa Tecla, 4 – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 70057190 e-mail: abbonamenti@quine.it

I meccanismi dello Scambio sul Posto e il Ritiro dedicato per i piccoli impianti cogenerativi

Analisi critica delle condizioni tecniche ed economiche previste dalla normativa per indirizzare verso la scelta del meccanismo di vendita più conveniente in funzione delle caratteristiche dell’impianto microcogenerativo

RECUPERO DI CALORE E CLIMA Recuperatori entalpici: perché sono poco adatti al clima italiano

Le condizioni ottimali per i recuperatori di calore entalpici sono quelle in cui è massima la differenza di entalpia tra aria esterna e aria in ambiente, quindi nei climi molto freddi o molto caldi e/o umidi. In un clima mite come quello italiano è preferibile la tecnologia del raffreddamento adiabatico indiretto di Michele Vio

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Traffico, Abbonamenti, Diffusione Rosaria Maiocchi

Direzione, Redazione e Amministrazione 20122 Milano – Via Santa Tecla, 4 – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 72016740 e-mail: redazione@aicarrjournal.org

di Stefano Campanari, Nicola Fergnani, Alberto Giovanni Castiglioni, Paolo Silva, Aldo Bischi, Andrea Galliani e Ennio Macchi

Pubblicità Quine Srl 20122 Milano – Via Santa Tecla, 4 – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 72016740

Risultati del monitoraggio eseguito in un condominio di Milano, oggetto di un intervento riqualificativo con pompe di calore ad assorbimento Gahp di Massimo Ghisleni

Hanno collaborato a questo numero Anna Maria Atzeri, Aldo Bischi, Stefano Campanari, Francesca Cappelletti, Alberto Giovanni Castiglioni, Livio de Santoli, Federico Di Camillo, Nicola Fergnani, Andrea Galliani, Andrea Gasparella, Massimo Ghisleni, Sergio La Mura, Ennio Macchi, Livio Mazzarella, Luca Alberto Piterà, Giovanni Semprini, Paolo Silva, Athanasios Tzempelikos, Michele Vio

RICERCA- PRESTAZIONI ENERGETICHE La simulazione dinamica delle prestazioni energetiche degli edifici di Livio Mazzarella

Le componenti finestrate delle facciate: metodologie e indicatori per una valutazione integrata delle prestazioni di vetrate e schermature

Gli abbonamenti decorrono dal primo fascicolo raggiungibile.

Stampa CPZ spa - Costa di Mezzate -BG AiCARR journal è una testata di proprietà di AICARR – Associazione Italiana Condizionamento dell’Aria, Riscaldamento e Refrigerazione Via Melchiorre Gioia 168 – 20125 Milano Tel. +39 02 67479270 – Fax. +39 02 67479262 www.aicarr.org Posta target magazine - LO/CONV/020/2010. Iscrizione al Registro degli Operatori di Comunicazione n. 12191 Responsabilità Tutto il materiale pubblicato dalla rivista (articoli e loro traduzioni, nonché immagini e illustrazioni) non può essere riprodotto da terzi senza espressa autorizzazione dell’Editore. Manoscritti, testi, foto e altri materiali inviati alla redazione, anche se non pubblicati, non verranno restituiti. Tutti i marchi sono registrati. INFORMATIVA AI SENSI DEL D.LEGS.196/2003 Si rende noto che i dati in nostro possesso liberamente ottenuti per poter effettuare i servizi relativi a spedizioni, abbonamenti e similari, sono utilizzati secondo quanto previsto dal D.Legs.196/2003. Titolare del trattamento è Quine srl, via Santa Tecla 4, 20122 Milano (info@ quine.it). Si comunica inoltre che i dati personali sono contenuti presso la nostra sede in apposita banca dati di cui è responsabile Quine srl e cui è possibile rivolgersi per l’eventuale esercizio dei diritti previsti dal D.Legs 196/2003.

Gli indicatori PCA (Point Comfort Availability) e SCA (Spatial Comfort Availability) sono in grado di sintetizzare le condizioni di comfort e le prestazioni dell’intero spazio utilizzato, supportando le scelte progettuali e di prodotto di Anna Maria Atzeri, Francesca Cappelletti, Andrea Gasparella, Athanasios Tzempelikos

Aderente

In this issue… 12

NnZEB, how to make the energy and economic evaluations The coming of the NnZEB (near Net Zero Energy Building) is a very important thing. But it will be a challenge for designers. There are two main aspects on which designers are supposed to focus: to be able to explain to clients that a near-zero energy building is not necessarily a building with zero consumption, especially in Italy; and they will be able to make the right economic and energy evaluations. To mini- mize any consumption, designers will have to learn to make energy assessments based on real climatic variations each year, and not to rely on average values. Michele Vio Keywords: NnZEB, energy evaluation, economic evaluation, climate

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New Guidelines on heat metering

Small scale cogeneration and micro-CHP systems: analysis of tariff conditions for electricity exchange with the grid according to the italian legislation The work presents a critical analysis of the technical and economic conditions proposed by current Italian legislation for the electricity exchange with the grid of small-scale cogeneration and micro-CHP-systems. The discussion evidences the differences between the two tariff mechanisms named “Scambio sul posto (SSP)” (a mechanism of grid exchange aiming to restoring part of the tariffs paid on electricity purchase) and “Ritiro dedicato (RID)” (a reference tariff scheme managed by GSE) and delves into their impact on the economic balances of cogeneration systems. S. Campanari, N. Fergnani, A.G. Castiglioni, P. Silva, A. Bischi, A. Galliani e E. Macchi Keywords: Cogeneration, micro-CHP, electricity tariff, grid exchange

ANSI/ASHRAE Standard 188-2015 ‘Legionellosis: Risk Management for Building Water Systems’

Enthalpy heat-recovery systems: why they are not suited to the italian climate The enthalpy heat-recovery systems are having much success in recent years, because they apparently have high energy performance for both heating and cooling. The optimal conditions for the enthalpic recuperators are those in which there is a maximum enthalpy difference between outdoor and indoor air. So these systems are particu- larly suitable in very cold or very hot/humid climates. Indeed they are widely used in northern Europe, USA and in the United Arab Emirates. In a mild climate like the italian one, the enthalpy recovery it’s not so appropriate. In Italy it‘s recommended the implementation of indirect evaporative cooling systems. Michele Vio Keywords: enthalpy heat-recovery systems, indirect evaporative cooling systems, italian climate

Buildings energy performance, what changes with the new rules? What will change with the application of the new DM minimum requirements and the new guidelines for the buildings energy performance? This paper wants to give a concrete answer to this question. We present a case study which compares the performance of a real building, calculated according to the procedures for determining the energy class before and after the entry into force of the new rules. The results show that the energy classification can vary considerably. Livio Mazzarella e Luca Alberto Piterà Keywords: DM minimum requirements, energy performance, energy certification

The case study refers to a residential building renovated by changing the existing generating subsystem with Gas absorption heat pumps (GAHP). In this paper we show are the expected results and in particular the results obtained in the measurement campaigns conducted by the facility operator. Finally, we briefly analyzed two operating seasons, following the commissioning of the new plant. Massimo Ghisleni Keywords: GAHP, building renovation

Aicarr will participate as a technical partner of ANACI in the drafting of ‘Guidelines for the adoption of the thermoregulatory systems and accounting in buildings comprising multiple units’. This paper describes the main features of the document. Luca Alberto Piterà Keywords: heat metering, guidelines

Long awaited industry guidance on legionellosis is now available in a new standard from ASHRAE. The document establishes minimum legionellosis risk management requirements for building water systems. ANSI/ASHRAE Standard 188-2015, Legionellosis: Risk Management for Building Water Systems, is intended for use by owners and managers of human-occupied buildings and those involved in the design, construction, installation, commissioning, operation, maintenance and service of centralized building water systems and components. by editorial staff Keywords: Legionellosis, ANSI/ASHRAE Standard 188-2015, Building Water Systems

Gas absorption heat pumps for the renovations of existing buildings

Technical and regulatory aspects of ventilation in the energy retrofitting of existing building. A case study The topic of the indoor ventilation in residential buildings is now of great interest to ensure high levels of comfort and human health protection. This paper addresses the problem of ventilation within the existing residential buildings by assessing the impact that actual standards on air quality and energy savings impose. The analysis was conducted on a case study of a multi-storey residential building relating to the plan of PEEP Corticella in Bologna. After an analysis of the ventilation requirements, the energy needs of the building and the incidence of heat exchange by ventilation are evaluated both in the actual state and in a project state that provides energy refurbishment to the current national standard. The comparison between energy needs for natural and mechanical ventilation system, highlights the advantage with high efficiency heat recovery, which ensure high comfort, constant IAQ and prevents the formation of mold and condensation due to the continuous air change. Giovanni Semprini e Federico Di Camillo Keywords: mechanical ventilation, natural ventilation, residential climatisation

The components of the windowed facades: methodologies and indicators for an integrated assessment performance of windows and shields The evaluation of the energy performance of transparent components should not neglect their influence on the indoor thermal and visual comfort conditions. If the design choices are based only on the energy need optimization or the cost reduction, they could lead to solutions not suitable for the occupants’ comfort. The available design tools allow the realistic and detailed evaluation of the building energy performance in standardized use conditions, once the site climatic characteristics, the envelope thermophysical properties and the technical characteristics of the systems are known. The actual energy performance becomes more difficult to assess when the occupants behavior has to be included, as it is often influenced by their environment’s perception and the resulting reactions. The significant effect, often negative, of the occupants’ interaction on the real building energy consumption during its operational life, leads to the necessity of a careful assessment of both the building energy needs and the comfort conditions at the same time, since the early design phase. The use of indicators and metrics able to synthesize the different fundamental aspects of the performance, including the indoor environmental quality, becomes essential in order to carry on an adequate comparison between different options. Anna Maria Atzeri, Francesca Cappelletti, Andrea Gasparella, Athanasios Tzempelikos Keywords: Thermal comfort, visual comfort, daylight autonomy, comfort metrics, shading and window systems, integrated performance evaluation

Call for research

papers Temi di interesse

La pagina della ricerca pubblicherà articoli o abstract su climatizzazione ambientale attiva e passiva, refrigerazione, sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili ai fini della climatizzazione ambientale e della refrigerazione.

AiCARR Journal ha istituito «la pagina della ricerca» che, oltre a presentare un articolo di qualità dedicato alla ricerca, riporterà una rubrica di sintesi sulle attività di ricerca in corso nei vari settori di interesse dell’Associazione.

Come partecipare

Per la pubblicazione di un articolo in tale sezione occorre seguire la procedura riportata nella pagina web dell’Associazione sotto /Editoria e libri/Aicarr Journal. L’accettazione dell’articolo sottoposto è comunque subordinata all’esito positivo del processo di revisione da parte di esperti del settore, specificatamente individuati dal Comitato Scientifico della rivista.

Novità Prodotti VRF PER I CARICHI PARZIALI

Si chiama e line la nuova gamma di sistemi VRF per il settore commerciale lanciata da Toshiba, attualmente caratterizzata da due tipologie di prodotti, l’SMMSe e il MiNi SMMSe, e sviluppata in linea con le strategie e con le direttive europee ed internazionali.

LINEA SMMSe (evoluzione del sistema SMMSi) La linea SMMSe si arricchisce di 3 nuovi moduli singoli da 18, 20,22 HP, a fianco dei modelli da 8,10,12,14,16 HP. Un miglioramento di offerta del 60% che porta a dei vantaggi significativi come la possibilità di realizzare un singolo sistema fino a 60 HP con un ridotto ingombro dello spazio necessario al posizionamento delle unità esterne e relativo peso del sistema. Un’espansione delle gamma che coinvolge anche le unità interne con l’introduzione della taglia da 0,6HP e con una scelta di prodotti (parete, cassette compatte, canalizzabili ribassate, consolle a pavimento) che possono essere collegate ad un singolo sistema con diverse combinazioni e fino ad un massimo di 64 unità. Anche in questa nuova linea l’azienda ha lavorato per migliorare la tecnologia VRF per garantire prestazioni più elevate e maggiori risparmi , soprattutto sottolineando ancora una volta il dato più importante per la valutazione di efficienza di un prodotto : i consumi a carico parziale. La condizione di pieno carico infatti, si presenta di solito solo pochi giorni all’anno e i dati riportati (COP e ERR) sono calcolati al carico nominale, quando i compressori operano al 100% della loro capacità, mentre per la maggior parte del tempo le unità operano a carico parziale. Di conseguenza il sistema più efficiente non è quello che offre la massima potenza a pieno carico, ma quello che garantisce le migliori prestazioni a velocità del compressore medio basse (carico parziale). Queste prestazioni sono ulteriormente aumentate con il nuovo sistema SMMSe, grazie all’impiego del nuovo compressore a doppia lama e allo scambiatore dell’unità esterna di nuova concezione. Sia nella stagione estiva che invernale, il sistema SMMSe fornisce il raffrescamento o il riscaldamento necessario a mantenere la temperatura ideale e le unità SMMSe vantano prestazioni al vertice della propria categoria ( COP a -7°C fino a 6,44 e 6,20 rispettivamente al 50% e 30% del carico e a -10°C fino a 4,92 e 4,75 ); valori tanto elevati da rendere queste unità insuperabili per efficienza energetica. Questi sistemi sono progettati per funzionare anche in condizioni esterne difficili: fino a -25°C in modalità riscaldamento e fino a +46°C in modalità raffrescamento. Importante sottolineare i valori raggiunti dal coefficiente ESEER (European Seasonal Energy Efficiency Ratio), superiori a 7 per tutte le unità della famiglia SMMSe.

Controllo del refrigerante L’ottimizzazione del flusso di refrigerante, comandato dal sistema di controllo nell’unità esterna, avviene grazie alla gestione intelligente dei sensori e della frequenza di apertura di ogni singola valvola PMV su ciascuna unità interna, permettendo di stabilizzare le temperature nell’intero edificio, anche con un dislivello molto elevato (dislivello di 40 metri tra le unità interne). Questo garantisce che la quantità di refrigerante in arrivo alle unità interne sia adeguata, evitando sprechi del flusso lungo le tubazioni.

Scambiatore a geometria variabile L’adozione dello scambiatore a 3 ranghi con tubi fino al numero di 40, su tutti i moduli base SMMSe ha consentito di incrementare la superficie di contatto tra lo scambiatore e l’aria che lo attraversa. Il nuovo scambiatore di calore è a geometria variabile e quindi il sistema può scegliere la dimensione dello scambiatore che consente ad esso di produrre esclusivamente solo la capacità richiesta dalle unità interne, ottenendo un notevole risparmio energetico. www.toshiba.it

BALOMETRO PER LE BOCCHETTE PIÙ GRANDI DI ENTRATA E USCITA DELL’ARIA

La gamma degli strumenti Testo si arricchisce con un balometro ideale per le bocchette più grandi di entrata e uscita dell’aria. Lo strumento è particolarmente leggero — il peso è inferiore a 2,9 kg — e preciso nella misurazione, in particolare in corrispondenza delle bocchette di aerazione. Regolando le portate delle bocchette più grandi di entrata e uscita dell’aria negli impianti di ventilazione e climatizzazione, gli utenti possono uniformarsi alle linee guida in materia d’igiene e alle norme sulla qualità dell’aria negli ambienti chiusi senza sforzi e con un’efficienza senza precedenti — ad es. nell’industria, negli uffici o nelle camere bianche. Oltre alla sua leggerezza, le impugnature ergonomiche assicurano una facile e grande maneggevolezza. Gli alloggiamenti dei tiranti a forma conica rendono l’installazione di Testo 420 più semplice e rapida. Una volta richiuso, il cono anemometrico può essere trasportato in modo semplice e sicuro nel carrello in dotazione.

App Bluetooth Per una lettura più comoda dei valori misurati, lo strumento può essere inclinato e rimosso. I dispositivi mobili come smartphone e tablet possono inoltre essere usati come secondo display e telecomando tramite integrazione della app Bluetooth. Ciò rende particolarmente comodo e sicuro, per esempio, l’impiego di un treppiede per i soffitti alti. Inoltre, grazie alla app, gli utenti possono finalizzare il report di misura e trasmetterlo via e-mail sul posto — risparmiando tempo e aumentando l’efficienza. www.testo.it

SOFTWARE PER FACILITARE L’UPGRADE DEGLI IMPIANTI ENERGETICI

CentraLine, marchio di Honeywell, ha presentato il driver C-Bus, una nuova soluzione con cui poter collegare gli impianti energetici al suo sistema centralizzato AX per il controllo e la gestione degli edifici. Negli ultimi anni le richieste dell’automazione nel campo edile si sono fatte sempre più numerose. Oggi gli addetti ai lavori si trovano obbligati ad accettare la sfida lanciata dalle ultime normative che impongono il rinnovamento di impianti ed edifici in linea con lo stato attuale della tecnica. Con il driver C-Bus strettamente legato al mondo dei prodotti AX della CentraLine, è possibile integrare sistemi già esistenti attraverso il controllore HAWK o l’unità operativa ARENAAX grazie all’utilizzo dell’interfaccia CLIF. Viene così consolidata un’altra pietra miliare nel campo del trasferimento dati all’interno di sistemi aperti come BACnet. Grazie al driver C-Bus è ora possibile accedere all’intero database contente dati su allarmi, tempistiche programmate, e molto altro. In questo modo i driver C-Bus già installati, e più datati, possono essere aggiornati, senza interruzioni di operatività, arrivando ad avere le caratteristiche del più moderno modello EAGLE. Di pari passo, anche le unità operative possono essere facilmente sostituite con la versione più moderna rappresentata dall’unità ARENA AX.

Accesso da remoto Grazie al driver C-Bus, CentraLine mette a disposizione degli addetti ai lavori uno strumento con cui poter rinnovare i loro sistemi. L’accesso da remoto è reso possibile grazie ai controllori web-based HAWK e EAGLE nonché al software ARENAAX. ARENAAX è un’unità operativa che offre infinite modalità di controllo tra cui: raccolta centralizzata di dati, archiviazione, funzioni di allarme, creazione di grafici in tempo reale, pianificazione avanzata, gestione di database a livello di sistema e integrazione nei sistemi software già in possesso di ogni singola azienda. La piattaforma di integrazione HAWK può integrare le più diverse applicazioni presenti negli edifici oltre alle classiche applicazioni HVAC. L’interfaccia uomo-macchina presenta all’utente tutte le informazioni in tempo reale con una grafica web. EAGLE è un controllore BACnet per applicazioni HVAC liberamente programmabile le cui funzioni coprono un’ampia gamma di applicazioni nel campo della gestione degli edifici. www.centraline.com

Bluetooth + App

Meno peso. Più precisione. testo 420 – il nuovo balometro per la misura di ampi flussi di aria. • Ergonomico: pesa solo 2,9 kg, è il più leggero dei coni anemometrici (cono standard 610 x 610 mm) • Preciso: grazie al raddrizzatore di flusso, consente una misura affidabile del flusso d’aria • Efficiente: rapido da installare, semplice da utilizzare e conveniente da gestire grazie alla App Per saperne di più: 02/33519.1

analisi@testo.it

testo.it

Novità Prodotti UNITÀ REFRIGERANTI DI NUOVA GENERAZIONE

Emerson Climate Technologies, un ramo di Emerson, annuncia il rilascio della nuova generazione di unità condensanti Copeland EazyCool™ ZX. La nuova EazyCool ZX dispone di un nuovo controllo elettronico che consente di regolare con precisione la pressione di aspirazione e di condensazione, come pure un display LED per la visualizzazione di tutti i parametri. Inoltre, lo sportello anteriore incerneriato presenta

una finestra attraverso la quale è possibile verificare rapidamente lo stato del sistema senza aprire l’unità. La migliorata accessibilità e le impostazioni del controllo preconfigurate permettono di risparmiare tempo e denaro. I nuovi modelli mantengono le stesse dimensioni compatte dell’affermata generazione precedente. Il rumore delle pale del ventilatore è ottimizzato grazie al controllo della velocità di rotazione, mentre l’utilizzo di compressori Copeland Scroll™ permette di ridurre il consumo di energia, nonché di risparmiare sulle spese di esercizio.

Nuovi refrigeranti Inoltre molteplici refrigeranti omologati, tra cui l’R134a, l’R407A e l’R407F, permettono di aumentare la flessibilità di utilizzo e la relativa gestione logistica in quanto un unico modello si adatta alla maggior parte delle applicazioni, cosa che risulta particolarmente vantaggioso per distributori e installatori.

Conformi alla Direttiva Ue sull’ecocompatibilità

Valvole di zona indipendenti dalla pressione PIQCV. Compatte, flessibili ed efficienti. Le PIQCV (Pressure Independent Quick Compact Valve) della gamma Belimo ZoneTight™ sono valvole di regolazione super compatte indipendenti dalla pressione, in grado di fornire costantemente ad ogni terminale caldo o freddo l’esatta portata richiesta garantendo il costante bilanciamento idraulico del sistema. I vantaggi: Guarda il video sulle valvole PIQCV

• Selezione semplificata grazie all’impostazione del valore di portata massima direttamente dall’attuatore • Commissioning agevolato grazie al montaggio rapido ed al bilanciamento dinamico automatico • Alta efficienza energetica grazie alla portata sempre costante ed alla bassa pressione differenziale necessaria • Risparmio di energia grazie al consumo di soli 0,3W ed alle porte di misurazione per verifiche del sistema • Installazione semplice e flessibile anche in spazi molto ridotti grazie al design super compatto

L’acqua è il nostro elemento: www.belimo.it

BELIMO Italia S.r.l., Via Zanica 19H, 24050 Grassobbio (BG), Italia Tel.: (+39) 035 578 87 00, Fax: (+39) 035 67 02 00, info@belimo.it

Le unità refrigeranti ZX risultano già conformi ai requisiti di efficienza della direttiva 2009/125/CE del Parlamento e Consiglio europeo sui requisiti di progettazione ecocompatibile di mobili professionali di immagazzinaggio, abbattitori frigoriferi (blast cabinets), unità condensanti e raffreddatori di processo. www.emerson.com

REGOLAZIONE INTELLIGENTE PER CALDAIE E POMPE DI CALORE

Hoval ha ufficialmente lanciato la nuova generazione di caldaie e pompe di calore. Grazie al nuovo sistema di regolazione TopTronic E, tutti i sistemi di riscaldamento sono dotati di una nuova centralina che si trasforma in un assistente intelligente, costantemente collegato in rete. Il sistema modulare gestisce la regolazione completa dei sistemi di riscaldamento e di raffrescamento con una particolarità: tutti i sistemi — dalle caldaie alle pompe di calore, dai sistemi solari a quelli per la produzione di acqua calda — vengono gestiti dallo stesso sistema di regolazione.

Collegamento a internet Il sistema è collegabile a Internet con le reti LAN e WLAN tramite computer, smartphone e un dispositivo di comando predisposto nel locale. Grazie al collegamento internet, il sistema conosce le previsioni del tempo e, in base a queste, regola la produzione di calore e di acqua calda risparmiando energia. Il sistema si distingue inoltre anche per efficienza e comfort, in quanto regola in automatico la produzione di riscaldamento e di acqua calda strettamente necessaria, riducendo al minimo il consumo di energia. Tramite lo smartphone è possibile controllare il riscaldamento, in modalità touch, per adattarlo alle abitudini giornaliere o settimanali, in modo da poter risparmiare energia durante le ore di lavoro e sfruttare meglio il calore nelle ore notturne. TopTronic E fornisce inoltre dati analitici sul funzionamento e l’efficienza, offrendo una panoramica dei consumi e dei relativi costi presenti e passati. Funzionale anche il servizio assistenza. Il sistema di riscaldamento, grazie a TopTronic E, è in grado di riconoscere in automatico quando è necessario un intervento di assistenza tecnica e di avvisare contemporaneamente, sulla centralina e sullo smartphone, l’utilizzatore e il centro assistenza Hoval. Eventuali guasti agli impianti vengono così riconosciuti in tempo utile e si possono programmare meglio gli interventi. www.hoval.it

Efficienza ed eleganza

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REFRIGERATION WORLD FLUIDO % BIOLOGICO Il produttore di bibite giapponese Suntory in collaborazione con DuPont ha adottato un fluido biologico come termovettore nei suoi impianti. Il fluido, perfettamente compatibile con gli alimenti, è un glicole del propano con eccellente efficienza alle basse temperature, che nel contempo migliora il funzionamento delle pompe di circolazione. È stato certificato come 100% biologico dal Ministero dell’Agricoltura statunitense con riduzione di emissioni serra del 40% e consumi di energie non rinnovabili anch’essi ridotti del 40%. La sua viscosità si mantiene buona anche a basse temperature permettendo una notevole riduzione di assorbimento da parte delle apparecchiature per la produzione del caldo e del freddo durante il processo produttivo.

a cura di Carmine Casale

IL PRIMO FRIGORIFERO DOMESTICO COMPIE  ANNI

BANDO DEGLI IDROFLUOROCARBURI, LA PROPOSTA DELL’AHRI Alla 16a Conferenza sulle Recenti Tecnologie per la Refrigerazione e il Condizionamento dell’Aria tenutasi a Milano, il presidente di AHRI, l’associazione statunitense dei costruttori HVACR, ha sostenuto che è necessario cambiare i codici di sicurezza per gli edifici consentendo l’uso di refrigeranti più infiammabili e potenzialmente tossici se si vuole veramente arrivare al bando degli HFC. Gli ispettori di edifici, le compagnie di assicurazione, i vigili del fuoco dovrebbero essere sensibilizzati su questo problema in modo che possano seguirne il processo di attuazione. I programmi di riduzione degli HFC, definitivamente implementati in Europa e in via di introduzione negli Stati Uniti, hanno bisogno di una forte spinta per arrivare al bando totale previsto. Ma le autorità competenti in materia di sicurezza non sembrano essere coinvolte.

MATERIALI TERMORIFLETTENTI ISPIRATI ALLE FORMICHE SAHARIANE

Il frigorifero domestico ha cento anni. Sviluppato negli Stati Uniti da Fred Wolf Jr. (socio ASRE che nel 1959 si unì a ASHAE per formare ASHRAE) nei primi anni del ’900 entrò in commercio nel 1906 con la sigla DOMELRE (domestic electric refrigerator) ed ebbe subito un grande successo commerciale. Era un apparecchio molto semplice, poco costoso, robusto ma compatto e facilmente amovibile, il cui ingombro maggiore era costituito dal condensatore ad aria a spirale che conteneva al suo interno il compressore frigorifero posto sopra la cella frigorifera vera e propria; aveva l’interessante particolarità che si poteva adattare alle ghiacciaie esistenti a quell’epoca in molte case. Scomparve così poco a poco il commercio delle ingombranti e pesanti stecche di ghiaccio che venivano distribuite alle abitazioni.

G, GLI OBIETTIVI GREEN

Un’interessante scoperta è stata fatta dalla Columbia University di New York e dall’Università di Zurigo. Le formiche argentate sahariane posseggono una particolare peluria che consente loro di resistere al sole del deserto ed a temperature fino a 70 °C. Questa sottilissima peluria riflette la maggior parte delle lunghezze d’onda della luce solare mentre è trasparente agli infrarossi che le formiche stesse emettono per disperdere il loro calore interno consentendo loro di restare a temperature inferiori alla cocente sabbia del deserto. Gli scienziati ritengono che ci sia la possibilità di utilizzare il principio per la ricerca di un rivestimento biologico per il raffreddamento radiante passivo per oggetti come edifici o autoveicoli, o anche indumenti, che permetta di affrontare condizioni esterne estreme.

DAL MIT UN GAS ULTRA FREDDO I ricercatori del MIT di Cambridge, Mass., hanno raffreddato delle molecole di un gas NaK (Sodio-Potassio) fino a solo una frazione di grado sopra lo zero assoluto, un milione di volte più freddo dello spazio interstellare. Come si sa, le molecole normalmente vibrano e ruotano vorticosamente compiendo migliaia di chilometri di percorso ogni ora. Secondo quanto riferito, al MIT sono riusciti a fermare le molecole ultrafredde raffreddando gli atomi a temperature ultra-basse e formando le molecole solo successivamente; in questo modo è stato possibile formare un gas ultra freddo a temperature migliaia di volte più basse di quanto si può ottenere agendo direttamente sulla molecola. Una volta fermate, tutte le molecole smettono il loro movimento disordinato e creano così un complesso che agisce come corpo unico.

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Nell’ultimo G7 è stata indetta la trasformazione della generazione di elettricità in un processo più “pulito” che escluda i carburanti fossili entro il 2050. Le emissioni da carburanti fossili inoltre dovrebbero essere vietate in qualsiasi settore dell’economia entro la fine del secolo. Questa decisione epocale dei leader mondiali segna praticamente la fine dell’era dei carburanti fossili iniziata con la cosiddetta Rivoluzione Industriale e sancisce che nel lungo termine tutte le economie mondiale debbono essere azionate da energie pulite. L’obiettivo per il 2050 è di ridurre globalmente le emissioni dal 40 al 70% rispetto al 2010. È stato anche auspicato l’impegno ad aiutare con ogni mezzo le nazioni sottosviluppate, particolarmente dell’Africa, ad utilizzare energie pulite.

REFRIGERARE COL SOLARE SENZA CONVERSIONE IN ENERGIA ELETTRICA In India un gruppo di studenti ha sviluppato un prototipo di sistema di refrigerazione che usa direttamente l’energia solare senza convertirla in energia elettrica. Il progetto è stato presentato dagli studenti di una Università e usa dei concentratori parabolici di raggi solari invece dei normali pannelli standard. Come si sa, i pannelli fotovoltaici trasformano l’energia solare in energia elettrica per azionare il motore del compressore frigorifero, ma questo sistema risente fortemente delle perdite dovute al processo di conversione. Per minimizzare quanto più possibile le perdite di calore, al collettore parabolico viene aggiunto un componente, denominato tubo di calore, che permette un efficace trasferimento del calore dal collettore.

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DAL GIAPPONE LO STOP A REFRIGERANTI TOSSICI A sorpresa le autorità giapponesi hanno escluso dai nuovi regolamenti sul controllo delle emissioni da fluorocarburi gli HFO 1234yf, 1234e e 1233zd. Il Ministero dell’Economia Industria e Commercio giapponese infatti ha escluso dai regolamenti per la riduzione delle emissioni serra questi refrigeranti sia nelle clausole riguardanti il controllo delle fughe che nella rigenerazione o eliminazione per fine vita delle apparecchiature. La decisione è stata accolta con grande soddisfazione da Honeywell che vende questi gas come refrigeranti, propellenti e solventi; essi potranno quindi essere utilizzati insieme agli idrocarburi e alla CO2.

UN ESPERIENZA LUNGA OLTRE DIECI ANNI

IN FLORIDA UN MAXI MAGAZZINO REFRIGERATO A Port Mahatee, un porto della Florida (USA), sarà costruito un enorme magazzino refrigerato di circa 14 mila m2. La Società Del Monte lo utilizzerà per immagazzinare e processare le sue importazioni di ananas, pompelmi, banane e altri frutti.

FGAS, A RISCHIO LA DISPONIBILITÀ

Un allarme è stato lanciato da un’industria britannica distributrice di refrigeranti, relativo a possibili problemi di approvvigionamento di F-gas dovuti al costante decrescere delle quote di produzione imposte dal Regolamento Europeo. Un modello di domanda di tali gas mostra che in realtà una scarsità di disponibilità si potrebbe avere anche prima del 2020 quando entrerà in vigore il primo bando dall’uso dei gas (con GWP oltre 2500) e ciò potrebbe produrre seri danni e problemi a impiantisti e costruttori. Il principale dei gas colpiti dal provvedimento sarà R-404A comunemente usato negli impianti di refrigerazione commerciale ed industriale per il quale si prevede un calo di disponibilità nei prossimi tre anni e per i quali non esistono alternative, come gli idrocarburi a GWP<150 che non possono essere usati in moltissimi casi.

TECUMSEH PROMUOVE L’RA Tecumseh appoggia l’utilizzo di R452A come alternativa a medio termine di R404A nella refrigerazione commerciale a bassa temperatura. R452A presenta infatti una bassa temperatura di mandata molto importante nell’uso dei compressori ermetici. In parallelo Tecumseh, nel programma di utilizzazione di refrigeranti a basso GWP, sta valutando la possibilità di disporre di compressori compatibili con questo refrigerante da lanciare all’inizio del 2016. R452A ha un GWP di 2140, poco maggiore della metà di R404A; parecchi produttori di trasporti refrigerati lo hanno già adottato in sostituzione di quest’ultimo. Altri refrigeranti di rimpiazzo sono R32, R125 e R1234yf.

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NnZEB

Quando la media di 2 e 6 non fa 4: come effettuare le valutazioni energetiche ed economiche in vista degli edifici NnZEB

di Michele Vio* O SOSTENGO DA SEMPRE: l’arrivo degli edifici NnZEB (Net near Zero Energy Building,

edifici a consumo di energia quasi zero collegati ad una rete) sarà una manna, perché finalmente dovremo fare i conti con tutti, ma proprio tutti, i consumi energetici, da quelli estivi per il raffrescamento a quelli degli ausiliari, troppo spesso trascurati. Eviteremo così di costruire quegli assurdi bunker termici, tanto di moda quanto inabitabili nel dolce clima italiano. Per contro ci sarà un problema: i nostri committenti e gli utenti finali crederanno davvero possibile costruire un edificio a consumi energetici quasi zero, percepito erroneamente come un edificio a costi energetici quasi zero. Qui è bene chiarirsi subito: costruire, o peggio ancora ristrutturare, un edificio per portarlo a consumi energetici quasi zero in Italia è quasi impossibile. Non è un problema di tecnologie né di costi, ma molto più banalmente un problema di spazi. Le tecnologie che sfruttano energie rinnovabili richiedono prima di tutto spazi molto difficilmente reperibili nelle nostre città. Semplificando al massimo il problema, è facile costruire un edificio NnZEB quando si ha a disposizione una superficie opportunamente orientata dove posizionare un impianto fotovoltaico. In un’architettura sviluppata in prevalenza orizzontalmente, ciò è facile. In Italia, però, la densità delle nostre città ci porta in prevalenza a edifici verticali, con poche superfici sfruttabili che, anche quando ci sono, non sempre sono disponibili a causa dell’ombra causata da edifici limitrofi. È un bel problema, senza dubbio, spesso insormontabile, qualche volta risolvibile. Tuttavia, anche se il bilancio energetico fosse soddisfatto o addirittura positivo, cioè se l’edificio producesse più di quanto consuma, sarebbe impossibile raggiungere una parità economica, come sa chiunque abbia un impianto fotovoltaico. La sfasatura tra produzione e consumi è fisiologica: ad esempio l’energia elettrica per l’illuminazione serve di notte o, in inverno, quando il sole è coperto, cioè quando l’impianto fotovoltaico è improduttivo. In queste condizioni si deve necessariamente acquistare energia elettrica dalla rete, pagandola molto di più della cifra cui è stata venduta quando c’è un surplus di energia prodotta dall’impianto fotovoltaico. Di conseguenza, anche quando è soddisfatto il bilancio energetico, vi sono comunque degli esborsi economici da parte del proprietario dell’edificio a consumo nullo. Non è sempre un aspetto facile da spiegare ai non addetti ai lavori. Come potrà difendersi il progettista? In due modi: riducendo il più possibile ogni consumo e imparando a parametrizzare le valutazioni energetiche

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sulle inevitabili variazioni climatiche reali di ogni anno. L’anno medio, per definizione, non esiste. Esistono anni con stagioni più calde o più fredde, più umide o più secche della media: questa estate è stata calda e umida, mentre l’anno scorso fu molto fresca, quasi fredda. Di ciò bisogna tener conto, perché, dal punto di vista sia energetico che economico, la media di un anno caldo e uno freddo è sempre diversa da quella di un anno medio: come recita scherzosamente il titolo, la media di 2 e 6 non sempre è uguale a 4.

Un nuovo indice di risparmio: l’area di superficie fotovoltaica equivalente Cominciamo dal primo aspetto: se non si hanno a disposizione superfici sufficienti per alloggiare un impianto fotovoltaico appropriato, o altre fonti rinnovabili di energia, è necessario ridurre all’osso i consumi. Finora è stato fatto aumentando gli isolamenti termici, errore devastante nel clima mite italiano, perché, così facendo, sono aumentati i consumi in raffrescamento nella mezza stagione. Colpa dei modelli di certificazione energetica attuali, che non considerano il raffrescamento. Per fortuna, con l’arrivo degli NnZEB ciò non sarà più possibile e bisognerà fare i conti con tutti i consumi annuali. E si vedrà anche, lo dico per non sembrare un nemico dell’isolamento termico, un aspetto fondamentale: isolare molto gli edifici non è sbagliato di per sé, ma è sbagliato se non si ha un impianto di climatizzazione idoneo. Per estrema semplificazione, i risultati energetici sono ottimi se in un edificio molto isolato si installa un impianto VAV a tutta aria con tipologie di recupero del calore basate sul raffreddamento adiabatico, sia diretto che indiretto (si veda anche il mio articolo sul recupero di calore pubblicato su questo numero della rivista), diventano pessimi se si utilizza un tradizionale impianto ad aria primaria. In questo secondo caso potrebbe essere più interessante ridurre gli isolamenti termici per migliorare i risultati energetici complessivi.

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Figura 1 – Risultati conseguibili da un impianto a sola pompa di calore

Figura 2 – Risultati conseguibili da un impianto ibrido

Fatta questa premessa veniamo al punto: Michelangelo Nel settore della climatizzazione le variazioni economiche possono essere diceva che la perfezione è fatta di dettagli. Così è anche il ancora maggiori, soprattutto nel caso di pompe di calore. A titolo di esemrisparmio energetico: in fondo lo sappiamo, ma spesso snobpio, mostro il risultato di una recente valutazione economica per un impianto biamo tale concetto perché lo misuriamo solo con indici situato a Milano. L’obiettivo era comprendere se valeva la pena mettere solo economici. Così facendo, 1.000 kWh di energia elettrica risparuna pompa di calore aeraulica, oppure una pompa di calore di taglia inferiore miata all’anno vengono tradotti in un valore di risparmio ecointegrata dalla caldaia esistente (impianto ibrido). Ai fini del ragionamento, non http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 nomico compreso tra 180 a 320 € all’anno, a seconda della interessano tutte le condizioni al contorno, ma solamente l’influenza della variatariffa elettrica della bolletta. Abbiamo una visione molto zione climatica. La Figura 1 mostra cosa avviene nell’impianto con sola pompa parziale, poco coerente con il risultato che vogliamo ottedi calore. Il calcolo fatto sulla base di un inverno medio porta a un risparmio nere. Invece, dovremmo tradurre questo risparmio energedi quasi 9.000 € all’anno rispetto a un impianto con sola caldaia, che aumenta tico in quello ottenuto da una certa superficie di impianto a 12.650 nel caso di un inverno più caldo di 2 °C rispetto alla media. Ciò è comfotovoltaico. Ci accorgeremmo allora che i 1.000 kWh risparprensibile, perché la pompa di calore si trova a lavorare con una temperatura miati corrispondono a una superficie variabile da 5 a 7 m2 della sorgente fredda più elevata e quindi con COP maggiori. Il problema è di pannelli fotovoltaici, a seconda della tecnologia adottata, l’arrivo di un inverno più freddo di 2 °C che, ai prezzi dell’energia utilizzati per dell’inclinazione e dell’esposizione del campo e della latitula valutazione, annulla del tutto il risparmio energetico. La soluzione ibrida, dine dell’installazione. L’impatto psicologico è completamente invece, porta a un risparmio che aumenta passando dall’anno con inverno più diverso, più corretto e coerente con gli obiettivi energetici. caldo di 2 °C a quello medio e a quello con inverno più freddo di 2 °C, perché Io ho cominciato a ragionare così: ai miei clienti propongo si utilizza di più la caldaia rispetto alla pompa di calore, fino a quando questa anche questo indice energetico per ogni soluzione di risparsia conveniente. Se si confrontano i valori dell’anno medio e quelli della media mio proposta e ho notato che si tratta di un’impostazione ben dei tre anni, con un inverno freddo, uno medio e uno caldo in sequenza, l’imcomprensibile anche da chi di energia non capisce nulla o pianto con la sola pompa di calore porta ad un risparmio medio (rispetto alla quasi, come la maggior parte dei clienti finali, che altro fanno soluzione attuale con sola caldaia) di 7.220 €, conto i 10.211 € dell’impianto ibrido.. di mestiere ed è giusto non capiscano nulla di questa materia. Ovviamente, quanto qui riportato non vale in assoluto e non vuol dire che l’impianto ibrido sia sempre migliore. Significa solamente che ogni impianto andrebbe valutato anche sulla base delle variazioni naturali delle condizioni Imparare a fare le valutazione climatiche, per evitare spiacevoli sorprese e dare indicazioni più complete al economiche ed energetiche committente. Analogamente bisogna creare curve di sensibilità al variare del Relativamente al secondo punto, per una qualunque costo delle fonti energetiche. valutazione, economica, energetica o altro, non mi inteDal mio punto di vista, un progettista deve essere come un consulente finanressa tanto un valore assoluto, quanto piuttosto un andaziario: deve indicare al proprio cliente cosa accade al presentarsi di un certo mento parametrizzato al variare delle principali grandezze al avvenimento, che sia l’anno più caldo o più freddo piuttosto che una variacontorno. Ragiono sulle cosiddette curve di sensibilità: vario zione del prezzo delle fonti energetiche. Poi, chi scommette su cosa accadrà, alcuni valori e vedo l’influenza sui risultati finali. In questo deve essere il committente: l’importante è che lo faccia in modo consapevole. modo posso confrontare le varie soluzioni e le propongo ai miei clienti, per condividere la scelta. Soprattutto quando * Michele Vio, Studio Associato Vio, Past President AiCARR si punta ad ottenere ritorni dell’investimento molto rapidi, è importante conoscere le variazioni dovute a stagioni più o meno rigide, proprio perché la media calcolata nell’anno tipo diverge dalla media di stagioni più o meno rigide. Nel campo della frigoconservazione, ad esempio, un’estate più NnZEB, HOW TO MAKE THE ENERGY AND ECONOMIC EVALUATIONS The coming of the NnZEB (near Net Zero Energy Building) is a very important thing. But it will be a chalcalda può far aumentare i consumi addirittura del 10% su lenge for designers. There are two main aspects on which designers are supposed to focus: to be able to base annua, mentre un’estate più fredda li riduce del 7% circa. explain to clients that a near-zero energy building is not necessarily a building with zero consumption, Analogamente una primavera più calda può farli aumentare especially in Italy; and they will be able to make the right economic and energy evaluations. To minidell’8% mentre una più fredda li può diminuire del 6%. Sono mize any consumption, designers will have to learn to make energy assessments based on real climatic valori importanti: è giusto che il committente sia consapevariations each year, and not to rely on average values. vole di quanto i consumi possono cambiare in funzione delle Keywords: NnZEB, energy evaluation, economic evaluation, climate reali condizioni climatiche, in modo da evitare che eventuali aumenti siano imputati a imperizia del progettista.

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Normativa

Nuove linee guida sulla

contabilizzazione di Luca Alberto Piterà*

EGLI ULTIMI ANNi la misura e la ripartizione dei

consumi di energia termica, soprattutto in ambito residenziale, sono state oggetto di grande attenzione grazie alle loro implicazioni a livello tecnico, legislativo, normativo e di tutela del consumatore. Il DLgs. 4 luglio 2014 n.102, recepimento della direttiva 2012/27/UE inerente l’efficienza energetica, ha di fatto rese obbligatorie entro il 31 dicembre 2016 l’adozione e l’installazione di impianti di contabilizzazione diretta dell’energia termica dei servizi di riscaldamento, raffreddamento e di acqua calda sanitaria negli edifici esistenti. Qualora non fosse possibile l’adozione di contatori diretti, il Decreto permette l’adozione di misure indirette attraverso l’adozione di ripartitori. L’obbligo della contabilizzazione del calore è stato poi disciplinato dal DM del 26 giugno 2015, pubblicato in GU n. 39 il 15 luglio 2015 e che entrerà in vigore il 1 ottobre 2015, che riporta i requisiti previsti per le nuove costruzioni, per le ristrutturazioni importanti di primo e secondo livello e per le riqualificazioni energetiche. In questo contesto si inserisce la norma UNI 10200, elaborata dalla Commissione Tecnica 803 del CTI, di cui AiCARR fa parte, a supporto delle disposizioni legislative in materia di ripartizione delle spese. Infatti, la norma, che si applica agli edifici di tipo condominiale dotati di impianti termici centralizzati, fornisce i criteri per ripartire la spesa totale di riscaldamento e acqua calda sanitaria; in

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particolare, distingue i consumi volontari di calore delle singole unità immobiliari da tutti gli altri consumi involontari, cioè quelli essenzialmente dovuti alle perdite della rete di distribuzione. Purtroppo, la recente pubblicazione da parte di UNI della revisione della UNI 10200:2015, nonostante il parere contrario della Commissione Tecnica 803 del CTI, ha creato una turbativa nel mercato. La revisione, basata su un presunto contrasto con la UNI EN 834 (Programmazione ripartitori e determinazione della potenza termica Kq) segnalato a UNI da alcuni operatori, ha infatti determinato una profonda incertezza in molti progettisti, operatori e utenti che, disorientati da una mossa inattesa quanto incomprensibile e da voci incontrollabili, nell’incertezza si stanno fermando, mettendo in crisi i previsti adeguamenti degli impianti che vanno completati entro il prossimo anno in una situazione che attualmente vede la stragrande maggioranza di condomìni utilizzare i ripartitori. A fronte di una forte richiesta, da parte dei soci e dal mercato, di chiarimenti sull’argomento, AiCARR, tra le cui missioni c’è quella di essere un riferimento legislativo, tecnico, normativo e divulgativo nei settori in cui opera, ha accettato di partecipare come partner tecnico di ANACI alla stesura di Linee guida per l’adozione dei sistemi di termoregolazione e contabilizzazione negli edifici composti da più unità immobiliari. Le linee guida sono rivolte a tutti gli attori coinvolti nel processo: progettisti, installatori, amministratori di condominio e

naturalmente gli utenti finali (condomini), ciascuno dei quali ha esigenze diverse in termini di chiavi di lettura degli strumenti sia legislativi sia tecnici. Le linee guida, ovviamente scritte a più mani, toccheranno le seguenti tematiche: 1) quadro legislativo di riferimento; 2) quadro normativo di riferimento; 3) nozioni essenziali dell’impianto termico; 4) scelta del sistema di termoregolazione; 5) scelta del sistema di contabilizzazione; 6) processi e figure coinvolte; 7) l’assemblea; 8) progetto per l’adozione dei sistemi di termoregolazione e contabilizzazione; 9) delibera di esecuzione dei lavori; 10) direzione dei lavori; 11) esecuzione delle opere; 12) collaudo CNI; 13) esponsabilità contrattuali ed extracontrattuali – culpa in eligendo e culpa in vigilando; 14) aspetti contrattuali. In attesa della pubblicazione delle linee guida e dell’incontro con UNI per il confronto sulla UNI 10200, AiCARR ha attivato una serie di seminari informativi sul tema della contabilizzazione dal titolo “L’attuazione dell’art. 9 del d.lgs 102/14 misurazione e fatturazione dei consumi energetici: problemi e soluzioni tecnologiche”, che contengono una sintesi dei due convegni effettuati a Milano il 27 marzo e a Roma il 23 giugno scorso. * Luca Alberto Piterà, Segretario Tecnico AiCARR

Standard Ashrae

Legionella, nuovo standard Ashrae per gli impianti idrici

Il documento stabilisce i requisiti minimi che devono essere rispettati nella realizzazione, progettazione, installazione, gestione e controllo di sistemi Hvac

a cura della Redazione

UNGAMENTE ATTESO DALL’INDUSTRIA HVAC, il nuovo

standard ASHRAE che stabilisce i requisiti minimi per la gestione del rischio legionellosi nella costruzione e conduzione di sistemi idrici, è finalmente disponibile. «L’interesse da parte del settore Hvac nello sviluppo di questo standard è stato enorme — ha dichiarato Tom Watson, presidente della commissione che ha redatto lo standard —. Gli Stati Uniti registrano ogni anno dagli 8mila ai 10mila contagi, il 10% dei quali mortale, ed è quindi fondamentale che vengano stabiliti requisiti stringenti per ridurre il rischio». Lo standard — ANSI/ASHRAE Standard 188-2015, Legionellosis: Risk Management for Building Water Systems — è destinato ai proprietari e gestori degli edifici e a tutti i soggetti coinvolti nella progettazione, costruzione, installazione, messa in servizio, la manutenzione e gestione di sistemi idrici centralizzati e dei relativi componenti. I requisiti specifici dello standard includono: • Requisiti minimi di Gestione dei Rischi Legionellosi per gli edifici e i loro sistemi idrici, associati con acqua potabile e non. • Istituzione da parte della proprietà di un team di programmazione, responsabile dell’applicazione di un programma per la gestione delle acque, in rispetto della normativa di riferimento.

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• Fornitura di requisiti specifici e dettagliati su come le strategie di controllo anti legionella devono essere realizzate e documentate, senza indicare quali strategie debbano essere implementate. Lo Standard 188 è costituito da sezioni normative seguite da allegati normativi e informativi. Le sezioni

ANSI/ASHRAE Standard 188-2015

Legionellosis: Risk Management for Building Water Systems

e appendici normative specificano i requisiti per aderire allo standard, mentre le appendici e i riferimenti informativi sono previsti come guida. Il comitato permanente Project Standard (SSPC) 188 ASHRAE ha dedicato una notevole quantità di tempo e lavoro per risolvere le questioni poste dalle parti coinvolte ed interessate, che sono intervenute con commenti in fase di revisione pubblica. Sono previste modifiche al fine di migliorare lo standard, che è attualmente in manutenzione continua, aggiornandolo con la pubblicazione di addenda approvati. Il calendario prefissato per la ripubblicazione, con aggiunte e errata corrige approvate, è previsto ogni tre anni.

Approved by the ASHRAE Standards Committee on May 27, 2015; by the ASHRAE Board of Directors on June 4, 2015; and by the American National Standards Institute on June 26, 2015. This Standard is under continuous maintenance by a Standing Standard Project Committee (SSPC) for which the Standards Committee has established a documented program for regular publication of addenda or revisions, including procedures for timely, documented, consensus action on requests for change to any part of the Standard. The change submittal form, instructions, and deadlines may be obtained in electronic form from the ASHRAE website (www.ashrae.org) or in paper form from the Senior Manager of Standards. The latest edition of an ASHRAE Standard may be purchased from the ASHRAE website (www.ashrae.org) or from ASHRAE Customer Service, 1791 Tullie Circle, NE, Atlanta, GA 30329-2305. E-mail: orders@ashrae.org. Fax: 678-539-2129. Telephone: 404-636-8400 (worldwide), or toll free 1-800-527-4723 (for orders in US and Canada). For reprint permission, go to www.ashrae.org/permissions. © 2015 ASHRAE

ISSN 1041-2336

Lo standard ANSI / ASHRAE 188-2015 è acquistabile sull’Ashrae bookstore (www.ashrae.org/bookstore) a un costo di $ 58 ($ 48 per i membri ASHRAE) + tasse

La presente comunicazione ufficiale ASHRAE è stata tradotta da Sergio La Mura — Responsabile del Comitato Tecnico Sanità (CTS) AiCARR — che, unico membro europeo, ha partecipato attivamente ai lavori. Per chiarimenti e interpretazioni (europee-italiane) sull’applicazione della norma e per richieste di emendamenti contattare: slamura@siram.it.

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Certificazione energetica

Prestazioni energetiche degli edifici

Cosa

cambia con le nuove regole?

L TERMINE DI ENTRATA IN VIGORE del nuovo

DM requisiti minimi (Piterà, 2015a) e delle nuove linee guida per la prestazione energetica degli edifici (Piterà, 2015b), previsto per l’1 luglio 2015, è stato spostato all’1 ottobre 2015 per le Regioni e le Province Autonome che non hanno già recepito autonomamente la direttiva europea con la pubblicazione dei Decreti, avvenuta il 15 luglio 2015.

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L’applicazione dei Decreti comporta risultati abbastanza diversi da quelli ai quali il progettista dell’edificio, inteso come sistema fabbricatoimpianto, è abituato; per questo motivo abbiamo pensato possa essere utile fornire un esempio per chiarire alcuni punti focali.

L’esempio L’edificio campione utilizzato per le simulazioni è quello riportato nella appendice C della

norma UNI EN 12831:2006, alla quale si può fare riferimento per i dettagli. Si tratta di un edificio residenziale, in zona climatica D con 1415 GG, con un piano fuori terra con sottotetto non riscaldato e un parziale seminterrato sottostante. Il volume lordo climatizzato è pari a 360 m3 con una superficie disperdente di 373 m2 e un rapporto S/V pari a 1,03, e una superficie utile climatizzata pari a 113 m2. La parete ovest del soggiorno è a contatto con

EDIFICIO DI NUOVA COSTRUZIONE

3. Requisiti specifici per nuove costruzioni: Gli edifici di nuova costruzione sono quegli edifici, pubblici e privati, nuovi ed esi• verificare il rispetto delle seguenti condizioni: stenti, il cui titolo abilitativo è presentato dopo l’1 ottobre 2015, per i quali il DM requisiti minimi prevede una serie di prescrizioni e requisiti, di seguito riportati: i valori dei parametri relativi all’involucro, H’T (coefficiente medio globale di 1. Prescrizioni generali per tutte le tipologie di intervento: scambio termico) e Asol,est/Asup utile (area solare equivalente estiva), devono • controllare le strutture edilizie ai fini della verifica dell’assenza di formazione essere inferiori ai quelli limite riportati nel DM, in funzione del rapporto S/V e di muffe e condense interstiziali, secondo UNI EN ISO 13788; della zona climatica, il primo e per i soli edifici residenziali (E.1, ad esclusione • ridurre i fabbisogni energetici per la climatizzazione estiva tramite: di collegi, conventi, case di pena, caserme, e la categoria E.1(3)), il secondo; utilizzo nelle coperture di materiali a elevata riflettanza solare che garani valori degli indici energetici EPH,nd, EPC,nd, EPgl,tot devono risultare tiscano un valore di riflettanza non inferiore a 0,65 per coperture piane inferiori a quelli limite calcolati per l’edificio di riferimento; e a 0,30 per coperture a falde, a condizione che il rapporto costi/benefici i valori delle efficienze ηH, ηC, ηW, devono essere superiori a quelli indisia favorevole; cati per l’edificio di riferimento; adozione di tecnologie di climatizzazione passiva, quali coperture verdi deve essere valutata l’efficacia di sistemi schermanti sulle superfici vetrate, esterni e ventilazione naturale; o interni, tali da ridurre l’apporto di energia termica per irraggiamento solare; • assicurare la qualità dell’acqua utilizzata negli impianti termici tramite: in tutte le zone climatiche a esclusione della F, per le località nelle quali, nel mese di massima insolazione estiva, il valore medio mensile dell’irraadozione della norma UNI 8065; dianza sul piano orizzontale, Im,s, risulta maggiore di 290 W/m2, salvo che obbligo di condizionamento chimico per il trattamento dell’acqua degli impianti di climatizzazione invernale con o senza produzione di ACS; per gli edifici classificati nelle categorie E.6 ed E.8, relativamente a tutte le pareti verticali opache con l’eccezione di quelle comprese nel quadrante obbligo di trattamento di addolcimento dell’acqua di impianto (per potenze NW/N/NE, devono essere verificate le seguenti condizioni: termiche al focolare maggiori di 100 kW e in presenza di acqua di alimentazione con durezza maggiore di 15 gradi francesi); deve risultare Ms > 230 kg/m2 o YIE < 0,10 W/m2K, con Ms massa super• installare un contatore del volume di ACS prodotta e di un contatore del volume ficiale modulo della trasmittanza termica periodica; dell’acqua di reintegro per l’impianto di riscaldamento (per impianti dotati di il modulo della trasmittanza termica periodica, YIE, delle pareti orizgeneratori con potenze termiche nominali del generatore maggiori di 35 kW); zontali e inclinate deve essere minore di 0,18 W/m2K; • assicurare, nel caso di microcogenerazione, PES ≥ 0; nel caso di impiego di tecniche e materiali, anche innovativi quali le • dotare ascensori e scale mobili di motori elettrici che rispettino il regolacoperture a verde, bisogna documentare l’equivalenza con le disposimento CE 640/2009. zioni di cui al punto precedente; http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 2. Prescrizioni specifiche per nuove costruzioni • verificare che per le zone climatiche C, D, E e F, tranne che per gli edifici di • predisporre le opere murarie e impiantistiche necessarie al collegamento categoria E.8, le strutture edilizie verticali, orizzontali e inclinate di confine delle centrali tecnologiche con reti di teleriscaldamento o teleraffreddatra edifici e unità immobiliari confinanti e quelle che delimitano verso l’ammento eventualmente presenti a una distanza inferiore a 1000 metri o che biente esterno gli ambienti non dotati di impianto di climatizzazione che siano approvate nell’ambito di opportuni strumenti pianificatori, purché le sono adiacenti agli ambienti di climatizzati siano caratterizzate da un valore valutazioni tecnico economiche siano favorevoli; della trasmittanza termica, U, inferiore a 0,8 W/m2K; • dotare gli impianti di climatizzazione invernale di sistemi per la regolazione • integrare le FER come previsto dal DLgs 28/2011. automatica della temperatura ambiente nei singoli locali o nelle singole zone 4. Requisiti perché un edificio a energia quasi zero sia classificato nZEB: termiche al fine di non determinare surriscaldamento dovuto agli apporti • rispettare i valori limite dei parametri relativi all’involucro, H’T e Asol,est/Asup utile, solari e a quelli gratuiti interni; gli indici energetici EPH,nd, EPC,nd, EPgl,tot e le efficienze ηH, ηC, ηW, vigenti dall’1 • installare sistemi intelligenti di misurazione dell’energia consumata; gennaio 2019 per gli edifici pubblici e dall’1 gennaio 2021 per tutti gli altri edifici; • installare sistemi di contabilizzazione dei servizi di riscaldamento, raffre• prevedere il 50% di integrazione per le FER; scamento e produzione di ACS nel caso di impianti termici al servizio di più • adottare generatore di calore a biomasse solide combustibili solo quando unità immobiliari; siano rispettati i valori dei rendimenti termici utili nominali corrispondenti • adottare per gli edifici non residenziali un livello minimo di automazione per alle classi minime di cui alle pertinenti norme di prodotto. Si noti che nel il controllo, la regolazione e gestione del sistema edificio impianto (BACS) Decreto questo requisito è stato erroneamente inserito all’interno del comma corrispondente alla Classe B della UNI EN 15232. 4 del paragrafo 2.3).

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BUILDINGS ENERGY PERFORMANCE, WHAT CHANGES WITH THE NEW RULES?

What will change with the application of the new DM minimum requirements and the new guidelines for the buildings energy performance? This paper wants to give a concrete answer to this question. We present a case study which compares the performance of a real building, calculated according to the procedures for determining the energy class before and after the entry into force of the new rules. The results show that the energy classification can vary considerably. Keywords: DM minimum requirements, energy performance, energy certification

una casa adiacente. Il piano terreno è rialzato di 0,5 m dal livello del suolo. Il soggiorno ha un pavimento su intercapedine, mentre il resto del piano terreno è al di sopra del seminterrato nel quale sono una cantina e un garage, non riscaldati, e un locale hobby riscaldato il cui muro esterno prospiciente la bocca di lupo è rivolto verso l’esterno L’edificio risulta costituito da un’unica zona termica servita da un unico generatore. Il garage, la cantina, il sottotetto e il vano scale non sono riscaldati; quest’ultimo è confinato da porte di piano; la temperatura di questi ambienti non riscaldati è considerata uguale e uniforme soltanto se per il fattore btr si utilizzano i dati riportati dalla UNI TS 11300–1; negli altri casi questi ambienti devono essere

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trattati come locali genericamente a temperadi conversione in energia primaria previsti dal DM tura diversa. Ai fini del calcolo dell’energia prirequisiti minimi. In queste ipotesi, come mostrato maria, la casa adiacente è considerata dotata di in Figura 1, l’edificio è in classe B, con un fabbisoimpianto di riscaldamento, quindi a una temperagno di energia primaria non rinnovabile per i soli tura dell’aria pari a 20° secondo la UNI /TS 11300-1. servizi di riscaldamento e ACS pari a 44,2 kWh/m2|a; I servizi impiantistici presenti sono riscaldai fabbisogni termici per riscaldamento e raffrescamento, produzione di ACS e raffrescamento. I primi mento sono rispettivamente QH,nd = 5.667 kWh due utilizzano un generatore di calore a condene QC,nd = 3.310 kWh l’energia primaria globale sazione con produzione combinata, il terzo una totale richiesta dalla nuova legislazione relativa macchina frigorifera a compressione di vapore a tutti i servizi forniti all’edificio, EPgl,tot, è uguale azionata elettricamente. I servizi di riscaldamento e a 106,29 kWh/m2|a. raffrescamento utilizzano pannelli radianti a pavimento. Per quanto riguarda le fonti rinnovabili, l’eEdificio di riferimento dificio è dotato di un impianto solare termico con Per verificare se l’edificio reale rispetta i requicollettori sottovuoto di superficie di apertura pari siti previsti dal nuovo Decreto, bisogna considea 7 m2, a integrazione dei servizi di riscaldamento rare l’edificio di riferimento, in quanto non sono e ACS, e di un impianto fotovoltaico con 12 m2 più previsti i limiti assoluti imposti dalla legislacon pannelli in silicio monocristallino. Entrambi zione oggi in vigore (Piterà, 2015a). gli impianti sono integrati nella copertura a falda, I parametri utilizzati per l’edificio di riferimento esposti a Sud. Sono stati utilizzati i fattori di consono: versione in energia primaria dei vettori energe• pareti esterne e verso spazi non riscaldati Uref tici previsti dal DM requisiti minimi: Fp elettrico e PE@2015 = 0,34 W/m2K; del gas naturale pari http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 rispettivamente a 2,42 e 1,05. • coperture e solai Uref COP@2015 = 0,30 W/m2K; Attualmente non sono disponibili software com• pavimenti contro terra e verso zone non riscalmerciali in linea con quanto previsto dal Decreto, date Uref PAV@2015 = 0,32 W/m2K; per cui la procedura qui utilizzata è stata mac• serramenti verso l’esterno Uref SER@2015 = 2,00 W/m2K; chinosa in quanto è stato necessario modellare • trasmittanze uguali a quelle limite imposte per l’edificio più volte. la zona climatica D dal 2015. • fattore di trasmissione solare totale, Ggl+sh, uguale a 0,35 per esposizioni E/S/W; Edificio reale Per quanto riguarda la trasmittanza termica, Per prima cosa si è provveduto al calcolo della i valori, che tengono conto dei ponti termici, nel prestazione dell’edificio campione sulla base della caso di strutture di separazione tra zone riscallegislazione vigente a livello nazionale per gli edidate e zone non riscaldate dipendono anche dal fici di nuova costruzione, utilizzando però i fattori

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Figura 1 – Quadro riassuntivo delle prestazioni calcolate con la legislazione attuale H W C EPrinnovabile (kWh) 2037 1839 1833 44,2 44,2 EPnon rinnovabile (kWh) 4522 473 1508 kWh/m kWh/m22 EPtotale (kWh) 6558 2112 3341 QR (%) 31,1 77,6 54,9

fattore di correzione dello scambio termico tra ambiente climatizzato e non climatizzato, btr,U, e quindi cambiano in funzione delle caratteristiche del locale con cui ci si interfaccia. Ad esempio, per una parete verso cantina con una parete verso l’esterno, il fattore btr,U, secondo UNI/TS 11300-1 è pari a 0,4, la trasmittanza base di riferimento delle pareti verso ambienti non climatizzati, Uref PE@2015, è uguale da tabelle del DM a 0,34 W/m2K, il parametro che occorre considerare secondo il Decreto, Uref PU@2015, è infine il rapporto dei precedenti risultando quindi pari a 0,85 W/m2K. Va sottolineato che quest’ultimo parametro va poi rimoltiplicato per btr,U per il calcolo della prestazione dell’edificio di riferimento neutralizzando l’effetto della scelta. Ciò significa che qualsiasi btr,U si scelga la prestazione dell’edificio di riferimento è sempre la stessa, mentre la prestazione dell’edificio reale cambia (sia che si usi il coefficiente correttivo o che si calcoli la temperatura dell’ambiente non climatizzato). Per quanto concerne l’impianto di riferimento, sono stati utilizzati i rendimenti di generazione previsti dal Decreto, cioè ηgn = 0,95 per generatori a gas naturale per il riscaldamento e ηgn = 0,85 per la produzione

V 0 0 0 0,0

L 0 0 0 0,0

GLOBALI 5508 6503 12011 45,9

C 1165 1815 2980 39,1

V 0 0 0 0,0

L 0 0 0 0,0

GLOBALI 4719 5264 9983 47,3

Figura 3 – Quadro riassuntivo delle prestazioni dell’edificio reale modificato H W C EPrinnovabile (kWh) 1581 1767 1161 20,4 20,4 EPnon rinnovabile (kWh) 1946 359 1314 kWh/m kWh/m22 EPtotale (kWh) 3527 2126 2475 QR (%) 44,8 83,1 46,9

V 0 0 0 0,0

L 0 0 0 0,0

GLOBALI 4509 3618 8127 55,5

Figura 2 – Quadro riassuntivo delle prestazioni dell’edificio di riferimento

31,2 31,2 kWh/m kWh/m22

A+

EPrinnovabile (kWh) EPnon rinnovabile (kWh) EPtotale (kWh) QR (%)

H 1520 2898 4418 34,4

W 2033 552 2585 78,7

Figura 4 – Quadro riassuntivo delle prestazioni dell’edificio di riferimento per la certificazione energetica H W C V L GLOBALI EPrinnovabile (kWh) 1431 2067 1196 0 0 4694 26,7 26,7 EPnon rinnovabile (kWh) 2428 519 1885 0 0 4832 kWh/m kWh/m22 EPtotale (kWh) 3859 2586 3081 0 0 9527 QR (%) 37,1 79,9 38,8 0,0 0,0 49,3

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di ACS e ηgn = 2,5 per le macchine Edificio reale modificato Conclusioni frigorifere elettriche a compressione L’edificio reale così come previsto dalla norma La nuova procedura di verifica dei requisiti minimi di vapore. Poiché la generazione di UNI EN 12831:2006 non verifica gli indici di riferie di certificazione energetica, applicata a un edifiACS e riscaldamento è combinata mento EPgl,tot,ref, QH,nd,ref e QC,nd,ref, per cui sono state cio residenziale che rispetto alla attuale legislazione e il Decreto non riporta un valore nazionale è in classe B, porta ai risultati sintetizzati in ridefinite le trasmittanze delle superfici disperdenti del rendimento per questo speciTabella 2, dalla quale risulta che un edificio costruito e i ponti termici, lasciando pressoché invariata la fico caso, per il generatore di calore nella prima metà del 2015 e classificato B, quando parte impiantistica. In Figura 3 sono riportati i prinè stato utilizzato un valore del rensarà riassoggettato alla certificazione energetica pascipali risultati di calcolo dell’edificio reale modidimento pari alla media pesata sui serà in classe C, principalmente perché verrà incluso ficato, per il quale si ha Ep,gl,tot = 71,92 kWh/m2|a, fabbisogni richiesti al generatore per il servizio raffrescamento, prima non considerato. Se QH,nd = 2.993 kWh e QC,nd = 2.496 kWh, tutti valori i singoli servizi. Inoltre, siccome le l’edificio fosse solo riscaldato, con le nuove regole inferiori a quelli limite dell’edificio di riferimento efficienze di riferimento sono comresterebbe in classe B e non passerebbe in classe A1 (per sintesi sono stati riportati solo alcune delle prensive dell’effetto dei consumi degli per soli 1,44 kWh/m2|a, per cui sembrerebbe che la verifiche richieste dal Decreto). L’edificio ricade ausiliari, cioè della dissipazione di in classe A+ per l’attuale legislazione, che connuova procedura certificativa sia più benevola della parte dell’energia elettrica in energia sidera solo riscaldamento e produzione di ACS. precedente, ma solo per gli edifici non raffrescati. termica, una recente interpretazione Per capire quale sarà la nuova classe ai sensi delle Per quanto concerne le verifiche dei requisiti ministeriale ha indicato di considenuove linee guida sulla prestazione energetica minimi, il rispetto degli indici EPgl,tot, QH,nd e QC,nd, rare il consumo elettrico degli ausidegli edifici è opportuno definire il nuovo campo per i nuovi edifici comporterà un’attenzione magliari, Waux, uguale a 0; per gli Autori delle classi determinato dall’Ep,nrentot dell’edificio giore del progettista termotecnico alla progettazione dell’involucro, con un’attenzione particolare questa interpretazione è sbagliata, in di riferimento (Piterà,2015,b). allo studio dell’effetto dei ponti termici sulla strutquanto il Decreto dice che è incluso http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 tura e alla scelta degli ausiliari elettrici, in quanto tali “l’effetto sull’efficienza dei consumi Edificio di riferimento per la parametri non essendo presenti o meglio essendo degli ausiliari elettrici”, cioè il recucertificazione energetica compresi nei valori di riferimento, portano a valori pero termico, e non il loro consumo; È stato modellato un nuovo edificio di rifedi EPgl,tot dell’edificio di riferimento relativamente tanto più sbagliata se si tiene poi rimento, che adotta i limiti di trasmittanza preconto della necessità di separare i visti per la zona climatica D per il 2019/2021. Per bassi. Ma in particolare tale necessità risulta da una diversi consumi energetici per vetquanto riguarda la parte impiantistica, a differenza (almeno su questo caso) maggiore severità dei requitore per poter poi applicare i reladell’edificio di riferimento per la verifica dei limiti siti termici (QH,nd e QC,nd) su quello energetico, EPgl,tot. tivi fattori di conversione in energia quello per la certificazione ha tecnologie uniche Ovviamente, non è possibile generalizzare questi primaria. I valori di riferimento delle (Piterà,2015,b). In questo caso, quindi, la generarisultati, per quanto riferiti a un caso di studio riporefficienza di emissione, regolazione zione per il riscaldamento e ACS è stata consitato in una norma. distribuzione dei circuiti idronici per derata separata. In Figura 4 sono rappresentati i vari servizi sono rispettivamente i principali risultati dei calcoli. Prendendo come * Livio Mazzarella, Politecnico di Milano, ηuH = 0,81, ηuC = 0,81 e ηuw = 0,70. base il valore di Ep,nren = 42,76 kWh/m2|a è possiPresidente delle Commissione Rapporti Internazionali di AiCARR In Figura 2 sono riportati i risultati bile creare la scala energetica per il nostro nuovo Luca Alberto Piterà, Segretario Tecnico AiCARR della simulazione dell’edificio di rifeedificio reale, come mostrato in Tabella 1, dalla rimento relativo all’edificio considequale si ricava che l’edificio modificato, avendo rato, che è quindi caratterizzato da un un valore di Ep,nren che comprende tutti i servizi Nei prossimi fascicoli saranno sinteticamente pubblicati i valore di EPgl,tot,lim. = 88,35 kWh/m2|a, presenti pari a 32,02 kWh/m2|a, risulta essere in risultati di ulteriori simulazioni e si auspica che altri casi di studio vengano proposti alla Redazione dai professionisti sensibilmente inferiore a quello classe A2. che dovranno affrontare queste problematiche. precedentemente calcolato e da fabbisogni termici che sono rispettivamente: QH,nd,lim = 3.449 kWh e Tabella 2 – Confronto tra le prestazioni dell’edificio reale e di quello reale QC,nd,lim = 2.578 kWh. modificato calcolate secondo le procedure di determinazione della classe energetica in vigore prima (pre) e dopo (post) l’entrata in vigore del DM 26-06-2015

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Tabella 1 – Classificazione energetica in base alle nuove linee guida Classe A4

≤

17,10

Classe A3

≤

25,66

25,66 <

Classe A2

≤

34,21

Classe A1

≤

42,76

Classe B

≤

51,31

Classe C

≤

64,14

Classe D

≤

85,52

Classe E

≤

111,18

Classe F

≤ 149,66

149,66 <

Classe G

17,10

Edificio

Procedura Classe

Ind.Cert. EPnren

EPH,nr

EPW,nr

EPC,nr

kWh/m2|a kWh/m2|a kWh/m2|a kWh/m2|a

EPgl,tot

kWh/m2|a

reale

pre

44,2

40,0

4,2

reale

post

57,6

40,0

4,2

13,4

45,9

106,3

modificato

pre

A+

20,4

17,2

3,2

11,6

55,5

71,9

modificato

post

32,0

17,2

3,2

11,6

55,5

71,9

Riferimento RM

post

46,7

25,7

4,9

16,1

47,3

88,4

Riferimento APE

post

A1-B

42,8

21,5

4,6

16,7

49,3

84,3

BIBLIOGRAFIA

• Piterà L,A, 2015a, Siamo pronti per il nuovo DM requisiti Minimi, AiCARR Journal, 30, 12-13 • Piterà L,A, 2015b, Certificazione energetica: le nuove Linee Guida, AiCARR Journal, 31, 12-15

#33

Ventilazione e retrofitting

Aspetti tecnico-normativi della ventilazione nella riqualificazione energetica di edifici esistenti

L’analisi è stata condotta su un caso di studio di un edificio multiresidenziale afferente al piano PEEP di Corticella a Bologna. Il confronto energetico tra sistema di ventilazione naturale e meccanica evidenzia il vantaggio dei sistemi VMC con recuperatore di calore ad altissima efficienza di Giovanni Semprini e Federico Di Camillo*

EGLI ULTIMI DECENNI si è assistito a una crescente

attenzione al problema legato all’incremento dell’inquinamento atmosferico, nei Paesi più industrializzati e in quelli emergenti, in quanto questo costituisce una reale fonte di pericolo per la salute e il benessere dell’uomo. Parallelamente a un seppur parziale contenimento dell’inquinamento outdoor, si è assistito a una crescente attenzione mondiale verso il tema della qualità dell’aria negli ambienti confinati. La questione è di notevole importanza soprattutto perché nella società di oggi le persone trascorrono la maggior parte della loro vita in ambienti chiusi; diretta conseguenza di ciò è

#33

stato il raddoppiarsi negli ultimi due decenni di malattie allergiche e asmatiche (Olesen, 2012): non è quindi possibile prescindere da questo problema specialmente nell’ottica di tutela della salute umana. La qualità dell’aria interna negli ultimi anni è diminuita drasticamente a causa di diversi fattori, tra cui l’esigenza di risparmio energetico, che ha portato a utilizzare soluzioni tecnologiche che hanno reso gli edifici più ermetici, riducendo di fatto il tasso di ventilazione naturale dovuto a infiltrazioni e aerazione, nonché l’utilizzo di nuovi materiali da costruzione e nuove fonti di inquinamento indoor.

IL CASO DI STUDIO L’edificio caso di studio è sito nel quartiere di Corticella alla periferia nord della città di Bologna (Figura 1). Si tratta di un edificio a tipologia in linea a 8 piani, con orientamento Est-Ovest, la cui costruzione è stata terminata nel 1970. Il sistema distributivo è costituito da quattro vani scala che servono ciascuno due unità abitative, per un totale di 64 appartamenti, tutti doppio affaccio NordSud e con metrature variabili tra 70 e 120 m2 di superficie utile (Figura

2). La struttura portante, in calcestruzzo armato, è stata costruita con il metodo delle casseforme rampanti e tamponamento in laterizio: l’analisi delle stratigrafie murarie evidenzia una totale mancanza di materiale isolante e di conseguenza un alto valore di trasmittanza termica. L’edificio è dotato di una sottostazione impiantistica servita da una rete di teleriscaldamento alimentata da generatori a gas metano. L’impianto di riscaldamento è completato da una rete di distribuzione interna a colonne montanti e da termoconvettori.

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Figura 1 – Inquadramento urbanistico dell’edificio oggetto di studio

http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1

Figura 2 – Pianta del piano tipo con le differenti tipologie evidenziate

Figura 3 – Pianta dell’appartamento caso di studio

DETERMINAZIONE DELLE PORTATE DI ARIA DI VENTILAZIONE IN RIFERIMENTO ALLE ATTUALI NORMATIVE Il quadro normativo nazionale e internazionale relativo alle prescrizioni sui requisiti di ventilazione è molto ampio e in fase di evoluzione e aggiornamento. In questo articolo sono state prese in considerazione le principali norme tecniche in vigore (al 2014) relative agli aspetti della qualità dell’aria, del risparmio energetico e delle problematiche di condensa sulle strutture opache. I calcoli sulle portate di aria necessarie a soddisfare i requisiti previsti dalle diverse norme sono stati effettuati nel caso di un appartamento tipo, di cui si riporta in Figura 3 la planimetria, avente una superficie utile di 100 m2, con un’altezza utile di 2,8 m e tre camere da letto per 4 persone. Requisito di ventilazione meccanica secondo UNI 10339

La norma 10339 “Impianti aeraulici al fine del benessere” (UNI, 1995), a oggi in fase di revisione, costituisce tuttora il principale riferimento per il dimensionamento degli impianti di ventilazione meccanica. Essa fornisce, per varie destinazioni d’uso, le portate minime di aria esterna o di estrazione e gli indici di affollamento per diversi ambienti. Nel caso di ambienti residenziali: • Indice di affollamento ns = 0,04 pers/m2 • Portata d’aria esterna per persona = 11 l/(s·pers) Considerando l’alloggio tipo di 100 m2, si ottiene una portata d’aria esterna pari a 158,4 m3/h, che corrisponde a un tasso di ricambio d’aria di 0,57 h-1. Requisito di ventilazione meccanica secondo ASHRAE 62-1

TECHNICAL AND REGULATORY ASPECTS OF VENTILATION IN THE ENERGY RETROFITTING OF EXISTING BUILDINGS: APPLICATION TO A CASE STUDY

The topic of the indoor ventilation in residential buildings is now of great interest to ensure high levels of comfort and human health protection. This paper addresses the problem of ventilation within the existing residential buildings by assessing the impact that actual standards on air quality and energy savings impose. The analysis was conducted on a case study of a multi-storey residential building relating to the plan of PEEP Corticella in Bologna. After an analysis of the ventilation requirements, the energy needs of the building and the incidence of heat exchange by ventilation are evaluated both in the actual state and in a project state that provides energy refurbishment to the current national standard. The comparison between energy needs for natural and mechanical ventilation system, highlights the advantage with high efficiency heat recovery, which ensure high comfort, constant IAQ and prevents the formation of mold and condensation due to the continuous air change. Keywords: mechanical ventilation, natural ventilation, residential climatisation

Lo Standard 62.1-2010 “Ventilation and acceptable indoor air quality” (ASHRAE, 2010) è applicabile a tutti gli ambienti, a esclusione delle case unifamiliari e plurifamiliari uguali o inferiori a tre piani. Nella norma sono presentate due metodologie per il calcolo delle portate d’aria: il primo metodo prevede il calcolo della portata di aria esterna (Vbz) che deve essere garantita nella zona in cui si respira (breathing zone), ricavata in accordo all’Equazione 1: Vbz = Rp · Pz + Ra · Az (1) dove: Az = superficie utile dello spazio occupato (m2)

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Pz = affollamento, inteso come numero massimo di persone contenute all’interno della zona occupata in condizioni standard Rp = portata di aria esterna richiesta per persona (l/(s·pers)) Ra = portata di aria esterna richiesta per unità di superficie (l/(s·m2)) I valori di Rp e Ra sono tabellati nella norma: per gli edifici residenziali con più di tre piani Rp è pari a 2,5 l/s per persona e Ra pari a 0,3 l/(s·m2). Pz è pari a 2 persone per appartamento con una camera da letto con l’aggiunta di una persona per ogni camera da letto in più. Si rimanda allo standard per la seconda metodologia in quanto destinata a casi particolari e piuttosto complessa. Nel caso in esame, considerando un affollamento pari a 4 persone, si ottiene una portata d’aria esterna pari a 144 m3/h, corrispondente a un tasso di ricambio d’aria di 0,51 h-1.

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Figura 4 – Portate d’aria e tassi di ventilazione per le residenze (da UNI EN 15251:2008a)

Essendo la portata d’estrazione totale minore di quella di immissione, si sceglie come valore di progetto la portata d’aria esterna Qestr = 213,48 m3/h, che corrisponde a un tasso di ricambio d’aria pari http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 a 0,76 h-1. Requisiti di ventilazione secondo UNI EN 15251 La norma UNI EN 15251 (UNI, 2008a) “Criteri per la progettazione dell’ambiente interno e per la valuRequisiti di ventilazione secondo tazione della prestazione energetica degli edifici, in la norma CEN TR 14788 relazione alla qualità dell’aria interna, all’ambiente Lo scopo principale della norma CEN TR 14788 termico, all’illuminazione e all’acustica” di attua(CEN, 2006), “Ventilation for buildings. Design and zione alla EPBD, anch’essa in revisione, fornisce dimensioning of residential ventilation systems” è i criteri di progettazione degli ambienti interni quello di fornire criteri di progettazione per ragin base a diversi requisiti di qualità indoor (IAQ, giungere un ragionevole livello di qualità dell’aria illuminazione, acustica e ambiente termico). Per interna evitando sprechi di energia. Ciò significa: quanto concerne la qualità dell’aria vengono for• mantenere la concentrazione inquinanti presenti nite, nel caso di ambienti residenziali, le portate nell’aria interna al di sotto di determinati valori; d’aria e i tassi di ventilazione (Figura 4) in condi• mantenere il valore di umidità in modo tale da zioni di perfetto miscelamento e funzionamento evitare un ambiente troppo secco ed evitare il continuo durante i periodi di occupazione, in funproliferare di muffe e condensa; zione delle categorie di qualità dell’edificio. Viene • rimuovere gli odori in un tempo ragionevole. indicato poi il seguente procedimento di calcolo: Il primo passo è quello di determinare, per • valutazione della portata totale di ventilazione ogni ambiente dell’abitazione, l’inquinante che per l’abitazione sulla base di: può essere presente e che deve essere smaltito (o • superficie in pianta dell’abitazione, secondo mantenuto sotto controllo). Si assume che se l’inla colonna (1); quinante con concentrazione maggiore, ovvero il • numero di persone o numero di camere, principale (key pollutant), è adeguatamente concolonne (2) e (3); trollato, allora anche tutti gli altri contaminanti lo • selezione del valore più alto tra quelli ottesono automaticamente. I valori dei tassi di emisnuti al primo punto per la ventilazione totale sione degli inquinanti devono essere calcolati per dell’abitazione; ogni stanza utilizzando dati a disposizione oppure • adeguamento del tasso di estrazione dai servizi i valori forniti all’appendice A della norma, conoin accordo con le colonne (4a, 4b, 4c). scendo a esempio il numero di persone presenti Considerando una categoria di qualità dell’enell’abitazione e le loro abitudini. dificio pari a II (Livello normale di aspettativa), si Il metodo di calcolo, esposto all’appendice E ottengono i seguenti risultati per le tre modalità della norma, si compone di due parti: nella prima si di valutazione delle portate: considera che l’inquinante venga rilasciato a tasso • (Col. 1) Portata d’aria esterna totale: costante, mentre nella seconda l’inquinante è rilaQ = 0,42·100 = 42 l/s = 151,2 m3/h sciato in modo intermittente. Per poter confron• (Col. 2) Portata d’aria esterna totale: tare i valori calcolati con quelli delle altre norme Q = 7·4 = 28 l/s = 100,8 m3/h qui esaminate, si assume il caso limite di occu• (Col. 3) Portata d’aria esterna totale: pazione dell’appartamento tutto il giorno (inquiQ = 1·(19,8+10,5+14,5+14,5) = 59,2 l/s = 213,48 m3/h nante rilasciato a tasso costante). Il valore massimo da considerare è quello ottePer il caso in esame si considera come inquinuto con la colonna 3, mentre la portata d’estrazione nante principale l’anidride carbonica (CO2) e una totale è pari a Qestr = 20+15+10 = 45 l/s = 162 m3/h produzione per persona pari a q = 12 l/h durante il

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sonno e q = 18 l/h durante il giorno. Considerando 8 ore di sonno giornaliere e un affollamento di 4 persone, si ottiene una produzione totale di CO2 pari a q = 64 l/h. Ipotizzando quindi una concentrazione massima di inquinante (di equilibrio) dell’aria interna cE = 1000 ppm = 0,1% e una concentrazione inquinante dell’aria esterna ce = 350 ppm = 0,035%, si ottiene una portata d’aria esterna pari a Q = q / (cE – ce) = 27,35 l/s = 98,46 m3/h che corrisponde a un tasso di ricambio d’aria: n 0,35 h-1. Requisiti di ventilazione secondo UNI EN ISO 13788

La norma UNI EN ISO 13788 “Prestazione igrometrica dei componenti e degli elementi per edilizia” (UNI, 2003) fornisce un metodo di calcolo per valutare la possibilità di formazione di muffe e condense superficiali, in funzione delle caratteristiche termoigrometriche delle strutture e del tasso di ventilazione degli ambienti. In particolare è previsto che l’umidità relativa in corrispondenza delle superfici non deve essere maggiore di 0,8 per periodi di tempo di diversi giorni e per questo motivo definisce un metodo di calcolo da effettuare per ciascun mese dell’anno. Considerando una produzione di vapore all’interno degli ambienti (CEN, 2006) nel caso di 4 persone in attività e alta emissione di umidità (G = 14 kg/giorno = 0,583 kg/h), una trasmittanza termica della parete esterna U = 1,075 W/ (m2·K), una resistenza termica superficiale interna Rsi = 0,25 (m2·K)/W e un fattore di temperatura sulla superficie interna fRsi = 1 – Rsi · U = 0,731, si ottiene che

RIEPILOGO DEI RISULTATI

Si riportano in Tabella I i risultati ottenuti secondo quanto indicato dalle varie norme tecniche di settore. Il tasso di ricambio maggiore risulta essere pari a n = 0,79 h-1 pari a una portata nominale di aria esterna da immettere Q = 220,98 m3/h.

Tabella I – Portate di aria per un appartamento tipo di 100 m2 con 4 persone

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per soddisfare il requisito che impone infiltrazione e quella dovuta alla aerazione naturale, di verificare la diseguaglianza indiquasi sempre indotta dalla apertura delle finestre. cata nella norma fRsi ≥ fRsi,max, per Per quanto riguarda le “infiltrazioni” si considerano solamente quelle attraverso i serramenti. il mese più critico, occorre garanLa norma di riferimento è la UNI EN 12207 (UNI, tire un tasso http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 di ventilazione degli 2000) che prevede la definizione di 4 classi in ambienti pari a n = 0,79 h-1. ordine decrescente di permeabilità degli infissi. Nel caso in esame i serramenti dell’edificio posDETERMINAZIONE sono collocarsi tra la classe 2 e la classe 3, per una DELLE PORTATE D’ARIA superficie apribile totale per appartamento pari DA INFILTRAZIONE a 5 m2, collocati sulla parete sopravento (SW) in E AERAZIONE direzione della quale spirano i venti prevalenti Nel caso di ventilazione natudella città di Bologna, con una velocità media rale la portata d’aria complessiva annua pari a 1,6 m/s. risulta dalla somma della quantità La norma definisce un limite inferiore alla che attraversa l’involucro edilizio per

Tabella II – Portate d’aria per infiltrazione

Tabella III – Portate d’aria totali per aerazione su un unico lato

pressione agente sugli infissi pari a 10 Pa (4 m/s ventosità moderata): si utilizza pertanto questo valore per valutare le portate di infiltrazione (riportate in Tabella II). I valori ottenuti mostrano che le portate d’aria per infiltrazione non sono assolutamente sufficienti a garantire un adeguato ricambio dell’aria a serramenti chiusi, attestandosi a valori massimi che nelle migliori delle ipotesi raggiungono lo 0,1 h-1. Relativamente al calcolo delle portate per “aerazione”, in questa trattazione, a causa delle ipotesi semplificative alla base del calcolo delle portate dovute a una ventilazione di tipo trasversale (cross-side ventilation) come l’assenza di partizioni interne (aspetto fondamentale in questo tipo di alloggi), si ritiene più opportuno effettuare una valutazione delle portate in gioco considerando l’apertura dei serramenti su un unico lato (single-side ventilation). La metodologia utilizzata è quella descritta nella norma UNI EN 15242 (UNI, 2008b). Nel calcolo, eseguito in conformità all’Equazione 2 e svolto in Tabella III, è stato ipotizzato un tempo di apertura medio (t) degli infissi durante il giorno (min): qv,airing = 3,6 · 500 Aow V0,5 (2) in cui il parametro V è dato dall’Equazione 3: V = Ct + Cw · vmet 2 + Cst · Hwindow · |θi – θe | (3) dove: Aow = area apribile dell’infisso (m2) Ct = coefficiente di turbolenza del vento = 0,01 Cw = coefficiente di velocità del vento = 0,001 Cst = coefficiente per effetto tiraggio = 0,0035 Hwindow = altezza libera dell’infisso (m) vmet = velocità del vento = 1,6 m/s (media annuale) θi = temperatura aria interna = 20 °C θe = temperatura aria esterna media = 7 °C (mediata sull’intero periodo di riscaldamento) La portata di aria oraria media risulta pari a 51,8 m3/h per un tasso di ricambio orario pari a 0,19 h-1. Si riportano infine in Tabella IV i valori di aerazione e infiltrazione: come si può notare, in

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assenza di sistema di ventilazione meccanica e con una apertura delle finestre controllata, il tasso di ricambio dell’intero appartamento si aggira intorno a 0,3 h-1. Questo valore, tra l’altro, è quello a oggi utilizzato nelle valutazioni energetiche standard per gli edifici residenziali secondo UNI TS 11300-1. In realtà nel caso di edifici con ventilazione naturale con apertura delle finestre non controllata, il ricambio d’aria stimato (Raisa, et al., 2010) si approssima a 1 h-1. Nel caso del comparto PEEP oggetto di studio, dalle diagnosi energetiche effettuate su tutti gli edifici è emerso che in alcune situazioni il tasso medio di aerazione ha raggiunto valori fino a 1,2 h-1 a causa della apertura delle finestre per prolungati periodi della giornata da parte degli utenti, al fine di mitigare le elevate temperature interne presenti in molti alloggi (dovuta alla mancanza di regolazione e allo sbilanciamento delle reti).

Tabella IV – Riepilogo risultati di infiltrazione e aerazione

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DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO DI VENTILAZIONE MECCANICA

Tabella V – Ripartizione della portata d’aria totale tra i vari ambienti

Determinazione delle portate d’aria per singolo ambiente

Ai fini della progettazione dell’impianto di http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 ventilazione meccanica, un primo criterio consiste nella ripartizione della portata complessiva, valutata sul tasso di ricambio n = 0,79 h-1, in base ai volumi degli ambienti nei quali è prevista l’immissione di aria pulita: soggiorno, pranzo e camere da letto (Tabella V). In modo più dettagliato è possibile valutare le portate in conformità alla procedura di calcolo prevista dalla norma CEN TR 14788 (CEN, 2006) in base alla definizione di specifici profili di occupazione dei singoli ambienti con conseguente immissione intermittente di inquinante. In Tabella VI si riportano i risultati per i vari ambienti: è interessante confrontare dal punto di vista pratico i risultati di questa tabella con quelli riportati in Tabella V: trattandosi i primi di valori essenzialmente superiori ai secondi c’è la Tabella VI – Portate d’aria in base a diversi profili di occupazione possibilità di realizzare, anche in un impianto a portata costante, una regolazione delle portate tramite serrande in base alla reale occupazione degli spazi. Le portate di aria precedentemente calcolate devono essere corrette per tener conto dell’efficienza di ventilazione εv. Si suppone che l’aria predisposizione per accogliere in futuro tutti gli venga immessa in ambiente a 18 °C e che quella Stato di fatto impianti tecnici a servizio degli alloggi, in un’otestratta sia a 20 °C. Secondo la norma CEN CR 1752 Nella situazione attuale sono tica di riqualificazione totale. (CEN, 1999), l’efficienza, ipotizzando una ventilastati messi a confronto i fabbisozione a miscelazione con ingresso dell’aria dall’alto gni energetici per diverse modaed estrazione dal basso, varia da 0,9 a 1. lità di ventilazione. VALUTAZIONE ENERGETICHE A favore di sicurezza si sceglie εv = 0,9. In Figura • 0,1 h-1 – assenza dell’utente, ricamA partire da quanto contenuto nella norma bio dovuto a infiltrazioni 5 è riportato lo schema distributivo dell’impianto di UNI EN ISO 13790 (UNI, 2008d) sono stati ricavati • 0,3 h-1 – valore guida per la certiventilazione: in azzurro è indicata la rete di immisi valori degli scambi termici riferiti alle “compoficazione energetica nel caso di sione e in rosso quella di estrazione. L’intervento nenti” ventilazione e trasmissione. Vengono riporventilazione naturale, secondo la prevede la realizzazione di un cavedio tecnico con tati di seguito i risultati relativi a un appartamento UNI TS 11300-1 (UNI, 2008c) e in linea una struttura leggera posto in corrispondenza del tipo, posto a un piano intermedio dell’edificio, sia con un comportamento oculato vano scala per la posa dei canali principali e la nello stato di fatto che in una ipotesi di intervento.

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da parte dell’utente nell’apertura delle finestre • 0,5 h-1 – valore di progetto secondo gli standard normativi di molti regolamenti italiane attuali • 0,79 h-1 – valore di progetto ricavato dalla analisi delle norme precedentemente analizzate • 1 h-1 – valore di ricambio orario stimato per l’apertura delle finestre non controllata. Dalla Figura 6 è possibile notare come il fabbisogno energetico invernale per ventilazione corrispondente a n = 1 h-1 (valore medio effettivo per edifici esistenti di questa tipologia) risulta di 44 kWh/m2 pari a circa il 43% del fabbisogno energetico per trasmissione (circa il 30% del fabbisogno totale), mentre nel caso di alloggi all’ultimo piano con maggiori dispersioni per trasmissione (230 kWh/m2) la percentuale si riduce al 19% (circa il 16% del fabbisogno totale). Ipotesi di intervento

Diverse sono le possibilità di intervento per l’efficientamento energetico per questa tipoloFigura 5 – Schema distributivo dell’impianto di VMC gia di edificio, che possono spaziare da interventi sull’involucro edilizio (infissi, coibentazione parziale o totale dell’involucro, ecc.) a interventi impiantihttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1stici interni all’edificio (terminali, reti e sistemi di regolazione) a interventi sul sistema di generazione e rete di teleriscaldamento. In questa sede viene valutato unicamente un intervento complessivo relativo al solo edificio e comprendente: • miglioramento della regolazione dell’impianto esistente tramite inserimento di valvole termostatiche, ripartitori di calore e bilanciamento dell’impianto; • intervento di coibentazione esterna dell’involucro dell’intero edificio con pannelli di EPS (sp. 12 cm); • sostituzione degli infissi dell’edificio, che allo stato attuale sono costituiti da un normale vetrocamera 4-8-4, con l’utilizzo di un serramento Figura 6 – Stato di fatto, appartamento tipo al piano intermedio – Fabbisogni in PVC con vetrocamera bassoemissivo (ε = 0,2 energetici specifici invernali per trasmissione, ventilazione e incidenza% applicato alla vetrata esterna) e intercapedine riempita con gas argon (4+12 argon+4). Si riportano in Tabella VII i valori delle trasmittanze vecchi e nuovi, che consentono di verificare sia i limiti regionali che quelli nazionali per poter accedere alle detrazioni fiscali per interventi di ristrutturazione e riqualificazione energetica. Le valutazioni energetiche di confronto con lo stato di fatto sono state eseguite a parità di ricambi orari considerando un valore pari a n = 0,79 h-1, in modo da soddisfare tutti i requisiti normativi. Per il raggiungimento di tale obiettivo si considerano Tabella VII – Trasmittanze pre e post intervento e verifica con i valori limite due soluzioni: aereazione (apertura delle finestre controllata dall’utente) e ventilazione meccanica con recuperatore di calore statico con efficienza Tabella VIII – Scambi termici per ventilazione pari al 90% e portata fissa. Risulta chiaro come l’ue trasmissione e incidenza percentuale tilizzo della ventilazione meccanica porti a forti vantaggi energetici sia in una situazione ante che post intervento di riqualificazione, ma percentualmente più significativa nel caso di edifici a basso consumo energetico. Per quanto concerne la valutazione della classe energetica, questa viene effettuata considerando

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un ricambio d’aria per ventilazione naturale pari a n = 0,3 h-1 nel caso dello stato di fatto: si ottiene un EPtot = 160 kWh/m2 anno e classe energetica E per l’appartamento al piano intermedio (EPtot = 300 kWh/m2 anno e classe energetica G per l’appartamento all’ultimo piano). Nello stato di riqualificazione con ventilazione VMC considerando un ricambio pari a n = 0,79 h-1 si ottiene un EPtot = 23 kWh/m2 anno e classe energetica A+ per l’appartamento al piano intermedio (EPtot = 37 kWh/m2 anno e classe energetica A per l’appartamento all’ultimo piano).

CONCLUSIONI

sulle strutture, mentre eccessivi periodi di apertura causano elevati sprechi energetici. L’analisi delle norme più recenti sulla ventilazione negli ambienti residenziali mostra la necessità di utilizzare ricambi d’aria molto superiori rispetto a quelli normalmente utilizzati nei calcoli energetici, arrivando a valori di 0,7 ÷ 0,8 h-1 per appartamenti tipo di 100 m2. L’applicazione di sistemi VMC a edifici esistenti, se dal punto di vista energetico ha indubbi vantaggi, si può tuttavia scontrare con problemi pratici per il passaggio e l’installazione delle canalizzazioni, dei recuperatori, delle macchine ventilanti. Tuttavia occorre oggi sondare le diverse soluzioni tecniche offerte dal mercato tenuto conto della necessità di agire in parallelo con la riqualificazione degli involucri e di realizzare nuove reti impiantistiche.

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L’uso della ventilazione meccanica controllata offre oggi indubbi vantaggi sia dal punto di vista del comfort e della qualità dell’aria indoor, sia per i forti risparmi energetici rispetto alla ventilazione naturale, evitando situazioni estreme che spesso si verificano dove le aperture ridotte delle finestre determinano scarsa IAQ e fenomeni di condensa

* Giovanni Semprini e Federico Di Camillo, Università di Bologna, soci AiCARR

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SIMBOLOGIA

n Q cE ce G U fRsi QH,tr QH,ve QH,ht EPi EPtot εv ηg

Tasso di ricambio orario, h-1 Portata di aria, m3/h Concentrazione di un inquinante di equilibrio nell’aria interna, adim. Concentrazione di un inquinante nell’aria esterna, adim. Produzione di vapore acqueo per unità di tempo, g/s Trasmittanza termica di un elemento, W/(m2·K) Fattore di temperatura sulla superficie interna, adim. Scambio termico totale per trasmissione, MJ Scambio termico totale per ventilazione, MJ Scambio termico totale nella modalità riscaldamento, MJ Indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale, kWh/(m2·anno) Indice di prestazione energetica totale (riscaldamento e ACS), kWh/(m2·anno) Efficienza di ventilazione, adim. Rendimento globale di un impianto, adim.

BIBLIOGRAFIA

• Olesen B.W. 2012. Ventilation and indoor air quality. The REHVA European HVAC Journal, 49, 4 • Raisa V. Schiavon S., Zecchin R. 2010. Teoria e tecnica della ventilazione. Milano: Delfino, 2010. • ASHRAE. 2010. Ventilation for acceptable indoor air quality. Norma ANSI/ASHRAE 62.1. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers • CEN. 1999. Ventilation for buildings – Design criteria for the indoor enviroment. Norma CR 1752. Bruxelles: European Committee for Standardization • CEN. 2006. Ventilation for buildings – Design and dimensioning of residential ventilation systems. Norma CEN TR 14788. Bruxelles: European Committee for Standardization • UNI. 1995. Impianti aeraulici a fini di benessere. Generalità, classificazione e requisiti. Regole per la richiesta d’offerta, l’offerta, l’ordine e la fornitura. Norma UNI 10339. Milano: Ente Italiano di unificazione • UNI. 2000. Finestre e porte. Permeabilità all’aria – Classificazione. Norma UNI EN 12207. Milano: Ente Italiano di unificazione • UNI. 2003. Prestazione igrometrica dei componenti e degli elementi per edilizia. Temperatura superficiale interna per evitare l’umidità superficiale critica e condensazione interstiziale. Norma UNI EN ISO 13788. Milano: Ente Italiano di unificazione • UNI. 2008a. Criteri per la progettazione dell’ambiente interno e per la valutazione della prestazione energetica degli edifici, in relazione alla qualità dell’aria interna, all’ambiente termico, all’illuminazione e all’acustica. Norma UNI EN 15251. Milano: Ente Italiano di unificazione • UNI. 2008b. Ventilazione degli edifici. Metodi di calcolo per la determinazione delle portate d’aria negli edifici, comprese le infiltrazioni. Norma UNI EN 15242. Milano: Ente Italiano di unificazione • UNI. 2008c. Prestazioni energetiche degli edifici. Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva e invernale. Norma UNI/TS 113001. Milano: Ente Italiano di unificazione • UNI. 2008d. Prestazione energetica degli edifici. Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento. Norma UNI EN ISO 13790. Milano: Ente Italiano di unificazione

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CASE STUDY GAHP

Pompe di calore ad

assorbimento per riqualificare gli edifici esistenti

Risultati del monitoraggio eseguito nel condominio di Via Cardano a Milano, oggetto di un intervento riqualificativo con pompe di calore ad assorbimento GAHP di Massimo Ghisleni*

L CONCETTO DI EDIFICIO a consumo energetico quasi

zero (nZEB), pur non potendo essere sistematicamente applicato nelle ristrutturazioni e riqualificazioni energetiche, introduce i giusti stimoli a costruttori, progettisti e installatori per ricercare e individuare tecnologie innovative utili anche nelle operazioni di risanamento energetico degli edifici esistenti. I costruttori di apparecchiature sono stimolati a migliorare i propri prodotti, rendendoli maggiormente efficienti e applicabili in un mercato attualmente in crisi e, facendo ciò, di riflesso, vengono rilasciate innovazioni tecnologiche utili

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anche in ambiti sicuramente meno facili come le riqualificazioni. Sugli esperti del nostro settore (progettisti, energy manager, installatori e gestori di impianti) ricade l’onere di individuare queste tecnologie e applicarle correttamente. Tale onere, ancor prima che normativo o legislativo, ha le sue basi nella lucida ricerca del miglior risultato in termini di riduzione di consumi energetici e di costi di gestione per l’utente finale, il quale non solo richiede il rispetto dei limiti di legge, ma in particolare necessita di un servizio di qualità che gli

sarà utile per razionalizzare i costi di gestione dell’involucro che utilizza. Spesso il committente percepisce le proprie scelte dei sistemi impiantistici in modo non pienamente consapevole rispetto ai riflessi che queste hanno sulle risorse energetiche e sull’ambiente, in quanto è semplicemente alla ricerca di sistemi in grado di permettergli un risparmio economico sulle spese per il riscaldamento degli ambienti in cui vive

e lavora. Questa constatazione va tenuta sempre in buon conto dal progettista, al fine di espletare il proprio ruolo di consulente ponendo all’attenzione dell’utente finale entrambi gli aspetti, quello energetico e quello economico, in modo paritetico e con la medesima importanza. Per far ciò occorre individuare indici di prestazione energetica e economica sintetici ed efficaci, che possano risultare di semplice approccio anche per i non addetti ai lavori. Per poter sostenere questo ruolo di consulenza con sicurezza e autorevolezza, il progettista termotecnico deve poter contare su prestazioni dichiarate, che siano verificate nella realtà, avendo certezza della rispondenza al vero dei dati e delle promesse annunciate dai costruttori. Come esemplificazione di questi concetti, viene qui esposto un caso concreto, riferito a un edificio residenziale, riqualificato modificandone il sottosistema di generazione esistente con pompe di Figura 1 – Vista esterna delle cinque pompe di calore calore ad assorbimento GAHP; vengono mostrati ad assorbimento installate in copertura nel Condominio i risultati attesi e, soprattutto, quelli ottenuti nelle di Via Cardano a Milano campagne di misura condotte dal gestore della http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1struttura. Infine, vengono analizzate sinteticamente due stagioni di utilizzo, successive alla messa in funzione del nuovo impianto.

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I dati climatici considerati nelle stime

Tabella I – Dati climatici invernali rilevati a Milano Linate dal 2009 al 2014 Stagione

θa,avg

θa,min

θa,max

URavg

Norma

6,7 °C

0,7 °C

17,2 °C

78,6%

2417,4

2009-2010

6,4 °C

2,7 °C

9,1 °C

76,1%

2484,1

2010-2011

6,7 °C

3,0 °C

9,4 °C

82,6%

2412,9

2011-2012

6,7 °C

1,9 °C

10,5 °C

77,0%

2417,6

2012-2013

6,3 °C

2,3 °C

8,8 °C

84,6%

2498,5

2013-2014

8,7 °C

4,3 °C

11,5 °C

84,4%

2056,6

GAS ABSORPTION HEAT PUMPS FOR THE RENOVATION OF EXISTING BUILDINGS

The case study refers to a residential building renovated by changing the existing generating subsystem with Gas absorption heat pumps (GAHP). In this paper we show are the expected results and in particular the results obtained in the measurement campaigns conducted by the facility operator. Finally, we briefly analyzed two operating seasons, following the commissioning of the new plant. Keywords: GAHP, building renovation

L’analisi dei dati di consumo di tre stagioni invernali precedenti alla riqualificazione, lo studio delle soluzioni alternative e la verifica dei risultati effettuata nelle successive due stagioni di funzionamento del nuovo impianto, è stata riferita ai dati climatici normati dalla UNI 10349, allo scopo di ricondurre a informazioni climatiche standard le prestazioni degli impianti rilevate. Per far ciò si è dovuto comunque raccogliere anche dati reali relativi alla località considerata, allo scopo di normalizzare i dati energetici misurati. In Tabella I sono riportate le informazioni raccolte sia dalla normativa attualmente vigente (UNI, 1994; 2005) che da archivi della stazione meteo di Milano Linate [1]. Da quanto evidenziato in Tabella I si nota come il clima sia rimasto sostanzialmente nelle medie stagionali previste per tutte le stagioni, tranne l’ultima rilevata che è risultata nettamente la più mite delle cinque considerate. Interessante osservare come l’inverno 2011-2012, da tutti considerato come il più freddo degli ultimi tempi, in realtà sia stato meno freddo di quello dell’anno successivo. Durante l’inverno 2012-2013 infatti non si sono verificati episodi di temperatura minima estremi, ma sia le minime che le massime sono rimaste a livelli sufficienti per far registrare una media stagionale leggermente più bassa. La stagione 2012-2013 è la più rigida del periodo considerato ed è la prima stagione di monitoraggio del sistema ad assorbimento installato presso il condominio considerato. I valori dei gradi giorno, che sono stati utilizzati

#33

Figura 3 – Veduta interna della centrale termica del condominio posta in copertura – Si notano le due caldaie da 340 kW

Figura 2 – Immagine relativa all’edificio riqualificato con pompe di calore ad assorbimento aerotermiche GAHP-A e sua collocazione nel centro cittadino

Tabella II – Dati caratteristici annuali (media dei rilievi condotti dal 2010 al 2012) dell’impianto esistente sottoposto a riqualificazione con pompe di calore ad assorbimento

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come peso nell’analisi dei dati energetici raccolti sul campo, sono stati calcolati in funzione di una temperatura interna dei locali pari a 20 °C e considerando i giorni stabiliti dalle norme per il funzionamento degli impianti in fascia climatica E.

Parametro

Consumo medio rilevato di gas naturale PCI del gas naturale

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95825,1 m3/anno 9,45 kWh/m3

Energia al focolare media periodo

905547,5 kWh/anno

Energia primaria combustibile periodo

950824,9 kWh/anno

L’edificio residenziale di Energia termica utile media periodo via Cardano a Milano Efficienza sottosistema di generazione L’involucro consideratohttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 è un edificio realizzato negli anni sessanta del secolo scorso, nei pressi della Stazione Centrale di Milano e del Palazzo di Regione Lombardia. Le strutture edilizie non sono nel tempo state oggetto di riqualificazioni sostanziali e il grado di isolamento termico dell’edificio è rimasto allo stato dell’arte relativo all’epoca di edificazione, antecedente al 1976 e quindi alla prima legge nazionale in tema di contenimento dei consumi nei servizi di climatizzazione invernale degli ambienti, la L.373/1976. Le pareti sono realizzate con mattoni forati e intercapedine d’aria da 40 mm per uno spessore complessivo di 270 mm e una trasmittanza stimata pari a 1,42 W/(m2K). Le superfici trasparenti, variamente modificate nel tempo man mano che gli appartamenti venivano ristrutturati, sono differenti per tipologia e trasmittanza; quest’ultima varia da un valore minimo di circa 3 W/(m2K) a uno massimo di 5,8 W/(m2K). La copertura dello stabile è composta da un tetto piano con soletta in laterizio e finitura in cemento avente trasmittanza pari a 0,70 W/(m2K). Il sottosistema di emissione di energia termica in ambiente è costituito da pavimenti radianti realizzati con tubazioni in acciaio annegate nei

Dato misurato/calcolato

852687,3 kWh/anno 0,90 kWh/kWh

Volume lordo riscaldato

7000 m3

Gradi giorno medi periodo considerato

2438,2 GG

Indice normalizzato di fabbisogno, EHgn,out

49,96 Wh/(m3 GG a)

Indice di consumo normalizzato, EPgn,in,n

55,71 Wh/(m3 GG a)

Gradi giorno (da medie UNI 10349)

2417,4 GG

Fabbisogno alle condizioni medie, Qgn,out

845424 kWh/anno

Energia primaria normalizzata alle condizioni medie, Qgn,in

942638 kWh/anno

Energia al focolare normalizzata alle condizioni medie, Qf

897750 kWh/anno

Consumo di gas normalizzato alle condizioni medie Costo unitario del gas naturale Consumo Costo annuo della fornitura di gas naturale Indice di consumo normalizzato al riferimento EPgn,in,n,rif Rapporto indici effettivo/riferimento

massetti dei pavimenti, alimentati con acqua a temperatura fissa pari a 45 °C. Il sottosistema di distribuzione è costituito da colonne montanti non coibentate, inserite nelle murature di tamponamento delle pareti perimetrali esterne, facenti capo a un collettore spillamenti posto in un locale tecnico nel seminterrato,

95000 m3/anno 0,5895 €/m3 78,4 tep/anno 56002,50 €/anno 55,22 Wh/(m3 GG a) 1,01

a monte del quale in epoca relativamente recente è stato installato uno scambiatore di calore a piastre ispezionabile. Lo scambiatore di calore si è reso necessario durante la prima riqualificazione energetica dell’impianto, avvenuta

ricavati attraverso le temperature medie riportate nella versione della norma UNI 10349 attualmente vigente (UNI, 1994). Il rapporto tra l’indice di riferimento EPgn,in,n,rif e quello effettivo EPgn,in,n offre un utile dato di confronto per individuare il posizionamento della vecchia centrale termica rispetto agli attuali standard legislativi e per verificare in modo sintetico e immediato l’efficacia dei miglioramenti proposti. Un valore di tale rapporto inferiore all’unità indica prestazioni migliori della norma e sempre più elevate man mano che tende a zero. Viceversa, valori superiori all’unità indicano prestazioni inferiori alla norma che richiedono una accurata analisi per impostare le azioni correttive. Vista l’intenzione della committenza di ricercare la massima efficienza energetica possibile, il rapporto tra gli indici di prestazione è stato utilizzato per individuare la soluzione che permettesse le migliori prestazioni energetiche della centrale termica, unitamente a un altro indice, utilizzato per Figura 4 – Misuratore d’energia utilizzato per monitorare verificare quale tra le soluzioni potesse consenenergeticamente le due caldaie esistenti e per contabilizzare tire il massimo risparmio economico sui costi di l’energia termica venduta dal gestore calore al condominio gestione dei vettori energetici. Questo secondo indice è ottenuto dividendo i costi di gestione del nuovo sistema per quelli medi della vecchia centrale termica. Ovviamente, se il valore del rapporto tra costi di gestione nuovi e costi di gestione 2015 (MISE, 2015a). nei primi anni duemila, quando la vecchi è pari all’unità non vi sono risparmi; se tale Si è cercato di normalizzare il dato del fabbicentrale termica fu riqualificata con valore è maggiore dell’unità la soluzione analizzata sogno termico rilevato nelle tre stagioni invernali due caldaie da 340 kW di potenza, produce maggiori costi di gestione rispetto all’eprecedenti facendo uso dell’indice normalizzato il cui rendimento medio stagionale sistente e la soluzione economicamente più vanEHgn,out, ottenuto dividendo il fabbisogno termico misurato dal gestore calore che fortaggiosa è quella che si avvicina allo zero. Ultimo nisce l’energia termica al condomimedio nei tre anni per il volume lordo riscaldato fattore di scelta di tipo energetico è stata la ridunio si attesta al valore limite di 94%, e i gradi giorno medi delle tre stagioni considezione di tonnellate equivalenti di petrolio, dato e fu spostata in un locale tecnico rate (rivelatesi più fredde della norma). perfettamente comprensibile e di forte impatto posto in copertura; lo spostamento L’efficienza del sottosistema di generazione anche per una committenza non esperta in temi si rese necessario in virtùhttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 delle proriportata nel prospetto è stata ottenuta come energetici, utile sia ai fini tecnico-ambientali che blematiche normative dovute all’inrapporto tra il fabbisogno termico misurato e il a quelli economici. Altri due fattori importanti serimento di nuove apparecchiature consumo di energia primaria. L’indice di prestaconsiderati nelle scelte effettuate sono il tempo in una centrale termica di dimenzione effettivo normalizzato della generazione, di rientro dell’investimento e la redditività dell’insioni non idonee ai sensi del DM 12 EPgn,in,n, è un coefficiente calcolato al fine di fissare vestimento economico sostenuto. aprile 1996. A monte dello scambiaun parametro di riferimento sui consumi enertore di calore, il fluido termovettore getici primari, ottenuto dividendo il consumo di di mandata viene inviato alla temenergia primaria del sottosistema di generazione Le stime analitiche e la peratura fissa di 50 ÷ 55 °C. per il volume lordo riscaldato e per i gradi giorno definizione dell’intervento Il sottosistema di generazione calcolati in base alle temperature medie rilevate Ritenendo troppo onerosa per la committenza è stato sottoposto a monitoraggio nei tre anni. L’indice EPgn,in,n è risultato estremauna riqualificazione energetica complessiva dello dei consumi mediante lettura del stabile, per ragioni economiche l’assemblea conmente utile per normalizzare i dati di consumo di contatore generale della centrale dominiale ha ritenuto di soprassedere rispetto energia primaria non rinnovabile rispetto all’andatermica e del contatore di energia all’ipotesi di miglioramento dell’involucro. Visti i mento climatico, al fine di ricavare dai dati rilevati installato dal gestore calore conteprimi risultati ottenuti con la sistemazione della i consumi di energia primaria riferiti ai dati climastualmente alle caldaie a condensacentrale termica nei primi anni duemila, l’assemtici standardizzati dalla normativa. Questo coefzione. I valori medi di consumo del blea ha deciso di chiedere a uno studio di proficiente è stato efficacemente utilizzato anche sistema di climatizzazione invernale gettazione di individuare tecnologie innovative per rendere comprensibili gli effetti delle diffedescritto, ottenuti dalle osservazioni in grado di sfruttare efficacemente energie grarenti opzioni di riqualificazione energetica propocondotte nelle tre annate 2010, 2011 tuite e pulite, allo scopo di incrementare l’effiste alla committenza, ponendoli in relazione con e 2012, sono riportati in Tabella II. cienza del sistema e ridurre i costi di fornitura un indice di riferimento, EPgn,in,n,rif, basato su un’efL’energia primaria non rinnovabile dei vettori energetici per il sistema di climatizficienza del sottosistema di generazione fissata dovuta al consumo di gas naturale zazione invernale. pari a 0,95 dal DM 26 giugno 2015 (MISE, 2015a). Si è stata calcolata utilizzando ovviaUna delle diverse opzioni valutate verteva è quindi diviso il fabbisogno termico per il renmente il fattore di correzione Fp, indisu un sottosistema di generazione costituito da dimento di riferimento e il risultato è stato diviso pompe di calore ad assorbimento con sorgente per il volume lordo riscaldato e per i gradi giorno cato pari a 1,05 dal DM 26 giugno

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#33

fredda aerotermica, poste in parallelo alle caldaie Tabella III – Stima dei consumi presunti per il sistema costituito da pompe di calore ad assorbimento GAHP con sorgente fredda in aria esterna a condensazione esistenti. Questa tecnologia è stata presa in considerazione per tre motivi fonParametro Dato stimato damentali: a) la promessa di elevate prestazioni 845424 kWh/anno Fabbisogno Qgn,out,tot in termini di efficienza energetica mantenuta 634068 kWh/anno (75%) Fabbisogno Qgn,out,GAHP anche a temperature della sorgente fredda gra211356 kWh/anno (25%) Fabbisogno Qgn,out,cald vose; b) il prevalente utilizzo del vettore energeCoefficiente di prestazione GUE 1,45 kWh/kWh tico gas naturale, già disponibile senza modifiche Energia consumata al focolare GAHP 437288 kWh/anno al sistema di approvvigionamento e caratterizzato da un livello di costo storicamente più accessiEnergia primaria non rinnovabile GAHP 459152 kWh/anno bile; c) l’utilizzo del vettore energetico gas che, Consumo di gas naturale GAHP 46274 m3/anno in virtù di ciò che prevede la Strategia Energetica Costo del gas naturale GAHP 27278,52 €/anno Nazionale, si suppone che in futuro sarà consideEnergia elettrica per azionamento GAHP 11165 kWh/anno rato come fonte fossile sicura e pulita, da priviEnergia primaria non rinnovabile elettricità 21773 kWh/anno legiare riducendone per quanto possibile i costi Costo energia elettrica per pdc 2121,43 €/anno di erogazione al pubblico. Energia primaria non rinnovabile compressore GAHP 480925 kWh/anno Sono state previste cinque macchine GAHP onCosto complessivo gestione GAHP 29399,95 €/anno off, inserite in cascata e gestite da un sistema elettronico proprietario, quest’ultimo in grado anche Energia consumata al focolare caldaia 224447 kWh/anno di regolare il corretto inserimento delle caldaie Energia primaria non rinnovabile da caldaia 235669 kWh/anno esistenti. La resa termica del sistema ad assorConsumo di gas naturale da caldaia 23751 m3/anno bimento alle condizioni di progetto A-5/W55 è Costo del gas naturale caldaia 14001 €/anno 149,5 kW, con efficienza GUE pari a 1,20. Alle conCosto totale vettori energetici sistema 43400,95 €/anno dizioni medie stagionali (UNI, 1994) A6,7/W50 le Energia primaria non rinnovabile complessiva 716594 kWh/anno GAHP esprimono una resa complessiva di 189,5 kW Efficienza sottosistema di generazione 1,18 kWh/kWh e un’efficienza GUE = 1,45, considerati anche i cicli di sbrinamento della macchina. Da questi dati Volume lordo riscaldato 7000 m3 risulta evidente che la tecnologia è estremamente 42,35 Wh/(m3 GG a) Indice prestazione EPgn,in,n http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 stabile e che la macchina ad assorbimento ha Rapporto tra effettivo e riferimento 0,77 caratteristiche a condizioni di progetto non eccesRapporto costi vettori “nuovo/vecchio” 0,77 sivamente differenti da quelle nominali o medio Consumo in tonnellate equivalenti di petrolio 63,7 tep/anno climatiche. In Tabella III vengono riportati i valori Risparmio tonnellate equivalenti di petrolio 14,7 tep/anno dei dati stimati per simulare sinteticamente il funCosto preventivato installazione GAHP 95000,00 € zionamento del sistema ad assorbimento nell’im-

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pianto considerato. L’energia primaria non rinnovabile dovuta al consumo di gas naturale è stata calcolata utilizzando ovviamente un valore del fattore di correzione Fp pari a 1,05 dal DM 26 giugno 2015 (MISE, 2015a), mentre l’energia primaria non rinnovabile dovuta al consumo di energia elettrica da parte delle GAHP è stata calcolata utilizzando per Fp il valore di 1,95 (MISE, 2015a). Nel caso si adottassero i fattori di conversione in energia primaria non rinnovabile offerti invece da Eurostat e utilizzati ai fini RES, i consumi di energia primaria del sistema GAHP risulterebbero nettamente più bassi e pari a 689649 kWh, mentre l’efficienza del sistema di generazione risulterebbe pari a circa 1,23. Adottando dati internazionali, attualmente in vigore in paesi come Francia, Germania e Regno Unito, le pompe di calore ad assorbimento aerotermiche in Italia verrebbero valutate in modo maggiormente congruo rispetto alle tonnellate equivalenti di petrolio effettivamente risparmiate e al risparmio economico effettivamente ottenuto dall’utenza. Adottando le GAHP e facendole lavorare in parallelo con le caldaie a condensazione esistenti si è stimato di poter ottenere una riduzione dell’indice di consumo da 55,71 Wh/(m3 · GG · anno) a

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Redditività dell’investimento economico Tempo di ritorno con “ecobonus 55%”

42,35 Wh/(m3 · GG · anno), riducendo i consumi del 24% con una contestuale riduzione dei costi di gestione pari a 12502,05 €/anno (-22,5% ), ottenendo il rapporto costi dei vettori energetici “vecchio/nuovo” più basso in assoluto rispetto alle tecnologie confrontate. L’elevata redditività e il ridotto tempo di rientro, unitamente a quanto sopra, hanno portato la committenza alla decisione di adottare l’impianto ad assorbimento per la riqualificazione energetica della centrale termica, affidando i lavori a un gestore calore in regime di contratto di fornitura di energia.

I risultati del nuovo impianto GAHP Visti i risultati delle stime effettuate durante la fase di diagnosi energetica di primo livello, si è scelta la tecnologia ad assorbimento per l’abbinamento alle caldaie esistenti e, nella successiva fase di diagnosi energetica di secondo livello, tale scelta è stata confermata e si è passati poi alla progettazione esecutiva del nuovo impianto.

13,3% Entro i 4 anni

Le cinque pompe di calore sono state dotate di un proprio misuratore d’energia, installato agli attacchi macchina, e di un contatore gas dedicato, allo scopo di monitorare le prestazioni delle macchine nelle successive stagioni invernali. Dalla lettura delle ore di funzionamento delle pompe di calore, registrate dal sistema di controllo di queste ultime, e da una proporzione rispetto ai consumi storici di elettricità, il gestore calore ha ricostruito il consumo di energia elettrica delle GAHP. Il controllo effettuato dal gestore calore che ha fatto l’investimento economico aveva una duplice finalità: a) verificare gli effettivi risparmi energetici ed economici allo scopo di monitorare il rientro degli investimenti e il successivo introito dei

Tabella IV – Consumi misurati sul sistema costituito da pompe di calore ad assorbimento GAHP con sorgente fredda in aria esterna nelle stagioni di utilizzo del nuovo sottosistema di generazione GAHP Parametro

Misure 2012-2013

Misure 2013-2014

Gradi giorno rilevati

2498,5 GG

2056,6 GG

Copertura con GAHP

73,3%

84,5%

Copertura con caldaie

26,7%

15,5%

Energia termica Qgn,out,GAHP

589070 kWh

610000 kWh

Energia focolare GAHP

406255 kWh

396877 kWh

1,45

1,54

Consumo di gas GAHP

42989,9 m3

41997,6 m3

Costo gas GAHP

25342,55 €

24757,59 €

Energia elettrica consumata GAHP

11540 kWh

9499 kWh

2192,6 €

1804,81 €

Energia primaria non rinnovabile GAHP

449071 kWh

435244 kWh

Energia termica Qgn,out,cald

214480 kWh

112000 kWh

Energia focolare caldaie

228170 kWh

119149 kWh

0,94

Consumo gas caldaie

24144,97 m3

12608,35 m3

Costo gas caldaie

14233,46 €

7432,62 €

239579 kWh

125107 kWh

1,17

1,29

Costo complessivo vettori

41768,61 €

33995,02 €

Indice prestazione EPgn,in,n

39,38 Wh/(m3 GG a)

38,92 Wh/(m3 GG a)

Efficienza GUE

Costo elettricità GAHP

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Rendimento medio misurato

Energia primaria non rinnovabile caldaie Efficienza del sistema

http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 Rapporto indice di prestazione 0,71 0,71 effettivo/riferimento

Rapporto costi “nuovo/vecchio”

0,75

0,61

Consumo energia primaria in tep

58,3 tep

47,4 tep

Risparmio energia primaria in tep

20,1 tep

31,0 tep

BIBLIOGRAFIA

• Mazzarella L. et al. 2010. Diagnosi energetica degli edifici esistenti: aspetti relativi a involucro edilizio e impianti, valutazioni tecnico-economiche. Mostra Convegno Expoconfort 25 marzo 2010. Milano: AiCARR • Lazzarin R., Busato F., Minchio F., Noro M. 2012. Sorgenti termiche delle pompe di calore. Collana AiCARR, vol. 18. Milano: Editoriale Delfino • MISE. 2015a. Applicazione delle metodologie di calcolo delle prestazioni energetiche e definizione delle prescrizioni e dei requisiti minimi degli edifici. Decreto 26 giugno 2015. GU Serie Generale n.162 del 15.7.2015,S.O. n. 39. • MISE. 2015b. Adeguamento del decreto del Ministro dello sviluppo economico, 26 giugno 2009 – Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici. Decreto 26 giugno 2015. GU Serie Generale n.162 del 15.7.2015,S.O. n. 39. • UNI. 1994. Riscaldamento e raffrescamento degli edifici – Dati climatici. Norma UNI 10349. Milano: Ente Italiano di Normazione. • UNI. 2005. Prestazione termoigrometrica degli edifici – Calcolo e presentazione dei dati climatici – Parte 4: Dati orari per la valutazione del fabbisogno annuale di energia per il riscaldamento e il raffrescamento. Norma UNI EN ISO 15927-4. Milano: Ente Italiano di Normazione.

WEBGRAFIA

[1] http://www.cibse.org/getmedia/d910c25f-f72c-4132-8e53-428ff1d9e99c/160800_s.pdf.aspx

risparmi a titolo di remunerazione aggiuntiva sul kWh termico venduto all’utenza; b) stilare relazioni annuali per la committenza, allo scopo di tenerla aggiornata rispetto alle prestazioni effettive dell’impianto che dopo dieci anni dall’installazione diverrà proprietà del condominio. Ciò che emerge dal prospetto di Tabella IV è una sostanziale conferma delle stime preliminari svolte attraverso le procedure non standardizzate utilizzate nella fase di diagnosi energetica di primo livello (Mazzarella et al., 2010). Soprattutto preme segnalare come, nei due anni successivi all’installazione, l’indice di prestazione EPgn,in,n e i due successivi rapporti di riferimento normalizzati rispetto alle differenze climatiche, siano risultati addirittura leggermente migliori rispetto alle previsioni, sia in presenza di condizioni climatiche più rigide rispetto a quanto atteso dai dati di normativa (stagione 2013-2014), sia in presenza di condizioni climatiche nettamente più miti rispetto alla media (stagione 2013-2014). Il monitoraggio dell’impianto ovviamente prosegue e a breve saranno disponibili i dati anche per la stagione appena conclusa (2014-2015).

Conclusioni Per la riqualificazione energetica dell’impianto di un condominio si è partiti analizzando i dati raccolti attraverso le campagne di misura condotte dal gestore calore dell’impianto da riqualificare, per poi passare alla diagnosi energetica di secondo livello e alla progettazione esecutiva vera e propria. Attraverso procedure tecnicamente solide rintracciabili in bibliografia, si è proceduto a una snella ma rigorosa analisi per verificare le prestazioni dei possibili miglioramenti apportabili alla centrale termica, che in concreto sono state puntualmente misurate e riscontrate con piena soddisfazione durante l’utilizzo del nuovo sottosistema di generazione. È importante segnalare l’entità dei risparmi energetici ottenuti: 29,7% sugli indici di prestazione calcolati secondo i fattori di conversione del “Decreto Requisiti Minimi” e ben 25,6 tonnellate equivalenti di petrolio risparmiate rispetto alla situazione media del vecchio impianto dotato di caldaie a condensazione. Tali risultati si sono ottenuti introducendo la tecnologia GAHP in un impianto esistente, senza richiedere eccessive operazioni di adeguamento né dell’impianto di climatizzazione né del sistema di consegna dei vettori energetici, limitandosi a utilizzare ciò che nella struttura già era presente. * Massimo Ghisleni, ROBUR – socio AiCARR

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Micro CHP

I meccanismi dello

Scambio Sul Posto e del Ritiro dedicato per i piccoli impianti cogenerativi

A DIFFUSIONE DI IMPIANTI di microcogenerazione,

caratterizzati da potenze minori di 50 kW, e piccola cogenerazione, con potenze comprese tra 50 kW e 1 MW, risulta molto limitata sul territorio italiano a dispetto delle grandi potenzialità del settore. In particolare, le applicazioni civili sono di grande interesse a seguito della numerosità di edifici presenti sul territorio e dell’entità dei fabbisogni energetici medi di questi ultimi; a titolo di esempio, per il settore civile il quadro dei

#33

consumi di energia per l’Italia mostra un consumo annuo oscillante intorno a 50 Mtep, prossimo a quello dell’intero settore trasporti, sia pure con variazioni dovute a fattori climatici. Nel 2013 risultavano installate 2130 sezioni di produzione combinata di energia elettrica e termica afferenti a impianti di potenza fino a 1 MW, per una potenza efficiente lorda di 923 MW e una produzione complessiva di energia elettrica pari a 4,41 TWh (AEEG 2015; 2015b), pari a poco meno del 17% della produzione lorda

complessiva da impianti di piccola generazione. Tale produzione deriva prevalentemente da biogas, 81,3%, e secondariamente da gas naturale, 8%, e viene realizzata per il 98% tramite motori a combustione interna con recupero di calore (AEEG, 2015b). Qui di seguito è proposta un’analisi critica delle condizioni tecniche ed economiche previste dalla

normativa dello Scambio sul Posto, SSP, e del Ritiro dedicato, RID, per l’immissione in rete dell’energia derivante da un impianto cogenerativo di piccola taglia. A seguire viene operato un confronto in termini di Reverse Metering Factor, RMF, tenendo conto delle differenti possibili condizioni contrattuali di acquisto dell’energia e di tutte le voci tariffarie previste dalla normativa vigente. Infine, vengono presentate alcune considerazioni che permettono di indirizzare verso la scelta del meccanismo di vendita più conveniente in funzione delle caratteristiche dell’impianto considerato.

La cogenerazione

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Figura 1 – Schema concettuale di un impianto cogenerativo. Il risparmio energetico può essere valutato dal confronto tra l’energia primaria in input al cogeneratore, Fcog , e la somma dell’energia primaria, FEE ed FQ, rispettivamente necessaria per la produzione separata dei medesimi volumi di energia elettrica, EE, e termica, Q. Da (Macchi et al., 2012)

impianto. Mediante questi indici può essere stadove: bilito se un impianto cogenerativo possa essere EE = energia elettrica generata; La cogenerazione è definita classificato nell’ambito della Cogenerazione ad dalla Direttiva Europea 2004/8/CE Q = energia termica utile generata, compresa Alto Rendimento, CAR, di cui alla Direttiva richia(Parlamento Europeo, 2004) e dalle quella eventualmente destinata a frigoriferi ad mata, con la possibilità di accedere a una serie di successive, fino alla più recente assorbimento ed esclusa quella imputabile a calhttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 benefici. L’indice più importante è il Primary Energy 2012/27/EU (Parlamento Europeo, daie ausiliarie; Saving index, PES, anche detto indice di risparmio 2012) come un processo di produηel,ref, ηth,ref = rendimenti di riferimento per la genedi energia primaria, che confronta il consumo di zione combinata di energia elettrica e razione di energia elettrica e termica, definiti in energia primaria dell’impianto cogenerativo, Fcog, di energia termica utile, come esemfunzione del tipo di combustibile utilizzato, come plificato in Figura 1. illustrato in Tabella 1, e corretti in funzione della con quello che si avrebbe nel caso di produzione I benefici derivanti dalla cogetemperatura media del sito (MISE, 2011; AEEG, 2013a); separata di energia elettrica e termica, rispettivanerazione possono essere quantifipgrid = perdite di rete. mente FEE e FQ. L’indice PES è dato da: cati con l’ausilio di indici di efficienza Quest’ultimo termine risulta definito come: pimmessa Eelimmessa + pautocons Eelautoc ons Fcog energetica, riferiti generalmente a PES = 1 100 p grid = EE Q Eelimmessa + Eelautoc ons grandezze integrate su base annua + p el,ref grid th,ref e al netto dei consumi ausiliari di in cui i valori di pimmessa e pautoconsumo, riportati in Tabella 2, sono funzione del livello di tensione cui è allacciato l’impianto di cogenerazione. Nel complesso, il termine pgrid premia l’imTabella 1 – Rendimenti di riferimento per la generazione di energia pianto di cogenerazione attribuendo alla geneelettrica e termica al variare del combustibile utilizzato. Da (MISE, 2011) razione separata, considerata come termine di confronto, le perdite che si avrebbero in conseTipologia di combustibile ηel,ref ηth,ref guenza del trasporto di energia mediante la rete vapore/acqua t > 250 °C elettrica, definite in relazione al livello di tensione Gas naturale 52,5% 90,0% 82,0% al quale l’impianto è allacciato. GPL, gasolio, olio combustibile 44,2% 89,0% 81,0% Il conseguimento di PES>0 rappresenta la Biocarburanti 44,2% 89,0% 81,0% condizione nella quale l’impianto cogenerativo Biogas 42,0% 70,0% 62,0% ottiene un effettivo risparmio energetico, in quanto Biomasse legnose 33,0% 86,0% 78,0% il valore di Fcog risulta inferiore a quello di (FEE+FQ). In base alla normativa vigente, per l’ottenimento

SMALL SCALE COGENERATION AND MICRO-CHP SYSTEMS: ANALYSIS OF TARIFF CONDITIONS FOR ELECTRICITY EXCHANGE WITH THE GRID ACCORDING TO THE ITALIAN LEGISLATION

• by current Italian legislation The work presents a critical analysis of the technical and economic conditions proposed for the electricity exchange with the grid of small-scale cogeneration and micro-CHP • systems. The discussion evidences the differences between the two tariff mechanisms named “Scambio sul posto (SSP)” (a mechanism of grid exchange aiming to restoring part of the tariffs paid on electricity purchase) and “Ritiro dedicato (RID)” (a reference tariff scheme managed by GSE) and delves into their impact on the economic balances of cogeneration systems. Keywords: Cogeneration, micro-CHP, electricity tariff, grid exchange

Tabella 2 – Valori di riferimento per il calcolo del fattore pgrid. Da (Parlamento Europeo, 2004) Tensione di rete

pimmessa

pautoconsumo

<0,4 kV (BT)

92,5%

86,0%

0,4÷50 kV (MT)

94,5%

92,5%

50÷100 kV (MT)

96,5%

94,5%

100÷200 kV (AT)

98,5%

96,5%

>200 kV (AAT)

100,0%

98,5%

#33

della qualifica di CAR è necessario conseguire i l’accesso allo scambio sul posto, SSP, è limitato seguenti valore di PES: agli impianti di potenza inferiore a 200 kW, men• PES > 0 nel caso di impianti con potenza elettre per gli impianti alimentati da fonti rinnovatrica < 1 MW; bili entrati in esercizio dall’1 gennaio 2015 il limite • PES ≥ 0,1 nel caso di impianti con potenza eletdi potenza è pari a 500 kW. Concettualmente lo trica ≥ 1 MW. SSP consiste in uno scambio di energia con la rete La verifica del PES viene effettuata in relazione mediante immissione nel momento della produall’intero impianto se il valore del rendimento di zione e prelievo in un momento successivo (AEEG, primo principio risulta maggiore di 0,75 nel caso 2012); il nome stesso del servizio allude al fatto che di motori a combustione interna; in caso contrail produttore scambi fisicamente energia con la rio, l’unità cogenerativa e i relativi flussi energerete, utilizzandola come se fosse un serbatoio virtici devono essere virtualmente scissi in due unità tuale di energia elettrica con costi di utilizzo limivirtuali, CHP e NON CHP, e va verificato il PES solo tati. Nell’ambito della regolamentazione dello SSP per l’unità CHP, come prescritto dal Decreto 5 setvengono definiti i seguenti contingenti di energia: tembre 2011 (MISE, 2011). • energia elettrica immessa: energia fisicamente Un primo beneficio spettante a tutti gli impianti immessa nella rete su base annua, aumentata di di cogenerazione consiste nella defiscalizzazione un fattore percentuale pari a 5,1% e a 2,4% per del combustibile limitatamente a un massimo di i punti di immissione rispettivamente in bassa 0,22 Sm3/kWhEL, ossia alla riduzione dell’accisa da e media tensione; per questi valori, in corso di aggiornamento, è attesa una lieve revisione; 0,12÷0,19 €/Sm3 per usi civili, variabile in funzione http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 • energia prelevata dalla rete: energia fisicadella zona geografica e del volume di consumo, mente prelevata dalla rete su base annua, senza a 0,00013 €/Sm3. Il riconoscimento della qualifica applicazione di fattori correttivi. Viene acquistata di CAR, che, come detto, può essere conseguita dal titolare del contratto di SSP mediante un per l’intero impianto o per una sua parte virtuale, normale contratto di fornitura stipulato con una consente inoltre di accedere ai seguenti benefici: società di vendita, in modo completamente ana• ottenimento dei Certificati Bianchi, in misura logo a quanto avverrebbe in assenza dello SSP. proporzionale all’energia risparmiata (nel caso • energia elettrica scambiata, Es: valore minimo di scissione in macchine virtuali, riconosciuti per tra le due precedenti voci, sempre valutate su la sola unità CHP); base annua. • priorità di dispacciamento per l’energia immessa • eccedenze: differenza tra l’energia elettrica in rete, che spetta all’intera quantità di energia immessa e quella scambiata. Nel caso in cui elettrica immessa dall’impianto (nel caso di scisla differenza sia negativa il volume delle eccesione in macchine virtuali, purché la frazione denze si intende nullo. dell’energia elettrica prodotta dall’unità CHP sia Agli utenti dello SSP viene riconosciuto il conpari almeno al 50% della produzione elettrica tributo in conto scambio, CS, ripartito in due anticomplessiva dell’impianto); cipi semestrali e un conguaglio erogato al termine • parziale esonero dagli oneri generali di sistema dell’anno solare, cui si somma la liquidazione delle per tutta l’energia elettrica autoconsumata istaneventuali eccedenze, LE: taneamente, purché l’impianto di piccola cogeCS = min(Oe; Cei) + CUsf · Es nerazione sia direttamente collegato all’unità LE = max(0; (Cei – Oe)) di consumo di un unico cliente finale e purché dove: l’intero sistema, costituito dall’impianto di proCei = somma su base annua dei prodotti tra l’eduzione, dall’unità di consumo e dal relativo nergia immessa in rete su base oraria e il rispetcollegamento, sia realizzato all’interno dell’area tivo prezzo zonale orario; nella piena disponibilità del medesimo cliente Oe = somma su base annua dei prodotti tra la finale; cioè, qualora la configurazione sia clasquantità di energia prelevata su base oraria e il sificabile come SEU ai sensi della regolamentaprezzo unico nazionale, PUN; zione vigente (AEEG, 2013a; 2014a; 2014b). Anche CUsf = corrispettivo unitario di scambio forfetatale beneficio spetta all’intera quantità di enerrio, tramite cui, in relazione all’energia scambiata, gia elettrica immessa dall’impianto (nel caso di vengono restituite le componenti tariffarie variascissione in macchine virtuali, purché la frazione bili, cioè quelle espresse in c€/kWh, delle tariffe dell’energia elettrica prodotta dall’unità CHP sia di trasmissione e di distribuzione, nonché delle pari almeno al 50% della produzione elettrica componenti a copertura degli oneri generali di complessiva dell’impianto); sistema (queste ultime solo se l’impianto è ali• scambio sul posto, limitatamente agli impianti mentato da fonti rinnovabili). di potenza fino a 200 kW. Agli effetti pratici, posto che per il titolare del contratto di SSP sarà generalmente conveniente Gli schemi di cessione secondo richiedere la liquidazione delle eccedenze al territiro dedicato e scambio sul posto mine dell’anno solare (GSE, 2015), a meno della difLo scambio sul posto ferente distribuzione temporale dei flussi di cassa Nel caso della cogenerazione ad alto rendimento,

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#33

ed eventualmente della tassazione in funzione del tipo di cliente, il valore complessivo del contributo può essere semplicemente riscritto come: CTOT = CS + LE = Cei + CUsf · Es e risulta quindi dovuto a due componenti. La prima, finalizzata alla valorizzazione dell’energia elettrica immessa in rete a prezzo zonale orario, non rappresenta di per sé un incentivo in quanto costituisce una corretta e “neutrale” valorizzazione del suddetto volume di energia. La seconda, mediante il termine CUsf, è invece pensata per restituire al cliente/produttore una parte delle tariffe applicate ai prelievi di energia elettrica, limitatamente allo “scambio” dell’energia con la rete, Es, come se tale quantità di energia elettrica non avesse mai utilizzato la rete pubblica. Si consideri infatti che per l’energia prelevata dalla rete il produttore sostiene il costo definito nel contratto stipulato con la società di vendita, comprensivo del prezzo di mercato dell’energia, delle tariffe per l’utilizzo della rete pubblica, degli oneri generali di sistema nonché di Iva e accise. Questa seconda componente costituisce l’incentivo economico per il produttore; massimizzare tale incentivo significa quindi massimizzare la quantità di energia scambiata, facendo in modo che i consumi su base annua siano prossimi all’energia elettrica prodotta dal cogeneratore. La componente CUsf per gli impianti CAR non alimentati da fonti rinnovabili include unicamente la componente relativa alle reti, CUsfreti, pari alla somma delle componenti variabili relative alle tariffe di trasmissione e distribuzione, dei corrispettivi di dispacciamento nonché delle componenti UC3 e UC6 (GSE, 2015). Alcuni dei termini variabili citati risultano diversificati in funzione dei volumi di consumo dell’utente, per cui la loro determinazione risulta piuttosto complessa e deve essere effettuata caso per caso, secondo le modalità definite dal GSE (2015). Per tale motivo le simulazioni riportate successivamente faranno riferimento ad alcuni casi tipo, caratterizzati da differenti taglie di impianto e contratti di acquisto dell’energia. A titolo d’esempio, per utenti MT e BT non domestici l’incentivo implicito è mediamente prossimo rispettivamente a

20-24 €/MWh nel caso di cogeneraregolato dall’Autorità con la deliberazione 280/07 qualunque sia l’andamento del mercato, sono zione ad alto rendimento alimentata (AEEG, 2007) ed è erogato dal GSE. definiti in modo del tutto indipendente dall’anda gas naturale e rappresenta una Il RID si propone come alternativa allo SSP o damento del mercato dell’energia elettrica, prorestituzione pari a circa 30% dei costi alla vendita secondo le regole del mercato libero. prio perché correlati ai costi operativi, molto diversi sostenuti dal cliente relativamente ai Possono accedere a questo strumento tutti gli tra le varie fonti. Nel caso in cui il ricavo annuo servizi di rete e agli oneri generali di impianti, rinnovabili e non, aventi potenza appacomplessivo derivante dall’applicazione dei prezzi sistema. Questo incentivo, sempre per rente nominale inferiore a 10 MVA, oltre agli impianti minimi garantiti dovesse risultare inferiore rispetto utenti MT e BT non domestici, cresce alimentati da fonti rinnovabili non programmaal ricavo annuo complessivo derivante dai prezzi rispettivamente fino a 77-92 €/MWh bili di taglia qualunque. Il RID non risulta compatidi mercato dell’energia, il GSE riconosce a conguanel caso di fonti rinnovabili, escluso il bile né con lo Scambio Sul Posto, né con la Tariffa glio questi ultimi. Nel caso della cogenerazione il fotovoltaico con Pnom>20 kW, incentiOnnicomprensiva prevista nel caso di impianti FER. prezzo minimo garantito è generalmente inferiore Il vantaggio principale offerto dal RID è dato rispetto ai prezzi di rete, nel 2015 circa 39 €/MWh vato mediante conto energia. dalla possibilità di riferirsi a un unico soggetto, per i primi 1500 MWh, ed è quindi assunto unicaPer quanto riguarda il trattamento il GSE, che assume il ruolo di responsabile per il mente come riferimento. fiscale dell’incentivo in conto scamservizio di ritiro dell’energia in termini di compraAgli utenti del RID vengono inoltre applicati i bio (Agenzia delle Entrate, 2009; GSE, vendita commerciale e dei servizi connessi quali corrispettivi di sbilanciamento e gli oneri o ricavi 2015), si ricorda che per impianti di il dispacciamento. Il RID non include incentivi ma derivanti dalla partecipazione del GSE al mercato potenza maggiore a 20 kW, nonché semplificazioni, poiché il prezzo di ritiro dell’einfragiornaliero. Da ultimo, si applica un corrispetper tutti gli impianti alimentati da nergia elettrica immessa in rete non deve essere tivo a copertura dei costi di amministrazione del fonti non rinnovabili, risulta necesnegoziato con un trader ma è definito dall’Autoservizio sostenuti dal GSE. Per il calcolo dell’energia saria la costituzione di una officina rità in misura pari al prezzo zonale orario. immessa si applicano gli stessi fattori maggiorativi elettrica, che il contributo in conto http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 Nel caso di impianti alimentati da fonti rinnoper l’immissione in BT e MT previsti nel caso dello SSP. scambio viene considerato come vabili di potenza fino a 1 MW e limitatamente ai rilevante ai fini dell’IVA e delle impoprimi 1500 o 2000 MWh in base alle fonti (AEEG, ste dirette e che gli utenti dello SSP Confronto economico tra SSP e RID 2013b), il RID garantisce inoltre al produttore un devono emettere fattura al GSE. Il confronto tra i meccanismi SSP e RID è volto prezzo minimo garantito per l’energia immessa a indirizzare l’esercente verso la più conveniente Il ritiro dedicato in rete. I prezzi minimi garantiti, che hanno la finaforma di gestione dell’impianto e ritiro dell’enerIl RID, istituito con il DL 387/03 lità di coprire i soli costi operativi degli impianti gia elettrica generata. Per quanto si possano avan(Governo Italiano, 2003) e con la L di piccola taglia alimentati da fonti rinnovabili zare già a priori alcune ipotesi alla luce delle recenti 239/04 (Parlamento Italiano, 2004), è

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I CASI DI STUDIO

Al fine di confrontare in termini quantitativi i benefici economici e i valori di RMF derivanti dai due meccanismi di scambio descritti, sono state effettuate numerose simulazioni considerando impianti cogenerativi di taglia rispettivamente pari a 6, 20 e 150 kW elettrici. Al fine di rendere il confronto più intuitivo e focalizzare l’attenzione sulla sola sezione cogenerativa dell’impianto, è stato assunto che tutta l’energia termica prodotta durante il funzionamento del cogeneratore venga impiegata dall’utenza, trascurando la presenza di eventuali generatori termici integrativi, ad esempio caldaie a gas, destinati alla copertura dei carichi di picco. Per semplicità espositiva l’analisi prescinde anche dallo studio dell’effettivo funzionamento orario del cogeneratore (cicli on-off, parzializzazione etc.) e del sistema di distribuzione del calore (gestione accumulo termico, perdite di distribuzione etc.). L’esercizio dell’impianto viene quindi ricondotto a un numero di ore equivalenti per le quali si suppone che il cogeneratore funzioni a pieno carico elettrico e termico. In Tabella 3 sono riportate le potenze e i volumi di energia termica ed elettrica annualmente erogati dal cogeneratore per ciascun caso di studio, mentre in Tabella 4 sono riportate le ipotesi comuni ai diversi casi studiati.

come conseguenza della differente incidenza delle componenti di costo fisse. Il costo specifico di acquisto di EE nei casi CHP risulta quindi superiore rispetto al caso di riferimento a seguito del minor volume prelevato dalla rete, mentre il costo di acquisto del GN risulta inferiore in virtù dei maggiori volumi prelevati e della defiscalizzazione di una parte del volume consumato, quantificata in 0,22 Sm3/kWhel. Si evidenzia che la defiscalizzazione del combustibile sarebbe totale se il consumo specifico di gas del cogeneratore fosse ≤ 0,22 Sm3/kWhel, ossia se il rendimento elettrico fosse ≥ 42,5%. Entrambi i casi cogenerativi sono caratterizzati dal medesimo bilancio energetico del MCI, cui conseguono uguali costi di acquisto del GN e ricavi derivanti dalla vendita dei TEE. In entrambi i casi, inoltre, l’EE cogenerata viene in parte autoconsumata e contribuisce a una riduzione dell’onere annuo di acquisto rispetto al caso di riferimento. La componente di energia immessa in rete viene invece valorizzata diversamente con un riconoscimento complessivo compreso tra 72 e 78 €/MWh nel caso SSP e pari a 53 €/MWh nel caso RID. Come conseguenza degli aspetti citati si osserva un RMF compreso tra 0,33 e 0,41 nel primo caso, con valori crescenti al crescere della taglia in conseguenza alla diminuzione del costo specifico di acquisto dell’EE. Nei casi di RID si osservano invece valori di RMF più bassi e compresi tra 0,26 e 0,29.

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Tabella 3 – Caratteristiche specifiche dei tre cogeneratori considerati

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Caratteristica

Impianto

6 kW 20 kW 150 kW

potenza elettrica nominale del cogeneratore [kW]

150

potenza termica nominale del cogeneratore [kW]

300

produzione elettrica del cogeneratore [kWh]

18000 60000

450000

produzione termica del cogeneratore [kWh]

36000 120000 900000

Tabella 4 – Ipotesi comuni per i casi di studio analizzati Ipotesi comuni

Descrittore

Utenza 6 kW

20 kW

150 kW

Costo annuo EE [€/anno]

€ 4729

€ 14606

€ 107991

Costo medio di acquisto EE [€/kWh]

0,191

0,177

0,175

Costo annuo GN [€/anno]

€ 2732

€ 8379

€ 61067

0,73

0,67

0,65

€ 7461

€ 22985

€ 169058

Caso di riferimento

ore equivalenti termiche ed elettriche

3000

Costo medio di acquisto GN [€/Sm3]

frazione autoconsumo/energia cogenerata

75%

Costo totale utenza [€/anno]

frazione immissione/energia cogenerata

25%

Caso SSP

energia prelevata dalla rete/energia immessa

150%

Costo totale di acquisto EE [€/anno]

€ 2432

€ 7229

€ 52666

tipologia di motore primo

MCI

Costo medio acquisto EE [€/kWh]

0,216

0,193

0,187

rendimento di I principio

90%

Valorizzazione immissioni EE [€/anno]

€ 252

€ 839

€ 6’129

rendimento elettrico

30%

Restituzione CUsf [€/anno]

€ 119

€ 392

€ 2’862

rendimento termico

60%

Somma valorizzazione EE + CUsf [€/anno]

€ 341

€ 1’200

€ 8’946

potenza impegnata / taglia cogeneratore

1,30

Valorizzazione media EE scambiata [€/kWh]

0,072

0,076

0,078

tensione di allacciamento

RMF SSP

0,33

0,39

0,41

Costo gas CHP* [€/anno]

€ 3239

€ 9704

€ 70118

Costo medio acquisto GN* [€/Sm3]

0,578

0,519

0,500

PES

24%

Ricavi vendita TEE [€/anno]

€ 235

€ 783

€ 5873

€ 5094

€ 14950

€ 107920

Valorizzazione immissioni EE [€/anno]

€ 252

€ 839

€ 6129

Valorizzazione media EE immessa [€/kWh]

0,053

RMF SSP

0,25

0,28

Costo totale utenza [€/anno]

€ 5184

€ 15312

€ 110783

Si noti che, per uniformità di trattazione, sono stati supposti rendimenti elettrici e termici uguali per i tre cogeneratori considerati, così come restano invariati il numero di ore equivalenti di funzionamento in assetto pienamente cogenerativo e il livello di tensione di allacciamento. Per quanto riguarda l’acquisto e la vendita di energia in rete si è inoltre considerato che il 60% ricada in fascia F1, il 20% in F2 e il 20% in F3. In fase di simulazione sono stati considerati i prezzi zonali medi relativi al primo quadrimestre del 2015 [1] mentre per l’acquisto di energia elettrica e gas sono stati considerati i prezzi di cui alle condizioni economiche per i clienti del Servizio di maggior tutela [2]. Le accise relative all’energia elettrica e al gas naturale acquistato sono state rispettivamente dedotte da [3] e [4]. Nella Tabella 6 sono riportati i principali risultati derivanti dai tre casi studio analizzati, nelle diverse ipotesi di cessione dell’energia. Nelle prime righe sono inoltre riportati i dati relativi al caso di riferimento, per il quale si è supposto che i medesimi volumi di energia elettrica e termica assorbiti dalle utenze dei casi cogenerativi vengano rispettivamente prelevati dalla rete e prodotti mediante una tradizionale caldaia a gas caratterizzata da un rendimento termico pari a 0,9. Osservando i risultati derivanti dalla simulazione numerica si nota innanzitutto come i costi specifici di acquisto di EE e GN varino al variare dei volumi di consumo

Tabella 6 – Sintesi dei risultati derivanti dai casi di studio analizzati

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Costo totale utenza [€/anno] Caso RID **

* nel calcolo si considera la defiscalizzazione nel limite di 0,22 Sm3/kWhel ** per le componenti di acquisto EE e GN, PES e TEE i valori restano invariati rispetto al caso SSP

Per tutte le casistiche studiate si osserva che la spesa complessiva annua sostenuta dall’utente per l’approvvigionamento di EE e GN risulta inferiore nel caso dello SSP grazie alla restituzione, limitata al volume di EE scambiato, della componente relativa all’utilizzo delle reti e delle componenti UC3 e UC6. Il caso RID presenta una spesa complessiva per l’utente superiore di circa due punti percentuali

rispetto allo SSP, in quanto l’immissione di EE è valorizzata sulla base del medesimo prezzo zonale ma non vi sono sgravi relativamente all’EE scambiata. Osservando il grafico in Figura 2, rappresentativo della spesa annua sostenuta dell’utente nei diversi casi studiati, si osserva la differenza (e quindi il vantaggio economico) tra il caso di riferimento e i due casi cogenerativi, che risultano tra loro allineati. Una riduzione della differenza, seppur di modesta entità, si verifica nel caso in cui vengano inclusi nell’analisi i costi di O&M del cogeneratore che peggiorano leggermente il bilancio economico dei casi CHP+SSP e CHP+RID.

parte della differenza è legata alla limitata frazione degli oneri di sistema e di rete restituiti all’utente mediante la componente CUsf prevista nel caso dello SSP, mentre una seconda parte è legata al diverso trattamento fiscale dell’energia consumata rispetto a quella immessa. Su tutta l’energia consumata si pagano infatti le accise nella misura di circa 0,0125 €/kWh nei casi considerati, che ovviamente non vengono riconosciute per l’energia immessa in rete. Se si trascurasse nel conteggio l’accisa sul consumo, il valore di RMF salirebbe del 5÷7 %. L’IVA, ove non fosse deducibile come qui assunto, giocherebbe analogamente a sfavore: si avrebbe infatti un aumento del costo dell’energia elettrica proporzionale all’aliquota IVA, pari al 10% per usi domestici e al 21% per altri usi in generale, da cui deriverebbe, a parità del prezzo di immissione in rete, una diretta riduzione degli RMF.

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http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 Figura 2 – Confronto tra i costi sostenuti dall’utente nello scenario di riferimento e nei casi di ritiro dell’energia mediante SSP e RID per i tre impianti di riferimento considerati

I risultati delle simulazioni effettuate hanno evidenziato che, in linea generale, i due attuali meccanismi di remunerazione dell’energia immessa in rete presentano RMF piuttosto contenuti e crescenti al crescere della taglia di impianto, come conseguenza del minor costo specifico di acquisto dell’energia al crescere del volume annuo prelevato dalla rete. Confrontando il RID con lo SSP, coerentemente con le attese, si osserva che al variare della potenza di impianto e della tipologia di contratto di acquisto dell’energia, il RID presenta valori di RMF mediamente inferiori del 30% rispetto allo SSP. Detta discrepanza incide solo marginalmente sul bilancio annuo di impianto in conseguenza della preponderanza delle voci di costo relative all’acquisto di GN ed EE, visti anche i modesti valori di RMF rilevati. Posto che nei casi studio presentati è stato assunto un rapporto costante tra l’energia elettrica prodotta dal cogeneratore e la frazione immessa in rete, nel grafico in Figura 3 è rappresentato per l’impianto 20 kW l’andamento del RMF e del risparmio annuo conseguito dall’utente al variare del suddetto rapporto. In altre parole, il consumo complessivo di EE dell’utenza rimane invariato mentre la percentuale di energia cogenerata e autoconsumata istantaneamente diminuisce, a favore di un aumento della componente scambiata con la rete. Agli effetti pratici questa variazione può coincidere con una modifica del fattore di contemporaneità tra la richiesta termica e quella elettrica dell’utenza. Osservando il grafico in Figura 3 si nota che il risparmio annuo conseguito dall’utente diminuisce sensibilmente all’aumentare della frazione di energia immessa (e scambiata) con la rete in quanto questo si identifica in un utilizzo sempre maggiore della rete come sistema di accumulo dell’energia, il cui costo è dettato dalla somma di oneri di sistema, servizi di rete e accise, parzialmente rifusi solo nel caso dello SSP. Per quanto riguarda il RMF si osserva invece una tendenza opposta, in quanto al crescere delle immissioni cresce anche il volume complessivo prelevato dalla rete con conseguente diminuzione del costo specifico di acquisto dell’EE. In conclusione si osserva che il RMF risulta in tutti i casi inferiore a 0,45, con valori anche prossimi a 0,25 nei casi più sfavorevoli. Questi valori risultano molto distanti da un teorico equilibrio acquisto-vendita, che vorrebbe RMF pari o prossimo all’unità, se non addirittura molto maggiore dell’unità nel caso delle FER. Una prima

Figura 3 – Impianto 20 kW: variazione del risparmio annuo rispetto al caso di riferimento e del RMF al variare della frazione di energia immessa in rete. Conclusioni A seguito dei modesti valori di RMF conseguibili, per il gestore dell’impianto risulta generalmente conveniente un esercizio che limiti la cessione in rete, a prescindere dalla quota di carico termico che viene soddisfatta dal cogeneratore, promuovendo l’autoconsumo istantaneo in sito. Le analisi effettuate suggeriscono che solo in determinati casi, associati allo SSP, i più alti valori di RMF consentono una gestione volta all’equilibrio tra immissione e prelievo su base annua, finalizzata a massimizzare il volume di energia scambiata a parità di energia immessa in rete. Tuttavia, la tendenza verso un esercizio limitato da vincoli di tipo elettrico segue non favorisce la massimizzazione del risparmio energetico e impone limitazioni nella copertura del carico termico tramite cogenerazione. Anche l’impatto dei titoli di efficienza energetica, i certificati bianchi, introdotti proprio con l’obiettivo di promuovere il risparmio di energia primaria a parità di prodotti finali in termini di energia elettrica e di calore necessari all’utenza, non è tale da incidere sulle modalità di gestione dell’impianto. Il beneficio derivante dai TEE, valutato in termini specifici rispetto all’energia elettrica cogenerata, risulta infatti compreso tra 1 e 1,5 c€/kWhel a seconda delle condizioni al contorno considerate, quali rendimento elettrico e termico, ed eventuali dissipazioni di calore. L’analisi effettuata ha inoltre evidenziato un’elevata incidenza percentuale degli oneri generali di sistema in termini di composizione complessiva del prezzo di acquisto dalla rete, con valori che superano il 24% del totale. Se l’allocazione di detti oneri resterà unicamente a carico delle bollette elettriche, ne è prevedibile un ulteriore aumento nei prossimi anni, soprattutto per effetto degli incentivi alle fonti rinnovabili e della riduzione della base imponibile anche conseguente alla progressiva diffusione di impianti cogenerativi con autoconsumo istantaneo in sito. Sarebbe a questo scopo auspicabile una redistribuzione degli oneri generali di sistema, valutando eventualmente la possibilità che essi possano essere anche in parte allocati alla fiscalità generale, con conseguente sensibile incremento del RMF e possibilità di gestione degli impianti cogenerativi studiati secondo una più funzionale logica di tipo termico segue.

#33

disposizioni normative (GSE, 2015), un confronto potenza maggiore di 200 kWel in quanto esclusi di funzionamento sono frequenteesaustivo richiede l’analisi puntuale delle carattedal meccanismo dello SSP. mente utilizzate nel caso di impianti ristiche dell’utenza. In particolare, devono essere • RMF elevato (al limite prossimo a uno): può risulche aderiscano allo SSP, per le quali valutati l’andamento nel tempo dei volumi di enertare conveniente un incremento di taglia elettrica il RMF risulta comunque significagia elettrica immessa e prelevata dalla rete e la del cogeneratore rispetto al caso precedente e tivamente inferiore all’unità se alitipologia di contratto in vigore per l’acquisto di una gestione di tipo termico segue, con consementati da fonti non rinnovabili. energia elettrica. In generale, è comunque abbaguente copertura di una quota maggiore dei Un RMF prossimo a 1 sarebbe parstanza intuitivo attendersi un maggior vantaggio consumi termici e cessione in rete di parte dell’eticolarmente desiderabile nel caso economico nel caso di scambio sul posto rispetto nergia elettrica. È da tenere presente che i prodei piccoli impianti, per i quali un al ritiro dedicato o alla vendita a un trader. Lo scamfili di richiesta termica ed elettrica delle utenze aumento delle ore equivalenti di bio sul posto include infatti un incentivo implicito, sono in generale assai diversi tra loro, sopratfunzionamento potrebbe contribuderivante dalla restituzione di alcune componenti tutto in campo di utenze civili con riscaldamento ire efficacemente a giustificare invetariffarie e diversificato in funzione del loro valore, ambientale e produzione di acqua calda sanitaria. stimenti altrimenti non percorribili mentre il ritiro dedicato e la vendita a un trader Un’elevata remunerazione dell’energia immessa a seguito degli sfavorevoli effetti non includono alcun tipo di incentivo. in rete consente, da un lato, di utilizzare la rete scala. Tuttavia, un RMF prossimo Indipendentemente dal meccanismo di cesstessa come accumulo temporaneo di energia o superiore a 1 può essere consesione considerato, la situazione di massimo vane, dall’altro, di esercire l’impianto prevedendo un guito solo in presenza di incentivi taggio corrisponde all’autoconsumo istantaneo in eventuale saldo positivo di immissioni verso la espliciti rilevanti, come avviene per sito di tutta l’energia elettrica prodotta: in questo rete. Risulta così possibile seguire il carico termico alcune fonti rinnovabili e sopratcaso infatti, qualora la configurazione sia riconduistantaneo, massimizzando il risparmio energetutto per gli impianti fotovoltaici http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 cibile a un SEU, l’energia elettrica consumata non tico che è la ragione prima dell’impiego della realizzati quando ancora trovavano risulta gravata da alcuna tariffa. L’unica eccezione, cogenerazione; va detto che è possibile disacapplicazione i conti energia. per effetto del decreto legge 91/14, con effetti dall’1 coppiare la produzione elettrica e termica di gennaio 2015 (Governo Italiano, 2015), riguarda il pagaun cogeneratore, migliorando la copertura del * S. Campanari, N. Fergnani, A.G. mento di una percentuale del 5% degli oneri genecarico termico, anche tramite l’uso di accumulaCastiglioni, P. Silva, A. Bischi, E. rali di sistema, valutati con misura puntuale o stima tori di calore ma questa opzione, sebbene possa Macchi, Politecnico di Milano forfetaria, che verrebbero applicati se tale energia essere inclusa in un impianto di cogenerazione, A. Galliani, Autorità per l’energia fosse stata prelevata dalla rete pubblica; va sottoin generale risolve solo parzialmente il problema elettrica il gas e il sistema lineato che questa percentuale è passibile di revia seguito della limitata energia termica immagazidrico (ogni considerazione è espressa sione al rialzo per i nuovi impianti che entreranno in zinabile e in ogni caso comporta oneri di invedall’autore a titolo personale e non esercizio nei prossimi anni. Se invece la configurastimento e gestione addizionali. Queste logiche coinvolge in alcun modo l’Autorità) zione non fosse riconducibile a un SEU, tutta l’energia elettrica consumata sarebbe gravata dagli oneri BIBLIOGRAFIA · AEEG. 2007. Modalità e condizioni tecnico economiche per il ritiro dell’energia elettrica. Allegato A alla delibera AEEG 280/07. generali di sistema, ma non dalle tariffe di trasporto. · AEEG. 2012. Modalità e condizioni tecnico economiche per l’erogazione del servizio di scambio sul posto. Relazione tecnica alla deliberazione 20 dicembre 2012, Per effettuare una valutazione di carattere gene570/2012/R/efr. rale può essere conveniente riferirsi al concetto · AEEG. 2013a. Regolazione dei servizi di connessione, misura, trasmissione, distribuzione, dispacciamento e vendita nel caso di sistemi semplici di produzione e di Reverse Metering Factor, RMF, ovvero del rapconsumo. Deliberazione 12 dicembre 2013 – 578/2013/R/EEL. porto tra il prezzo medio unitario di immissione · AEEG. 2013b. Definizione del valore dei prezzi minimi garantiti per gli impianti alimentati da fonti rinnovabili di potenza fino a 1 MW per i quali è consentito e quello di acquisto dell’energia. A livello genel’accesso al ritiro dedicato. Deliberazione 19 dicembre 2013 618/2013/R/EFR. · AEEG. 2014a. Integrazioni e modifiche alla regolazione relativa ai sistemi semplici di produzione e consumo. Deliberazione 7 agosto 2014 – 426/2014/R/EEL. rale, per gli impianti di piccola cogenerazione, si · AEEG. 2014b. Prima attuazione delle disposizioni del decreto legge 91/2014, in tema di applicazione dei corrispettivi degli oneri generali di sistema per reti ha sempre un RMF inferiore all’unità poiché gli interne e sistemi efficienti di produzione e consumo. Deliberazione 11 dicembre 2014 609/2014/R/EEL. schemi di incentivazione dell’energia prodotta e · AEEG. 2015a. Monitoraggio dello sviluppo degli impianti di generazione distribuita in Italia per l’anno 2013. Deliberazione 14 maggio 2015 225/2015/I/EEL. immessa in rete coprono solo alcune delle voci · AEEG. 2015b. Monitoraggio dello sviluppo degli impianti di generazione distribuita in Italia per l’anno 2013. Deliberazione 14 maggio 2015 225/2015/I/EEL di costo che determinano il prezzo finale dell’e· Agenzia delle Entrate. 2009. Contributo in conto scambio – Trattamento fiscale. Risoluzione Agenzia delle entrate 20 gennaio 2009, n. 13/E. nergia elettrica prelevata. Una quantificazione · Governo Italiano. 2003. Attuazione della direttiva 2001/77/CE relativa alla promozione dell’energia elettrica prodotta da fonti energetiche rinnovabili nel mercato interno dell’elettricità. DLgs 29 dicembre 2003, n. 387. G.U. n. 25 del 31.01.2004. del RMF risulta inoltre utile per la progettazione · Governo Italiano. 2015. Disposizioni urgenti per il settore agricolo, la tutela ambientale e l’efficientamento energetico dell’edilizia scolastica e universitaria, il e la gestione dell’impianto cogenerativo; infatti: rilancio e lo sviluppo delle imprese, il contenimento dei costi gravanti sulle tariffe elettriche, nonché per la definizione immediata di adempimenti derivanti • RMF basso (al limite prossimo a zero): l’immissione dalla normativa europea. DL 24 giugno 2014, n. 91. G.U. Serie Generale n. 144 del 24.06.2014. in rete ha scarso valore economico e la gestione · GSE. 2015. Disciplina dello scambio sul posto – Regole Tecniche – Determinazione del contributo in conto scambio a decorrere dall’anno 2014 ai sensi dell’ardel cogeneratore sarà spesso guidata dal fine ticolo 12 dell’Allegato A alla deliberazione 570/2012/R/efr e s.m.i. Edizione n. 2. di limitare il surplus produttivo di energia elet• Macchi E., Campanari S., Silva P. “La climatizzazione a gas e ad azionamento termico”, ISBN 97888-7398-073-5, Ed. Polipress, Milano, 368 pp., gennaio 2012. · MISE. 2011. Definizione del nuovo regime di sostegno per la cogenerazione ad alto rendimento. Decreto 5 settembre 2011. G.U. Serie Generale n. 218 del 19-9-2011. trica, ad esempio con regolazione di tipo elet· Parlamento Europeo. 2004. Direttiva 2004/8/UE del Parlamento Europeo e del Consiglio dell’11 Febbraio sulla promozione della cogenerazione basata su una trico segue (nei limiti di un sufficiente recupero domanda di calore utile nel mercato interno dell’energia e che modifica la direttiva 92/42/CEE. G. U. dell’Unione Europea, L52/50 del 21.02.2004. termico ai fini del rispetto dei vincoli sul PES); · Parlamento Europeo. 2012. Direttiva 2012/27/UE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 25 ottobre 2012 sull’efficienza energetica, che modifica le direttive anche la progettazione seguirà la stessa logica 2009/125/CE e 2010/30/UE e abroga le direttive 2004/8/CE e 2006/32/CE. G.U. dell’Unione Europea del 14.11.2012. e porterà alla scelta di un cogeneratore di taglia · Parlamento Italiano. 2004. Riordino del settore energetico, nonché delega al Governo per il riassetto delle disposizioni vigenti in materia di energia. L 23 agoelettrica contenuta e idoneo alla copertura del sto 2004, n. 239. G.U. 315 del 13.09.2004. [1] http://www.gse.it/it/Ritiro%20e%20scambio/Ritiro%20dedicato/Pages/default.aspx carico elettrico di base dell’utenza. Queste logi[2] http://www.autorita.energia.it/it/dati/condec.htm che di funzionamento sono per lo più utilizzate [3] http://www.autorita.energia.it/it/dati/eep38.htm per gli impianti aderenti al RID o comunque di [4] http://www.autorita.energia.it/allegati/dati/gas/gp30.xls

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Recupero di calore e clima

Recuperatori entalpici: perché sono poco adatti al clima italiano Abbonati per leggere

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N QUESTO MOMENTO i recuperatori entalpici sono

molto di moda, perché apparentemente hanno prestazioni energetiche superiori a quelle di tutti gli altri, sia in regime di riscaldamento che in regime di raffrescamento. Non a caso, sono molto usati nel Nord Europa, negli USA e negli Emirati Arabi. Purtroppo, nel settore della climatizzazione la globalizzazione deve fare i conti con il clima e il clima italiano, dolce e mite, si adatta molto male alla tecnologia del recupero di calore entalpico. Purtroppo, o per fortuna: dipende da come la si guarda. Per fortuna, perché porta a utilizzare in modo intelligente soluzioni diverse, come i recuperatori di calore con raffreddamento adiabatico indiretto, che sono ampiamente illustrati nella Guida AiCARR sul recupero di calore (AiCARR, 2014) (Box 1). Purtroppo, perché sul recupero di calore si ragiona spesso in modo sbagliato, basandosi solo sull’efficienza energetica del recuperatore, impropriamente chiamata rendimento, che è un indice tutt’altro che esaustivo e spesso fuorviante. Qui non si può e non si vuole sintetizzare le oltre 800 diapositive della Guida, studiata appositamente per il web, cui si rimanda per tutti gli approfondimenti del caso e della quale una sintesi è già stata pubblicata nel numero 30 di AiCARR Journal. Ci si propone solo di spiegare, in sintesi,

#33

i motivi per cui il recupero di calore entalpico è poco adatto al nostro clima, mentre lo è di più la tecnologia del raffreddamento adiabatico indiretto, RAI.

Massimo recupero teorico possibile Il recupero di calore avviene dall’aria espulsa, che generalmente si trova nelle condizioni dell’aria in ambiente. Quindi, l’aria di rinnovo deve essere immessa in ambiente con valori di entalpia che siano: • in riscaldamento: superiori a quelli dell’aria in ambiente negli impianti a tutta aria, neutri o inferiori negli impianti ad aria primaria; • in raffrescamento: inferiori a quelli dell’aria in ambiente, qualunque sia la tipologia di impianto. Per questo motivo, anche nel caso teorico di recuperatore ideale con efficienza pari al 100%, solo una parte della potenza richiesta per il trattamento dell’aria di rinnovo è recuperabile. La cosa è molto evidente soprattutto in raffrescamento. Come mostrato in Figura 1, il trattamento dell’aria comporta una riduzione del valore di entalpia dalle condizioni dell’aria esterna, E, a quelle a valle della batteria fredda, I, che corrispondono a quelle di immissione, nel caso non vi sia un trattamento di post-riscaldamento. Di questa differenza di entalpia è teoricamente recuperabile solo la

parte evidenziata dall’area azzurra, perché il recupero avviene sull’aria espulsa, che si trova alle condizioni in ambiente, A, a un valore di entalpia superiore a quella del punto a valle della batteria fredda, I. Ovviamente, quando il valore dell’entalpia dell’aria esterna si abbassa, si riduce il massimo recupero teorico possibile, mentre rimane generalmente invariata la condizione I. Di conseguenza, la percentuale di recupero di calore teorica sull’intero trattamento dell’aria di rinnovo è tanto maggiore quanto più elevata è la differenza di entalpia tra l’aria esterna e l’aria ambiente e quanto più è bassa la differenza di entalpia dell’aria in ambiente e di quella immessa. Quando il valore di entalpia dell’aria esterna è inferiore a quello dell’aria in ambiente, il recupero di calore deve essere interrotto, altrimenti si generano sprechi energetici perché il generatore dovrebbe fornire energia di segno opposto rispetto a quella del recupero. (Box 2).

Rispetto a un recuperatore solo sensibile, il recuperatore entalpico ha il vantaggio di determinare un aumento dell’umidità specifica. Infatti, l’efficienza della parte sensibile delle due tipologie di recuperatori si può considerare con buona approssimazione uguale, per cui il vantaggio del recupero entalpico si basa esclusivamente sulla differenza tra i valori di umidità specifica in ambiente e quelli dell’aria esterna. I recuperatori entalpici sono teoricamente tanto vantaggiosi quanto più questa differenza è alta; il teoricamente è d’obbligo, per quanto si dirà qui di seguito sul valore dell’umidità specifica dell’aria immessa. TEMPERATURA DELL’ARIA ESTERNA [°C] In Tabella 1 è riportato il confronto tra il numero di ore annue in cui l’umidità specifica dell’aria Figura 1 – Massimo recupero teorico in raffrescamento alla esterna si trova all’interno di un certo campo di massima temperatura dell’aria esterna e a temperature inferiori valori per tre località italiane, una città tipica del Figura 2 – Massimo recupero teorico in clima del nord Europa (Berlino), e tre città americane, riscaldamento in un impianto a tutta aria di cui due con clima continentale (Minneapolis, Ecco perché nei climi molto caldi, clima freddo; Phoenix, clima caldo) e una con come quelli degli Emirati Arabi, o clima tipico della costa nord orientale (New York). in quelli caldi e umidi, come quello In Europa, ormai, per limitare il consumo enerdi New York, il recuperatore entalgetico, si è soliti progettare l’impianto per manpico è molto favorito. Si deve sempre http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 tenere in ambiente t = 20 °C, UR = 40% e x = ricordare che in questi paesi la tem5,8 g/kg in inverno e t = 26 °C, UR 55% e x = peratura dell’aria ambiente è tenuta 11,6 g/kg in estate. Negli USA, invece, c’è ancora sempre intorno a 23 °C, per cui la difl’abitudine di mantenere tutto l’anno t = 22 °C, ferenza di entalpia dell’aria esterna UR = 50% e x = 8,6 g/kg, per cui i recuperatori e dell’aria in ambiente è particolarentalpici sono teoricamente molto vantaggiosi mente elevata (Raineri e Vio, 2015). nel Nord Europa e negli USA, molto meno nelle Completamente diversa è la situacittà italiane. Questo perché ancora non si sono zione nel clima italiano, dove in raffatti i conti con l’umidità specifica di immissione frescamento la differenza di entalpia e con il pericolo di eccesso di recupero latente tra aria esterna e aria in ambiente è invernale, tema affrontato qui di seguito. molto ridotta. immissione. La figura è valida per un impianto a Ragionamenti simili si possono tutta aria, mentre per un impianto ad aria primafare anche in riscaldamento, quando Calcolo dei valori dell’umidità ria il valore dell’entalpia del punto d’immissione, I, il trattamento dell’aria richiede un specifica dell’aria immessa è sempre inferiore a quello dell’aria in ambiente, incremento del valore di entalpia Fondamentale per il calcolo del recupero teoA, e quindi teoricamente è possibile recuperare dalle condizioni dell’aria esterna, E, a rico massimo è la condizione dell’umidità specitutto il calore per il trattamento dell’aria primaria. quelle di immissione, I, come mostrato fica dell’aria immessa, punti I nelle Figure 1 e 2, in Figura 2. Di questa differenza di che, nel caso di raffrescamento, corrisponde al entalpia è teoricamente recuperapunto a valle della batteria fredda, in Figura 1 corClima ottimale per i bile solo la parte evidenziata dall’area rispondente al punto di immissione se non vi è recuperatori entalpici azzurra, perché il recupero avviene trattamento di post-riscaldamento. Da quanto finora detto, le condizioni ottimali sull’aria espulsa, che generalmente Nella zona occupata è necessario immettere per i recuperatori di calore entalpici sono quelle si trova alle condizioni in ambiente, l’aria a un valore di umidità specifica inferiore in cui è massima la differenza di entalpia tra aria A, a un valore di entalpia inferiore rispetto a quello dell’aria in ambiente per comesterna e aria in ambiente, quindi nei climi molto a quello dell’aria nelle condizioni di pensare l’emissione di vapore d’acqua dal corpo freddi o molto caldi e/o umidi. umano, funzione sia della attività svolta, sia della temperatura dell’aria in ambiente. A parità di attività, più è elevata la temperatura dell’aria, maggiore è la quantità di vapore acqueo emessa: ad ENTHALPY HEAT-RECOVERY SYSTEMS: WHY THEY ARE NOT SUITED TO THE ITALIAN CLIMATE esempio, nel caso di lavoro di scrivania, la quanThe enthalpy heat-recovery systems are having much success in recent years, because they apparently have high tità di vapore acqueo emesso va mediamente da energy performance for both heating and cooling. The optimal conditions for the enthalpic recuperators are those 57 g/h a 20 °C fino a 100 g/h a 26 °C. in which there is a maximum enthalpy difference between outdoor and indoor air. So these systems are particuQuindi, il valore dell’umidità specifica di immislarly suitable in very cold or very hot/humid climates. Indeed they are widely used in northern Europe, USA and sione dipende dai fattori mostrati in Tabella 2. in the United Arab Emirates. In a mild climate like the italian one, the enthalpy recovery it’s not so appropriate. In Italy it‘s recommended the implementation of indirect evaporative cooling systems. Come si può vedere, in riscaldamento l’umidità specifica di immissione è influenzata solaKeywords: enthalpy heat-recovery systems, indirect evaporative cooling systems, italian climate mente dall’attività delle persone e dalla portata dell’aria di rinnovo, qualunque sia la tipologia di TEMPERATURA DELL’ARIA ESTERNA MASSIMA DI PROGETTO

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#33

impianto utilizzato. In raffrescamento accade lo stesso nel caso di impianto ad aria primaria e sistema radiante, perché quest’ultimo non può contribuire alla deumidificazione; al contrario, se i terminali sono fan-coil, è possibile aumentare il valore dell’umidità specifica di immissione dell’aria primaria tanto più quanto maggiore è il loro contributo alla deumidificazione. Sempre in raffrescamento, se l’impianto è a tutta aria, l’umidità specifica di immissione è ancora maggiore, a parità di ogni altra condizione, perché dipende dall’intera portata d’aria mossa dall’impianto per singola persona, non solo da quella di rinnovo. La Figura 4 mostra il valore della differenza di umidità specifica tra ambiente e immissione nel caso di attività lavorativa a una scrivania in funzione della temperatura dell’aria in ambiente e della portata d’aria di rinnovo dall’impianto per singola persona. In raffrescamento i valori possono essere più bassi per impianti ad aria primaria e fan-coil e per impianti a tutta aria, per i quali va considerata la portata d’aria complessiva e non solo quella di rinnovo.

Umidità specifica (g/kg)

Intervallo MILANO

ANCONA

BARI

BERLINO

0-1

611

1-2

435

1626

554

2-3

166

657

1067

374

1383

3-4

832

420

260

2061

854

1650

1184

4-5

1017

1232

789

1425

718

2228

855

5-6

821

1455

846

987

545

1553

574

6-7

767

803

877

932

485

633

522

7-8

646

984

1381

1093

532

373

533

8-9

498

710

709

574

473

510

399

9-10

830

763

902

209

544

560

583

10-11

1007

1046

772

200

442

353

590

11-12

682

874

1253

132

282

262

377

12-13

1010

390

805

261

176

355

13-14

342

150

185

243

14-15

136

120

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Limiti del recupero di calore entalpico in riscaldamento

MINNEAPOLIS PHOENIX NEW YORK

15-16

110

16-17

17-18

18-19

19-20

Dx AMBIENTE - IMMISSIONE [g/kg]

Il limite maggiore dei recuperatori entalpici Tabella 1 – Numero di ore annue in cui l’umidità specifica è in riscaldamento e si verifica per un eccesso di dell’aria esterna rientra in un determinato intervallo recupero della componente latente, cioè dell’umidità specifica, ed è tanto più importante quanto Figura 4 – Differenza tra l’umidità specifica all’immissione e in ambiente in funzione http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 maggiore è il valore dell’umidità specifica dell’adella temperatura in ambiente e della portata d’aria di rinnovo per singola persona ria esterna e minore quello dell’aria di immissione. 3,5 Il fenomeno dipende da un processo a catena dovuto all’aumento del valore dell’umidità spe3,0 cifica dell’aria in ambiente: 2,5 • l’aumento del valore di umidità specifica fa aumentare la x dell’aria in ambiente; 2,0 • pertanto aumenta la differenza tra la x in ambiente 1,5 e la x dell’aria di rinnovo; • ciò comporta l’aumento del valore dell’umidità 1,0 specifica recuperata e quindi anche di quello 0,5 della x dell’aria immessa in ambiente; • la x dell’aria in ambiente aumenta ulteriormente. 0,0 Il processo si interrompe quando si raggiunge 20 21 22 23 24 25 26 l’equilibrio. TEMPERATURATURA ARIA AMBIENTE [°C] La Figura 5 spiega meglio cosa accade. Si sup30 m3/persona 40 m3/persona 50 m3/persona ponga di avere aria esterna a t = 2 °C, UR = 90%,

Tabella 2 – Fattori che influenzano l’umidità specifica d’immissione

RISCALDAMENTO

RAFFRESCAMENTO

#33

Fattori che influenzano la x d’immissione Attività delle persone

Portata d’aria di rinnovo per persona

tutti gli impianti

Aria primaria + Fan-Coil

Aria primaria + Sistemi radianti

Tutta aria

Deumidificazione a carico dei fan-coil

Portata d’aria complessiva per persona

Figura 5 – Trattamento dell’aria in funzione del tipo di recupero utilizzato x = 3,9 g/kg, che l’immissione dell’aQuesti concetti sono approfonditi nella citata ria debba avvenire con un valore Guida AiCARR. ∆x = 1,9 g/kg e che l’efficienza del recuperatore, sia sensibile che latente, Limiti del recupero di calore sia pari a 73%, che è il valore di effientalpico in raffrescamento cienza minima imposto dalle diretIn raffrescamento, il recuperatore latente deve tive europee a partire dall’1 gennaio essere escluso tutte le volte che il valore dell’ental2018, mentre dall’1 gennaio 2016 è pari pia dell’aria esterna è inferiore a quello in ambiente. a 68%. Con il solo recupero sensibile si Quindi, è molto importante sapere il numero di ore riesce a mantenere in ambiente UR = anno in cui questa condizione si verifica per capire 40% senza bisogno di umidificazione se sia davvero conveniente il suo utilizzo oppure se e la potenza di integrazione richiesta piuttosto convenga puntare su altri sistemi, come per il trattamento di 1 kg/s di aria è il raffreddamento adiabatico indiretto (Box 3). uguale a 16,3 kW. Se si utilizza un recuperatore entalpico, invece, l’effetto a Conoscere il clima della catena descritto in precedenza porta località per scegliere a regime l’umidità ambiente fino a correttamente il recuperatore 70%, perché la differenza tra umidità È fondamentale conoscere con esattezza le http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 specifica dell’aria in ambiente e dell’acondizioni climatiche durante i periodi di riscalria immessa rimane sempre pari a damento e di raffrescamento. ∆x = 1,9 g/kg. Ovviamente, in questo In Figura 6 è riportato sul diagramma psicromesecondo caso il valore di UR è troppo trico, per la condizioni esterne della città di Bologna, elevato e pertanto, se si vuole avere in il numero di ore di funzionamento dell’impianto ambiente UR = 60%, il recuperatore di in riscaldamento (1.461, punti rossi) e in raffreddacalore deve parzializzare, riducendo il mento (1.774, punti blu) nel caso di un palazzo per numero di giri dal 100% all’85%. Così uffici caratterizzato da una trasmittanza che verifica facendo, però, si parzializza anche la i limiti di legge; per comprendere l’influenza dell’iparte sensibile del recupero di calore, solamento termico sul recupero di calore dall’aria per cui la potenza termica richiesta espulsa si rimanda alla Guida AiCARR. diventa di 19 kW, con un incremento Delle 1.774 ore di raffrescamento, il recupedel 16%. La Figura spiega bene perratore entalpico è attivo solamente per 383 ore, ché ragionare solo sull’efficienza e pari al 22%. Nel restante tempo la sua presenza è sul calore recuperato sia fuorviante. negativa, in quanto serve solamente ad aumenLa scelta di un recuperatore entaltare le spese di ventilazione, senza alcun contripico, in queste condizioni, fa peggiobuto al risparmio energetico. rare i consumi del 16%, unico dato di Nel caso di recuperatore con raffreddamento interesse, laddove, osservando solo adiabatico indiretto, invece, le ore di utilizzo salla potenza recuperata, sembrerebbe gono a 1.482 e ciò permette di diminuire la spesa che il recuperatore latente recuperi energetica complessiva anche a fronte di un condi più, 25,2 kW parzializzato, contro sumo per la ventilazione superiore, dovuto alla 18,1 kW del sensibile. Questa contradpresenza dell’umidificatore. dizione nasce dal fatto che la parte Interessante è ciò che avviene in riscaldamento. latente di recupero serve solo a innalL’elevato valore di umidità specifica esterna fa sì che zare il valore di UR in ambiente oltre il recuperatore entalpico debba essere spesso parquello desiderato e, quindi, non è utile. zializzato, riducendo così anche la parte sensibile

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del recupero di calore. La Figura 7 mostra l’andamento nel tempo dell’umidità relativa in ambiente mantenuta con il solo recupero sensibile, condizione valida anche per il recuperatore con RAI, e della percentuale del numero di giri del compressore, che corrisponde alla percentuale di recupero di calore rispetto al massimo possibile, nell’ipotesi che la differenza di umidità specifica tra aria in ambiente e aria in immissione sia ∆x = 1,5 g/kg. Come si può notare, il valore di UR in ambiente supera il 60% solamente nelle prime ore di riscaldamento a ottobre, quando quello dell’umidità specifica dell’aria esterna è elevato. Il fenomeno si verifica con entrambe le tipologie di recuperatori, ma mentre il recuperatore entalpico è completamente disattivato (numero di giri a 0), quello solo sensibile continua a funzionare. Durante tutto il rimanente periodo, il recuperatore entalpico passa molto tempo in modulazione, mentre quello solo sensibile lavora sempre a pieno carico. Il valore di UR in ambiente si mantiene molto più elevato con il recuperatore entalpico: è vero che questo evita l’umidificazione dell’aria in ingresso in ambiente, necessaria con il recuperatore sensibile per tutto il periodo in cui in ambiente risulta esattamente UR = 40%, ma è anche vero che si devono accettare valori di UR pari a quello massimo consentito del 60% per la maggior parte del tempo: se si impostasse un valore inferiore, la parzializzazione del recuperatore sarebbe ancora maggiore.

Confronti energetici tra recuperatori entalpici e recuperatori con raffreddamento adiabatico indiretto Un confronto energetico serio va fatto considerando anche la tipologia di recuperatore, seguendo le indicazioni riportate nella Guida AiCARR, cui si rimanda per gli approfondimenti del caso. A titolo esemplificativo, la Tabella 4 riporta l’aumento percentuale di risparmio energetico, comprensivo della spesa energetica per la ventilazione dovuta alla presenza del recuperatore e dei suoi accessori e di quella del generatore, ottenibile con un impianto con recupero di calore nel caso di palazzi per uffici e alberghi, costruiti in diverse

#33

-10

-5

TEMPERATURA ARIA ESTERNA [°C]

Figura 6 – Condizioni climatiche esterne in cui è attivo l’impianto di riscaldamento (punti rossi) e di raffrescamento (punti blu) in un palazzo per uffici sito a Bologna Figura 7 – Andamento dell’umidità relativa mantenuta in ambiente, UR, e della percentuale del numero di giri del recuperatore entalpico nel periodo di riscaldamento nell’esempio considerato

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Il tema del recupero di calore dall’aria espulsa è piuttosto complesso e va affrontato considerando i molti fattori che lo influenzano. Qui è stata fatta una sintesi per dimostrare come una tecnologia molto di moda oggigiorno, quella del recupero entalpico, in realtà dia dei risultati estremamente scadenti nel clima italiano. AiCARR ha reso disponibile una Guida sull’argomento, scaricabile dai Soci, proprio per aiutare il progettista ad approfondire l’argomento e progettare in modo consapevole.

65%

60%

Umidità relativa in ambiente

Conclusioni

18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

55%

50%

* Michele Vio, Studio http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 Associato Vio, Venezia – Past President AiCARR Tabella 4 – Risparmi energetici ottenibili con le varie tipologie di recuperatori: in rosso sono evidenziati i valori di risparmio più elevati, in blu i casi in cui il solo recupero sensibile ha prestazioni superiori a quello entalpico. I valori negativi rappresentano un consumo superiore nell’utilizzo del recuperatore, rispetto alla soluzione senza recupero

40%

35% ORE IN RISCALDAMENTO (da ottobre a aprile) Recuperatore sensibile

Bologna Firenze Ancona Napoli Bari Palermo

PERCENTUALE GIRI RECUPERATORE

100%

recuperatore recuperatore recuperatore sensibile RAI entalpico

Milano

90% 80%

Palazzo uffici

34%

42%

40%

Albergo

46%

49%

61%

Palazzo uffici

31%

36%

23%

Albergo

35%

38%

31%

Palazzo uffici

29%

35%

16%

Albergo

34%

37%

24%

Palazzo uffici

22%

34%

19%

Albergo

33%

43%

33%

10%

Palazzo uffici

21%

30%

18%

Albergo

34%

42%

32%

Palazzo uffici

-2%

Albergo

10%

18%

13%

Palazzo uffici

15%

24%

Albergo

19%

29%

12%

Palazzo uffici

-1%

13%

-1%

Albergo

12%

25%

#33

Recuperatore entalpico

110%

Risparmio energetico

Bolzano

45%

70% 60% 50% 40% 30% 20%

ORE IN RISCALDAMENTO (da ottobre a aprile)

BIBLIOGRAFIA

• AiCARR. 2014. Il recupero energetico dell’aria espulsa (a cura di M. Vio). Guida AiCARR IV Milano: Editoriale Delfino. • Raineri M., Vio M. 2015. Il recupero di calore dall’aria espulsa nel clima degli Emirati Arabi Uniti e del Qatar. Atti convegno AiCARR, Padova.

UMIDITA' SPECIFICA [g/kg]

località italiane e caratterizzati da valori di trasmittanza secondo norma, che presentano le seguenti caratteristiche: • recuperatori: di tipo rotativo, con efficienza sia sensibile che latente pari al 73%; • perdite di carico complessive, all’ingresso e in espulsione: 300 Pa per i recuperatori sensibile e entalpico e 370 Pa per quello con RAI, a causa della presenza dell’umidificatore; • generatore: pompa di calore polivalente a recupero totale, classe energetica B; • impianto: aria primaria + fan coil; • portata d’aria immessa per persona: 40 m3/h. La tabella dimostra come in tutti i casi esaminati la tecnologia del recupero entalpico sia poco conveniente, salvo che nel caso dell’albergo a Bolzano e del palazzo per uffici a Napoli. In questo secondo caso, comunque, il risparmio energetico è molto limitato e uguale a quello ottenuto con l’uso del recuperatore con RAI. In molti casi, l’utilizzo del recupero entalpico è addirittura penalizzante rispetto al recupero solo sensibile.

BOX 3

L’ALTERNATIVA PER IL CLIMA MEDITERRANEO: IL RAFFREDDAMENTO ADIABATICO INDIRETTO

Se in regime di raffrescamento si inserisce un sistema di umidificazione adiabatica a monte dello scambiatore di calore sul lato dell’aria espulsa, si ottiene l’effetto di raffreddare l’aria prima del suo ingresso nello scambiatore, portandola dalle condizioni di espulsione, punto 1, a quelle di ingresso nello scambiatore, punto 2 in Figura C1. Di conseguenza, l’efficienza dello scambiatore aumenta, perché l’aria in è più fredda rispetto a quella espulsa. La trasformazione si definisce Raffreddamento Adiabatico Indiretto, RAI, perché permette di raffreddare l’aria di rinnovo mediante l’umidificazione dell’aria espulsa. Il termine indiretto serve a differenziare questa trasformaFigura C1 – Trasformazioni zione dal raffreddamento adiabatico diretto, ottenuto umidificando diretnel raffreddamento tamente l’aria di rinnovo. adiabatico indiretto Il Raffreddamento Adiabatico Indiretto garantisce elevati risparmi energetici nelle condizioni di raffrescamento, sia quando il valore della temperatura dell’aria esterna è superiore a quello dell’aria in ambiente, sia quando Figura C2 – Temperature a avviene il contrario. valle del recuperatore di calore La Figura C2 mostra le temperature a valle del recuperatore nel caso di recuhttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 peratori solo sensibili, linea tratteggiata, con diversi valori di efficienza sensibile, e di sistemi RAI a singolo e doppio stadio, linea continua, con scambiatori a diversa efficienza sensibile. Il rendimento dell’umidificatore è sempre uguale a 80%. Come si può notare, il recupero adiabatico indiretto è attivo anche quando la temperatura e/o l’entalpia dell’aria esterna sono inferiori a quelle dell’aria in ambiente, area grigia, condizioni nelle quali tutti gli altri recuperatori sono esclusi. Questo permette di sfruttare il recupero di calore per molto più tempo anche in un clima mite come quello italiano. Ovviamente, in riscaldamento, l’umidificatore è disattivato e il recuperatore funziona come un normale recuperatore sensibile.

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LA GUIDA AICARR SUL RECUPERO DI CALORE Aicarr ha pubblicato una Guida sul recupero di calore, studiata appositamente per la consultazione via web, che è disponibile gratuitamente sul sito per tutti i Soci. La Guida, rivolta ai progettisti, agli energy manager e a tutti coloro che si occupano di gestione degli impianti HVAC, parte dall’assunto che la sola efficienza energetica non è sufficiente per definire le prestazioni energetiche dei recuperatori di calore e illustra un nuovo approccio alla loro progettazione, che assimila l’energia recuperata a quella proveniente da un qualunque generatore il cui consumo sia associato alla quota di energia, per lo più elettrica, necessaria per il suo funzionamento.

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LA CORRETTA MODELLAZIONE DEL RECUPERO DI CALORE

Un recuperatore di calore va modellato come un elemento a monte di un generatore tradizionale. Il trattamento dell’aria viene prima effettuato dal recuperatore e poi, qualora questo non fosse sufficiente, dal generatore di calore, collegato a una batteria di scambio termico. Il recuperatore porta l’aria esterna dalla condizione di entalpia hE a quella hI, mentre il generatore deve fornire l’ulteriore potenza richiesta per arrivare alla condizione hI pr, che è il valore necessario per mantenere l’ambiente alle condizioni desiderate, come mostrato in Figura B1. La potenza da fornire al flusso d’aria di rinnovo, qrin, è somma della potenza recuperata, qR, e della potenza fornita dal generatore, qG. In riscaldamento si possono configurare tre casi: 1. hI < hI pr il generatore fornisce la potenza di integrazione; 2. hI = hI pr l’intervento del generatore non è necessario; 3. hI > hI pr il generatore sarebbe chiamato a fornire potenza di segno opposto (raffrescamento) per evitare un surriscaldamento degli ambienti climatizzati e/o un eccesso di umidificazione al loro interno. Analogamente, in raffrescamento si possono configurare tre casi: 1. hI > hI pr il generatore fornisce la potenza di integrazione; 2. hI = hI pr l’intervento del generatore non è necessario; 3. hI < hI pr il generatore sarebbe in teoria chiamato a fornire una potenza termica di segno opposto, per evitare un eccessivo raffreddamento degli ambienti climatizzati e/o una loro eccessiva Figura B1 – Modellazione deumidificazione. di un recuperatore di calore Sia in riscaldamento che in raffrescamento, il caso 3 rappresenta una situazione di spreco di energia. Nella realtà sono molto comuni i casi di eccesso di recupero in riscaldamento, quasi impossibili quelli in raffreddamento.

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RICERCA — Prestazioni energetiche

La simulazione dinamica delle prestazioni energetiche degli edifici di Livio Mazzarella, Politecnico di Milano

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integrati in relazione a diversi aspetti delle prestadegli edifici è imporzioni dell’edificio, con nuovi sviluppi miranti alla tante sia dal punto di vista economico che realizzazione di interfacce utente che forniscono ambientale ed è il punto focale della politica assistenza intelligente impiegando basi di dati di energetica e ambientale dell’Unione Europea, così competenze specifiche, miranti al controllo della come attuata tramite le due direttive EPBD [1,2]. La qualità delle applicazioni e alla formazione degli tecnologia per pervenire a un notevole risparmio utenti. Gli strumenti attuali possono quindi catenergetico nel settore dell’edilizia di fatto esiste turare le specificità della realtà molto meglio di già, ma tale potenziale risparmio non è ancora strumenti precedenti, ma sono più complessi da stato pienamente sfruttato, anche a causa di una utilizzare. Il numero di strumenti BPS attualmente carenza nella prassi progettuale. Per raggiungere disponibili, la diversità degli aspetti presi in congli obiettivi di efficienza posti dalle nuove regole siderazione in questi strumenti e gli approcci di legislative, i progettisti hanno infatti sempre più modellazione utilizzati rendono difficile darne una la necessità di utilizzare strumenti che siano adepanoramica generale in poche righe, per cui nel guati per l’analisi e la comprensione del complesso seguito ci si limita ad alcune considerazioni sulla comportamento degli edifici, sia rispetto al fabmodellazione e simulazione energetica dell’edificio bisogno energetico che al soddisfacimento e al relativamente a uno dei sottosistemi più impormantenimento di altri requisiti prestazionali, quali il tanti: gli impianti HVAC. benessere termo-acustico-visivo. Fortunatamente, Gli strumenti per l’analisi delle prestazioni enernegli ultimi quaranta anni, per fornire una valugetiche dell’impianto di climatizzazione sono protazione accuratahttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 e dettagliata della prestazione gettati e realizzati per prevedere il consumo annuo energetica degli edifici e non solo, sono stati svidi energia di un sistema HVAC. Basati su un sistema luppati, dapprima nell’ambito della ricerca, e sucdi equazioni che definiscono le prestazioni tercessivamente in ambito commerciale, i Building miche degli edifici e dei sistemi impiantistici conPerformance Simulation Tools (BPST) [3]. I BPST siderati, questi strumenti eseguono simulazioni sono software che spaziano, dal punto di vista su base oraria o sub-oraria del comportamento della complessità, dai semplici fogli di calcolo a dell’edificio, come si definisce oggi il sistema fabstrumenti di simulazione avanzati per applicazioni bricato-impianto, in funzione delle condizioni al specifiche, e, dal punto di vista dell’integrazione, contorno, delle strategie operative e delle azioni di da strumenti che gestiscono un singolo aspetto controllo predefinite. Tale strumenti tra cui Carrier della progettazione degli edifici a strumenti che ne SAD, Trane TRACE 700, DOE-2, Equest, EnergyPlus, integrano i molteplici aspetti. In modo esemplificaESP-r, IDA ICE, TRNSYS, HVACSIM,+, VA114, SIMBAD, tivo l’evoluzione storica di tali strumenti può essere IES, sono in genere utilizzati per calcolare e anasuddivisa in quattro generazioni. Gli strumenti di lizzare le prestazioni a pieno carico e a carico parprima generazione si fondano su metodi sempliziale, per analizzare la strategia di funzionamento ficati che si ritrovano sui manuali, cioè su calcoli del sistema, per confrontare le diverse alternative basati su formulazioni analitiche che comprendono di progetto e così via. All’interno di questa catemolte ipotesi semplificative e quasi sempre sull’igoria di strumenti si può isolare un sottogruppo potesi di stazionarietà dei fenomeni considerati. che ha come specificità la capacità di analizzare Gli strumenti di seconda generazione si basano su correttamente l’impatto delle diverse tipologie metodi che introducono una modellazione seme strategie di controllo, del quale fanno parte tra plificata, ancora analitica, della dinamica degli edigli altri ESP-r, EnergyPlus, IDA ICE, TRNSYS. Gli strufici. Gli strumenti di terza generazione utilizzano invece metodi numerici e forniscono un’integramenti di simulazione che appartengono a questo zione parziale dei diversi aspetti delle prestazioni sottogruppo, dai quali ci si attende una accurata degli edifici, ad esempio quelli energetici, illumivalutazione delle prestazioni del sistema, devono notecnici e acustici. Gli attuali strumenti, di quarta essere in grado di trattare le deviazioni dal comgenerazione, tendono ad essere completamente portamento ideale che si verificano nei sistemi EFFICIENZA ENERGETICA

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reali e di modellare realisticamente sia i controlli che la dinamica del sistema HVAC, il che però non è quasi mai verificato, giacché la quasi totalità dei componenti HVAC è modellata tramite equazioni stazionarie, che non descrivono sempre correttamente la dinamica del componente. L’unica possibilità di avere una buona corrispondenza tra realtà e simulazione è quella di rispettare le ipotesi alla base del modello di simulazione del fabbricato e dell’impianto e di procedere a una accurata calibrazione sui dati misurati. La prima condizione comporta la conoscenza dei modelli dei componenti e delle relative ipotesi semplificative, dei loro tempi caratteristici e quindi della determinazione del minimo passo temporale che comporti il soddisfacimento dell’ipotesi di stato quasi stazionario, che si ha quando le equazioni dello stato stazionario sono in grado di ben approssimare lo stato non stazionario; è evidente che ciò comporta un certa competenza specifica da parte dell’utente dello strumento di simulazione. La seconda condizione, in realtà necessaria solo se si opera su un edificio esistente ai fini di una diagnosi energetica, comporta conoscenze e competenza specifiche ancora maggiori. Come se ciò non bastasse, i diversi approcci di modellazione del sistema HVAC presenti nei diversi strumenti disponibili, quali quelli puramente concettuali, quelli basati sui componenti o su un approccio multidominio, richiedono diversi livelli di abilità da parte degli utenti, diverse risoluzioni temporali e/o spaziale nella modellazione e diversi livelli di capacità di personalizzazione. Un elevato livello di dettaglio nella rappresentazione del

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sistema richiede una maggiore conoefficiente della simulazione dinamica. carenza di formazione nel settore della modelliscenza del sistema stesso, a causa In conclusione, l’applicazione della simulazione stica e della simulazione energetica hanno reso del crescente numero di parametri dinamica nella progettazione edilizia è ad oggi difficile sia per l’architetto che per l’ingegnere necessari al modello per descriverlo problematica non solo perché gli strumenti di edile l’impiego efficiente e consistente di tali e che spesso sono difficili da ottesimulazione sono particolarmente complessi e strumenti, comunque oggi indispensabili. Vi è nere in quanto non vengono forniti molti progettisti edili non hanno familiarità con quindi la necessità di sviluppare negli utilizzatori dai produttori. Ciò comporta anche le loro proprietà e limitazioni, ma anche perché la una migliore comprensione della modellazione e una maggiore richiesta computaziostessa realizzazione del modello comporta comdella simulazione energetica per consentire loro nale, sia in tempo che in memoria, petenze e conoscenze non usuali. Nella vita reale, di valutare e mettere in pratica le tecniche per e un’analisi dei risultati più complila natura del processo di progettazione edile e la realizzare edifici ad alta efficienza energetica. cata, ergo maggiori costi. Di conseguenza, un buon modello deve essere il meno complesso possibile, ma tale da mantenere la sua BIBLIOGRAFIA [1] Parlamento Europeo. 2002. Direttiva 2002/91/EC del Parlamento europeo e del Consiglio del 16 dicembre 2002 sul rendimento energetico nell’edilizia. Gazzetta ufficiale delle Comunità europee. L 1/65, 04.1.2003. validità in funzione degli obbiettivi [2] Parlamento Europeo. 2010. Direttiva 2010/31/EU del Parlamento europeo e del Consiglio del 19 maggio 2010 sulla prestazione energetica nell’edilizia (rifusione). Gazzetta ufficiale delle Comunità europee. L 153/13, 18.6.2010. della simulazione; infine tale minima [3] IBPSA-USA, BEST Directory - Building Energy Software Tools, disponibile presso: http://www.buildingenergysoftwaretools.com/ [ultimo accesso: agosto, 2015]. complessità del modello non è un parametro assoluto ma dipende da cosa si vuole ottenere. Si devehttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 poi considerare che al variare degli obbiettivi della simulazione, quindi della complessità del modello, il costo, in termini di quantità di informazione, tempo necessario per costruirlo, tempo di calcolo e quantità di memoria impiegata, può superare il valore aggiunto prodotto per l’utente e tutto ciò va bilanciato con la necessità di avere un errore cioè una deviazione dei risultati del modello dai dati reali, che sia accettabile). L’errore in un modello che rispecchia fedelmente il sistema descritto è la somma di quello di astrazione, di iSeries è un sistema di climatizzazione multifunzione che, grazie all’innovativa quello nei dati di ingresso, e di quelli tecnologia del recupero di calore, riscalda l’acqua in modo gratuito durante il ciclo di raffrescamento, senza incidere sui consumi di energia elettrica numerici; il primo è dovuto alle astrazioni apportate dalla modellazione a causa dell’ incompletezza del modello rispetto al sistema fisico, il secondo è dovuto alle incertezze nei valori nei parametri di ingresso, che possono essere quantificate ottenendo la corrispondente incertezza del risultato del modello, la cosiddetta incertezza predittiva. L’errore di astrazione può dipendere dal livello di complessità, che diminuisce all’aumentare della complessità del modello), ma anche e soprattutto dall’inadeguatezza del modello, dovuta, ad esempio, all’impiego di un modello lineare in un sistema non lineare. Infine gli errori numerici, che dipendono in parte dal passo spaziale di discretizzazione e in parte da quello temporale, possono essere controllati diminuendo il passo, il che aumenta il tempo di calcolo e l’uso di memoria. Come si può ben vedere, si è in presenza di una coperta corta che comporta una competenza particolare per un uso

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il freddo che produce caldo

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RICERCA — Prestazioni energetiche

Le componenti finestrate delle facciate: metodologie e indicatori per una valutazione integrata delle prestazioni di vetrate e schermature I nuovi indicatori PCA (Point Comfort Availability) e SCA (Spatial Comfort Availability) sono in grado di sintetizzare le condizioni di comfort e le prestazioni dell’intero spazio utilizzato, supportando le scelte progettuali e di prodotto

Anna Maria Atzeri*, Francesca Cappelletti**, Andrea Gasparella*, Athanasios Tzempelikos5*** * Libera Università di Bolzano ** Università IUAV di Venezia ***Purdue University

EVALUATION OF THE ENERGY PERFORMANCE OF TRANSPARENT COMPONENTS

The evaluation of the energy performance of transparent components should not neglect their influence on the indoor thermal and visual comfort conditions. If the design choices are based only on the energy need optimization or the cost reduction, they could lead to solutions not suitable for the occupants’ comfort. The available design tools allow the realistic and detailed evaluation of the building energy performance in standardized use conditions, once the site climatic characteristics, the envelope thermophysical properties and the technical characteristics of the systems are known. The actual energy performance becomes more difficult to assess when the occupants behavior has to be included, as it is often influenced by their environment’s perception and the resulting reactions. The significant effect, often negative, of the occupants’ interaction on the real building energy consumption during its operational life, leads to the necessity of a careful assessment of both the building energy needs and the comfort conditions at the same time, since the early design phase. The use of indicators and metrics able to synthesize the different fundamental aspects of the performance, including the indoor environmental quality, becomes essential in order to carry on an adequate comparison between different options. Keywords: Thermal comfort, visual comfort, daylight autonomy, comfort metrics, shading and window systems, integrated performance evaluation

INTRODUZIONE I sistemi trasparenti d’involucro svolgono una funzione articolata, caratterizzata dalla concorrenza di molteplici ruoli e da una interazione stretta con il resto dell’involucro e con gli occupanti. In primo luogo, devono garantire un contatto visivo diretto tra gli occupanti e l’ambiente esterno senza compromettere il comfort visivo e garantendo un corretto controllo dell’abbagliamento da radiazione solare. Inoltre, devono facilitare lo sfruttamento della luce naturale e favorire una idonea gestione degli apporti solari. Infine, come per il

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resto dell’involucro, devono contribuire all’isolamento termico e alla tenuta all’aria, sia durante la stagione di riscaldamento che durante quella di raffrescamento. Riuscire a soddisfare tutte queste richieste ricorrendo al solo elemento trasparente risulta quasi impossibile ed è indispensabile ricorrere a una corretta combinazione di componenti vetrati e schermature, opportunamente gestite. Da questo punto di vista, l’ottimizzazione non può prescindere dalle caratteristiche dell’edificio in termini di dimensioni e disposizione delle aperture, proprietà dell’involucro,

RICERCA — Prestazioni energetiche solare, non solo nel corso dell’anno ma anche durante una stessa destinazione d’uso, attività e aspettative degli occupanti e, ovviagiornata, è necessario ricorrere a codici di calcolo di tipo dinamico. mente, dal contesto climatico. La progettazione risulta pertanto una Inoltre, un approccio integrato all’analisi degli effetti della radiaoperazione complessa, che richiede una attenta valutazione e un zione solare in ingresso entro spazi confinati, in grado di considerare opportuno bilanciamento di esigenze contrastanti. sia gli aspetti energetici che di comfort termico e visivo, richiede, Gli elementi necessari a una corretta analisi e a un confronto comal momento, l’impiego di più software di simulazione. Alcuni studi plessivo delle soluzioni progettuali sono due: la possibilità di model(Ramos & Ghisi, 2010) dimostrano ad esempio che l’analisi della luce lare correttamente e in maniera integrata i diversi aspetti coinvolti naturale attraverso EnergyPlus può determinare una sovrastima della e l’individuazione di indicatori in grado di rappresentare in forma sua disponibilità e una conseguente sottostima dei consumi elettrici sintetica gli aspetti prestazionali, permettendone la valutazione e per l’illuminazione artificiale. Per ovviare a questo problema, in quela comparazione sia in relazione alla distribuzione temporale che a sto lavoro al calcolo energetico con EnergyPlus è stata abbinata l’aquella geometrica o spaziale. nalisi illuminotecnica naturale nelle varie configurazioni mediante il In letteratura sono relativamente pochi gli esempi di analisi intesoftware DIVA, che implementa gli algoritmi di calcolo di Radiance e grate di sistemi trasparenti che analizzino sia i diversi aspetti energeDAYSIM. I profili di illuminamento e di abbagliamento da luce naturale tici (fabbisogno di riscaldamento, raffrescamento e illuminazione), sia forniti da DIVA sono stati processati attraverso un apposito codice quelli di comfort termico e visivo. In molti casi, inoltre, gli indicatori MATLAB, in modo tale da ricostruire i profili di regolazione combidi comfort termico non includono gli effetti della radiazione solare nata delle tende e dell’illuminazione artificiale in funzione del tipo di sugli occupanti e spesso la distribuzione spaziale del comfort, che controllo scelto e gli indicatori di comfort visivo. Questi ultimi profili consentirebbe di esprimere una valutazione qualitativa dello spasono serviti poi come input per la simulazione effettuata con Energy zio confinato, non è considerata. Plus, che ha consentito di determinare i fabbisogni di energia priLa quasi totalità degli studi si concentra sull’analisi delle prestamaria e i dati necessari a calcolare gli indicatori per il comfort terzioni di edifici per uffici, valutando come diversi parametri progetmico. Il diagramma a blocchi della procedura è riportato in Figura 1. tuali (caratteristiche geometriche, termiche o ottiche delle vetrature, http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 strategie di controllo delle schermature o dei sistemi di illuminazione artificiale) possono influenzare i consumi energetici e/o le GLI EDIFICI DI RIFERIMENTO condizioni di comfort interno di tipo termico e visivo. A prescindere Il set di edifici di riferimento considerati è ottenuto attraverso dallo specifico parametro considerato nell’analisi, è possibile suddil’introduzione di alcune varianti a un modulo caratterizzato da una videre i lavori di ricerca in quattro gruppi principali, a seconda dell’asuperficie in pianta pari a 100 m2 e un’altezza interna di 3 m, situato spetto sul quale si è concentrato lo studio del sistema trasparente: nel contesto climatico di Roma, in zona climatica D, e destinato a • strategie di controllo delle schermature e fabbisogno energetico di uso ufficio della tipologia open-space. La scelta della destinazione raffrescamento (Tsikaloudaki et al., 2012), di raffrescamento e riscald’uso dell’edificio da simulare è legata ad alcuni aspetti fondamentali, damento (Eskin and Türkmen, 2008, Poirazis et al., 2008, Kim et al., quali l’ampia diffusione dell’uso di grandi superfici vetrate negli edi2012) e di raffrescamento, riscaldamento e illuminazione (Correia fici moderni destinati al terziario, la contestuale rilevanza del compito da Silva et al., 2012) o tipologie di schermature esterne e fabbisovisivo e del controllo dell’abbagliamento, unitamente a una ridotta gno energetico di raffrescamento e illuminazione (Bellia et al, 2013); possibilità di ridefinizione e adattamento delle postazioni di lavoro • comfort visivo e fabbisogno energetico di raffrescamento e illumida parte degli occupanti, e infine l’elevato livello degli apporti interni. nazione (Tzempelikos and Athienitis, 2007, David et al., 2011) o di rafPer quanto riguarda le caratteristiche dell’involucro, per tutti gli frescamento, riscaldamento e illuminazione (Ochoa et al., 2012, Oh elementi opachi è stata assunta una stratigrafia costituita da uno et al., 2012, Shen and Tzempelikos, 2013, Tzempelikos and Shen, 2013); • comfort termico e fabbisogno energetico di riscaldamento (Tzempelikos et al., 2010a and 2010b), di raffrescamento (Hwang and Shu, 2011), di raffrescamento e riscaldamento (Buratti et al., 2013, Cappelletti et al., 2014) o anche di illuminazione (Nielsen et al., 2011); • comfort termico e visivo, fabbisogno energetico di riscaldamento e raffrescamento (J. Yao, 2014) o anche di illuminazione (Shen and Tzempelikos, 2012). Il presente lavoro analizza le prestazioni di diversi sistemi trasparenti, composti da vetrate e schermature, considerando i differenti aspetti descritti e proponendo alcuni indicatori in grado di sintetizzare le prestazioni facilitando il confronto e la scelta. Un modello di riferimento, di area pari a 100 m2, adibito a ufficio e situato nel contesto geografico e climatico di Roma, è utilizzato per valutare gli aspetti metodologici e per generalizzare alcune conclusioni sui trend riscontrati per le soluzioni ottimali, in relazione al tipo di orientazione (Est oppure Sud) e alle dimensioni delle vetrate. Tre tipologie di schermature, con diverse proprietà di riflessione e trasmissione, e quattro tipologie di vetrata sono state combinate per valutarne l’interazione.

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IL METODO Per rappresentare in maniera realistica il comportamento dell’edificio e in particolare per capire come la prestazione complessiva di quest’ultimo sia influenzata dalla variabilità che caratterizza la radiazione

Figura 1 – Diagramma a blocchi dell’intero procedimento per il calcolo della performance globale del progetto

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solari è stabilita in funzione del livello di illuminamento naturale registrato nel punto centrale più vicino alla facciata, sempre in Figura 2, e della possibile condizione di abbagliamento associata al posizionamento delle tende, considerando come riferimenti un intervallo di 500 e 2000 lux e un valore massimo di Daylight Glare Probability, DGP, pari a 0,35. Il DGP, data una direzione dello sguardo dell’osservatore, rappresenta la percentuale di persone potenzialmente disturbate dalla luce naturale che penetra all’interno dell’ambiente e dalla sua interazione con l’ambiente stesso. Per quanto riguarda il comfort termico, si è fatto riferimento ai valori suggeriti dalla norma EN ISO 15251 (CEN, 2007) per la classe II. Come già accennato, l’anno è stato suddiviso convenzionalmente in due semestri per quanto riguarda la resistenza termica dell’abbigliamento, Icl, ma l’impianto lavora in riscaldamento o raffrescamento a prescindere dalla stagione considerata, assicurando il mantenimento della temperatura operativa all’interno di bande standard di comfort termico. In particolare, la temperatura dell’aria in immissione nell’ambiente durante le ore di occupazione è regolata in modo tale che la temperatura operativa al centro della stanza si mantenga all’interno Tabella 1 – Variabili di configurazione delle bande: 20 ÷ 24 °C per Icl = 1 clo, 23 ÷ 26 °C per Icl = 0,5 clo. La degli edifici di riferimento relazione tra temperatura dell’aria, ta, temperatura media radiante, tr, e temperatura operativa, to, utilizzata è quella che considera i coefElemento Valori/Proprietà termofisiche ficienti convettivo e radiante coerentemente con la norma EN ISO http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 Dimensioni S1: larghezza = 9 m; altezza = 1,5 m; area = 13,5 m2; WWR 45% finestre S2: larghezza = 9 m; altezza = 2,5 m; area = 22,5 m2; WWR 75% 13790 del 2008: ta = -1,52 · tr + 2,52 · to (1) aperture finestrate solo a Est Orientamento E: S: aperture finestrate solo a Sud Dall’equazione 1, fissati i valori di temperatura operativa secondo DH: Ugl = 1,14 W · m-2 · K-1; SHGC = 0,60; τvis = 0,81 la stagione, il set-point di impianto varia ora per ora in funzione DL: Ugl = 1,08 W · m-2 · K-1; SHGC = 0,35; τvis = 0,58 della temperatura media radiante calcolata al centro della stanza. Vetrature TH: Ugl = 0,60 W · m-2 · K-1; SHGC = 0,59; τvis = 0,73 In tabella 2 si riportano le equazioni usate per il set-point sulla temTL: Ugl = 0,61 W · m-2 · K-1; SHGC = 0,35; τvis = 0,63 peratura dell’aria. W/O: Senza schermature SH: ρs = 0,58; τs = 0,16; ρv = 0,51; τv = 0,15 Tende SH2: ρs = 0,37; τs = 0,10; ρv = 0,35; τv = 0,10 Tabella 2 – Equazioni per il calcolo SH3: ρs = 0,13; τs = 0,05; ρv = 0,06; τv = 0,05 del set-point dell’impianto L’edificio è considerato occupato dalle 8:00 alle 18:00, dal lunedì Stagione Temperatura operativa Set-point variabile ora per ora al venerdì, con una densità di 0,12 persone per metro quadrato. I 20 °C ta = -1,52 · tr + 2,52 · 20 1 Ottobre carichi interni corrispondenti (ASHRAE, 2009) sono di 130 W a per31 Marzo 23 °C ta = -1,52 · tr + 2,52 · 23 sona, di cui 75 sensibili e 55 latenti. La potenza installata per illumi24 °C ta = -1,52 · tr + 2,52 · 24 1 Aprile nazione è pari a 12 W·m-2 e per apparecchiature di 1,31 W·m-2. Il tasso 30 Settembre 26 °C ta = -1,52 · tr + 2,52 · 26 di ventilazione con aria di rinnovo esterna è stato posto pari a 1,58 ricambi orari nelle ore di occupazione e 0,3 nelle rimanenti. Per il calcolo delle condizioni di comfort termico si è considerato un valore Durante le ore di non occupazione l’impianto entra in funzione di isolamento termico dell’abbigliamento pari a 1 clo in corrisponsolo se la temperatura operativa scende al di sotto o supera deterdenza di un semestre invernale, convenzionalmente fissato dall’1 minati valori di riferimento. Nel primo caso il set-point di riferimento ottobre al 31 marzo, e 0,5 clo nella restante parte dell’anno, coerenè stato posto pari a 15 °C, nel secondo il valore massimo della tempetemente con la strategia di regolazione scelta. ratura operativa cambia a seconda dell’ora considerata, partendo da 38 °C dalle 18:00 fino alle 24:00, per poi passare gradualmente a 28 °C strato interno di laterizio e uno esterno di 10 cm di isolamento, con una trasmittanza termica pari a 0,28 W·m-2·K-1. Lo spessore dell’isolamento termico è stato scelto in modo tale che le strutture opache, orizzontali e verticali, rispettassero i valori limite di trasmittanza termica previsti dal D.P.R. 59/09 per la zona climatica di Roma. Tutte le superfici che definiscono l’involucro sono state considerate confinanti con l’ambiente esterno, tranne il pavimento, supposto a contatto con una zona a uguale temperatura. Al modulo di riferimento sono state introdotte alcune varianti, modificando la dimensione e l’orientamento delle superfici finestrate, le tipologie di vetro, doppio o triplo, e di tenda, posizionata internamente o esternamente, secondo un piano fattoriale che ha consentito di ottenere un totale di 64 configurazioni di riferimento, sintetizzate in Tabella 1. Per quanto riguarda il sistema schermante, si è optato per l’utilizzo delle tende a rullo, che rappresentano una tipologia di schermatura molto comune nell’edilizia per uffici e che costituiscono un sistema di semplice installazione e manutenzione anche nel caso in cui si valuti il risanamento energetico di un edificio esistente.

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LE STRATEGIE DI CONTROLLO

Per garantire idonee condizioni di comfort interno, sia visivo che termico, le componenti dinamiche dell’edificio, nello specifico schermature solari, impianto di illuminazione artificiale e di climatizzazione, devono essere in grado di reagire alle sollecitazioni provenienti dall’ambiente esterno e da quello interno. Considerando i limiti imposti dalla normativa (CEN, 2007; 2011), il flusso luminoso e di conseguenza la potenza elettrica assorbita dell’impianto di illuminazione artificiale sono stati fatti variare, con un andamento proporzionale e in funzione del contributo della luce naturale, in modo tale da garantire un illuminamento minimo pari a 500 lux sul piano di lavoro, misurato in tre posizioni, ossia in corrispondenza dei tre punti che si trovano sull’asse Nord-Sud per affaccio a Sud e Est-Ovest per affaccio a est, come mostrato in Figura 2. La posizione di completa apertura o chiusura delle schermature

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Figura 2 – Modello di ufficio simulato: variante tipologica con finestra S1 (in alto); variante tipologica con finestra S2 (al centro); piano di sezione con griglia usata per le analisi spaziali (in basso)

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fino alle 8:00. Dal momento che la temperatura operativa può essere considerata come quella temperatura che realmente influenza la percezione di comfort termico da parte degli occupanti, usarla come set point di regolazione dell’impianto ha anche il significato di confrontare le diverse configurazioni progettuali a parità di condizioni di comfort.

ed è definito come la percentuale di ore di occupazione durante le quali il DGP in un preciso punto dello spazio non supera 0,35, valore di soglia che esprime il limite di abbagliamento non disabilitante (CIBSE, 2014). L’indicatore SCA correlato può essere chiamato spatial Visual Comfort Availability (sVCA0,35,90%) ed esprime la percentuale di piano di lavoro posto a 0,8 m dal pavimento nella quale, durante le ore di occupazione, le condizioni di comfort visivo vengono manGLI INDICATORI DI COMFORT E DI tenute per almeno il 90% del tempo. PRESTAZIONE ENERGETICA La sensazione di discomfort termico può essere descritta attraLa reale capacità dei sistemi di controllo ipotizzati di garantire verso la percentuale prevista di insoddisfatti, PPD. Per coerenza con la idonee condizioni di comfort interno e la riduzione dei consumi definizione degli altri indicatori, in questo studio si è invece deciso di energetici è stata valutata attraverso due tipologie di indicatori non rappresentare la percentuale di persone soddisfatte (complemento standardizzati, proposti dagli Autori: al 100% degli insoddisfatti), volendo porre l’accento sulla capacità • Point Comfort Availability (PCA) metrics: data una determinata posidelle diverse configurazioni analizzate di garantire idonee condizioni zione, forniscono una valutazione quantitativa, su un periodo di di comfort termico. Il Voto Medio Previsto, da cui l’indicatore PPD è riferimento, della frequenza temporale con cui i livelli di comfort ricavato, è stato calcolato ora per ora nelle 9 posizioni della griglia rispettano una soglia o un intervallo considerato idoneo; di figura 2 a una altezza di 0,6 m dal pavimento, a partire dai valori • Spatial Comfort Availability (SCA) metrics: esprimono la percentuale di temperatura e di umidità relativa dell’aria valutate al centro della di superficie calpestabile in corrispondenza della quale i valori di stanza e da una velocità dell’aria costante e pari a 0,1 m·s-1,considerando PCA (ovvero le frequenze temporali di disponibilità di comfort) sono maggiori di una soglia minima, durante il periodo di riferimento. un flusso metabolico di 1,2 met e tenendo conto dell’influenza della Da un punto di vista temporale, entrambe le tipologie di indicatori radiazione solare incidente sugli occupanti (La Gennusa et al., 2007, consentono di sintetizzare l’evoluzione della prestazione durante un Atzeri et al., 2015) attraverso la correzione della temperatura media periodo di riferimento (la giornata, la stagione o l’anno). Per quanto radiante in ognuna delle 9 posizioni considerate all’interno della stanza http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 riguarda gli indicatori PCA, le prestazioni possono essere rappresentate in funzione del contributo della radiazione solare diretta e diffusa e su una griglia di punti distribuiti nell’ambiente in genere sul piano di dei fattori di vista per persona seduta, secondo il metodo descritto in lavoro, 9 nell’esempio in Figura 2. Ciò consente di valutare la variabi(La Gennusa et al., 2007, Atzeri et al., 2015). L’indicatore PCA che viene lità delle condizioni di comfort da un punto di vista geometrico e di quindi proposto in quest’analisi, chiamato Thermal Comfort Availability, verificarne la diversa sussistenza e distribuzione nell’ambiente consiTCAPPD, rappresenta la percentuale di ore di occupazione durante le derato. Gli indicatori SCA, invece, utilizzano un singolo valore numequali il valore della percentuale di soddisfatti, nella posizione consirico per descrivere la prestazione, relativa a uno specifico aspetto, derata, è almeno pari al 90%. Il valore di riferimento del PPD per gli sintetizzando anche nello spazio le indicazioni degli indicatori PCA. edifici di classe II ai sensi della EN ISO 15251 (CEN, 2008) è infatti pari al Dato il loro significato, tutti gli indicatori di comfort e la loro evolu10%. L’indicatore SCA proposto, la spatial Thermal Comfort Availability, zione dovrebbero essere valutati solamente nelle ore di occupazione. sTCA90%,90%, esprime invece una valutazione dello spazio nella sua inteDal momento che la finalità principale di questo studio era quella rezza e rappresenta la percentuale di superficie in pianta nella quale di trovare non solo un approccio all’analisi integrata, ma anche una il PPD a 0,6 m dal pavimento non supera il valore limite per almeno modalità di rappresentazione che consentisse di comparare in modo il 90% delle ore di occupazione. semplice e diretto la prestazione complessiva di diverse configuraLa prestazione energetica complessiva (riscaldamento, raffrescazioni edilizie, gli indicatori SCA sono stati considerati come un utile mento e illuminazione artificiale), è stata valutata attraverso l’indice strumento per costruire delle tabelle di sintesi che consentono un di Energy Performance (EP) che è pari al fabbisogno di energia prirapido confronto di un numero significativo di casi. maria espressa in kWh·m-2·anno-1 e calcolata a partire dai fabbisogni La capacità dello spazio simulato di sfruttare la luce naturale è di energia termica per riscaldamento e raffrescamento e dell’enerstata espressa in termini di Daylight Autonomy o DA, definita come gia elettrica per l’illuminazione, considerando un rendimento globale la percentuale di ore di occupazione in cui ciascun punto supera, medio stagionale di 0,8 per l’impianto di riscaldamento, un Energy grazie al solo illuminamento naturale, un determinato valore soglia, Efficiency Ratio (EER) pari a 3 per il raffrescamento e un fattore di qui fissato in 500 lux (CEN, 2007, Olbina e Beliveau, 2009). Reinhart e conversione pari a 2,174 per l’energia elettrica, come indicato dalla Weissman (2011), attraverso un’indagine tesa a valutare la percezione Delibera EEN 3/08 della Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (AEEG). dello spazio dal punto di vista luminoso, hanno dimostrato come Rappresentare i fabbisogni dell’edificio attraverso il consumo di enerl’indicatore scelto dalla IESNA presenti una buona correlazione con gia primaria consente di eseguire un confronto immediato e diretto la risposta dei soggetti, anche se il valore limite più adatto a espritra le prestazioni delle diverse configurazioni analizzate. Inoltre, la mere la sensazione sembra essere 300 lux. Come indicatore SCA, è scelta di controllare riscaldamento e raffrescamento in funzione della stata utilizzata la spatial Daylight Autonomy, sDA (IESNA, 2012), che temperatura operativa al centro della stanza (Cappelletti et al., 2014), esprime la percentuale di area in pianta che supera un determinato consente di interpretare il fabbisogno energetico come un indicavalore limite di illuminamento da radiazione entrante, per una data tore della prestazione passiva dell’involucro, in quanto stima del costo percentuale di ore di occupazione, ovvero il 50%, o in altre parole richiesto da una determinata configurazione per garantire determila frazione di area nella quale la DA supera il 50%. nate condizioni di comfort termico. Inoltre, in tal modo le condizioni Il comfort visivo legato all’influenza della luce naturale è stato di comfort termico differiscono sostanzialmente solo in ragione della analizzato attraverso la Daylight Glare Probability, DGP (Wienold & diversa radiazione solare che raggiunge l’occupante. I risultati otteniChristoffersen, 2005, 2006), che è particolarmente adatto a valutare bili, in termini di risparmio energetico, attraverso l’uso delle diverse la possibilità che insorgano condizioni di abbagliamento dovute schermature sono stati analizzati calcolando la riduzione percentuale alla luce naturale. L’indicatore PCA qui proposto è chiamato Visual del fabbisogno, in termini di energia primaria, di ciascuna configuraComfort Availability (VCADGP) mutuandone la definizione dalla DA, zione schermata con l’analoga configurazione senza schermatura.

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#33

RICERCA — Pompe di calore a CO²

RISULTATI

DAYLIGHTING PERFORMANCE

La disponibilità di luce naturale non viene influenzata dalla posizione delle tende. L’uso delle schermature determina una riduzione del numero di ore in cui il target di illuminamento, posto pari a 500 lux sul piano di lavoro, viene raggiunto grazie alla sola luce naturale. Questa riduzione, illustrata nelle Figure 3 e 4, appare più importante se si considerano le vetrature di dimensione minore e aumenta man mano che ci si allontana dalla superficie vetrata e, a parità di vetro, al diminuire del coefficiente di trasmissione luminosa delle tende. Confrontando i due orientamenti, è possibile notare come l’esposizione a Sud, in Figura 4, consenta di garantire una più alta percentuale di autonomia luminosa anche per i punti posizionati nelle file più lontane dalla finestra. Ovviamente questo trend si riflette nell’indicatore sintetico sDA, in Figura 5, da cui è possibile notare come l’esposizione a Sud, a parità di configurazione considerata, sia in grado di garantire una maggiore autonomia luminosa durante l’anno lavorativo rispetto a quella a Est.

giaccia su un piano parallelo alla sorgente luminosa, fa sì che, considerando l’orientamento a Est nelle Figure 6 e 8, anche le configurazioni senza schermature non si allontanino troppo dai valori di soglia imposti per il glare, che possono però essere rispettati totalmente solo con l’utilizzo delle schermature, come risulta dai grafici. Se si analizza l’indicatore PCA relativo al comfort visivo per l’orientamento a Sud, in Figura 7, la particolare direzione dello sguardo scelta e l’uso delle tende non sono sufficienti a garantire le condizioni cercate per i punti posti a 2 m dalla parete finestrata. Dall’analisi dell’indicatore sintetico è possibile notare come, considerando l’orientamento a Sud in Figura 8, non sia possibile garantire le condizioni di comfort scelte per il 100% dello spazio considerato in nessuna delle configurazioni proposte. Le configurazioni senza tenda orientate a Sud, in Figura 7, consentono di apprezzare maggiormente il ruolo che le diverse caratteristiche dei sistemi vetrati scelti, nel caso specifico la trasmittanza nel visibile, ricoprono. Il passaggio da un vetro con un’alta a uno con una bassa τvis riduce infatti le ore di discomfort nei punti più vicini al vetro di circa 20 punti percentuali.

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COMFORT TERMICO GLOBALE

Considerando l’indicatore PCA, i punti più vicini alle pareti finestrate sono ovviamente quelli per i quali si riscontra il minor numero di ore di comfort, specialmente se si considera l’orientamento Sud in Anche la sensazione di comfort visivo percepita dagli occupanti Figura 9. A prescindere che si consideri l’orientamento Sud o Est in non varia in funzione della posizione delle tende rispetto alla superFigura 11, le configurazioni senza tenda riescono a garantire migliori ficie finestrata. Nell’analisi condotta, la direzione dello sguardo degli condizioni di comfort solo ricorrendo ai vetri DL e TL caratterizzati da occupanti ipotizzata nella simulazione è stata definita in modo da http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 un basso fattore solare. L’utilizzo delle tende, se si considerano le congarantire una posizione ergonomicamente corretta e in grado di figurazioni orientate a Est in Figura 11, consente di raggiungere buoni ridurre l’insorgere di problematiche di abbagliamento da luce naturisultati, specialmente se le tende vengono posizionate esternamente. rale. Posizionare gli occupanti in modo tale che la linea dello sguardo Permangono alcune situazioni critiche specialmente se si considerano le finestre di dimensione maggiore, ma complessivamente si può affermare che l’ambiente si caratterizza per una maggiore uniformità termica. Con l’orientamento a Sud, invece, seppur l’incremento delle ore di comfort, riferito al singolo punto, risulti essere percentualmente più consistente se si utilizzano le tende esterne, complessivamente i

COMFORT VISIVO

DH S 1

W/ O

S H1

S H2

S H3

DH S 2

DL S 1

DL S 2

TH S 1

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25%

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85%

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77%

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30%

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79%

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82%

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25%

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24%

70%

72%

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51%

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20%

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54%

19%

50%

Figura 3 – Distribuzione della Daylight Autonomy per orientamento Est e tende esterne. Ciascun riquadro è una rappresentazione schematica della pianta dell’ufficio con finestra riportata a Est (le sigle corrispondono a quelle illustrate in Tabella 1) DH S 1

W/ O

S H1

S H2

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DH S 2

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DL S 2

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TL S 2

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53%

55%

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#33

99%

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DL S 2

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96%

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Figura 4 – Distribuzione della Daylight Autonomy per orientamento Sud e tende esterne. Ciascun riquadro è una rappresentazione schematica della pianta dell’ufficio con finestra riportata a Sud (le sigle corrispondono a quelle illustrate in Tabella 1)

Figura 5 – Spatial Daylight Autonomy (%) per orientamento Est e Sud nei diversi casi analizzati (le sigle sono illustrate in Tabella 1)

W/ O

S H1

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Figura 6 – Distribuzione della Visual Comfort Availability per orientamento Est e tende esterne. Ciascun riquadro è una rappresentazione schematica della pianta dell’ufficio con finestra riportata a Est (le sigle corrispondono a quelle illustrate in Tabella 1)

RICERCA — Pompe di calore a CO²

risultati migliori si ottengono con le tende interne, come mostrato in Figura 10. A questo proposito è doveroso ricordare che il PCA indica una condizione di comfort complessiva, che tiene conto sia della sensazione di caldo che di quella di freddo. Questo significa che, se si DH S 1

W/ O

S H1

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74%

analizzasse la condizione di comfort distinguendo tra le due sensazioni termiche, si potrebbe notare come, per i casi considerati, l’uso delle tende esterne, tagliando il contributo della radiazione solare entrante, soprattutto nelle mezze stagioni, comporti il determinarsi di condizioni di discomfort da freddo che contribuiscono a determinare un minor numero di ore di comfort complessivo.

CONSUMO ENERGETICO

Per quanto riguarda il consumo di energia primaria, le tende posizionate esternamente in Figura 12, 13 e 14, a prescindere dall’orientamento considerato, consentono di ridurre in maniera incisiva il fabbisogno complessivo agendo sui consumi legati al raffrescamento. Tra i due orientamenti, quello che si caratterizza per i consumi inferiori è quello Sud, in Figura 13, nel quale, a differenza di quanto accade a Est, in Figura 12, è possibile ottenere anche una riduzione dei consumi legati

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Figura 7 – Distribuzione della Visual Comfort Availability per orientamento Sud e tende esterne. Ciascun riquadro è una rappresentazione schematica della pianta dell’ufficio con finestra riportata a Sud (le sigle corrispondono a quelle illustrate in Tabella 1)

http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1

Figura 11 – Spatial Thermal Comfort Availability (%) per orientamento Est e Sud nei diversi casi analizzati (le sigle corrispondono a quelle illustrate in Tabella 1)

Figura 8 – Spatial Visual Comfort Availability (%) per orientamento Est e Sud nei diversi casi analizzati (le sigle corrispondono a quelle illustrate in Tabella 1) DH S 1

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Figura 12 – Confronto del fabbisogno di energia primaria dei diversi casi per orientamento Est

Figura 9 – Distribuzione della Thermal Comfort Availability per orientamento Sud e tende esterne. Ciascun riquadro è una rappresentazione schematica della pianta dell’ufficio con finestra riportata a Sud (le sigle corrispondono a quelle illustrate in Tabella 1) DH S 1

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Figura 10 – Mappatura dell’indicatore Thermal Comfort Availability per orientamento Sud e tende interne. Ciascun riquadro è una rappresentazione schematica della pianta dell’ufficio con finestra riportata a Sud (le sigle corrispondono a quelle illustrate in Tabella 1).

Figura 13 – Confronto del fabbisogno di energia primaria dei diversi casi per orientamento Sud

Figura 14 – Rappresentazione sintetica della prestazione di ciascuna combinazione vetro+tenda in termini aumento o risparmio di energia primaria rispetto al caso corrispondente in assenza di schermatura: in rosso sono contrassegnati i casi di aumento di fabbisogno energetico e in verde i casi di risparmio energetico

#33

RICERCA — Pompe di calore a CO²

Appare chiara, quindi, l’importanza della valutazione dell’ambiente interno che includa gli aspetti della disponibilità di luce naturale, senza trascurare la verifica dell’abbagliamento, e che valuti il raggiungimento delle condizioni di comfort termico contemporaneamente alla massimizzazione della prestazione energetica. La difficoltà principale nella valutazione delle prestazioni integrate consiste nell’individuare dei parametri in grado di rappresentarle, oltre che di quantificarle nonostante la loro variabilità nel tempo e nello spazio. Per ovviare a tale difficoltà, in questo lavoro sono state individuate due famiglie di indicatori, denominate Point Comfort Availability, PCA, e Spatial Comfort Availability, SCA, che si dimostrano utili per diversi aspetti. I PCA, indicatori puntuali in grado di mappare le condizioni di CONCLUSIONI comfort nello spazio confinato a seconda della posizione dell’uCome accennato nell’introduzione, l’analisi di un edificio dal punto tente, da una parte consentono di guidare nella scelta del compodi vista energetico deve poter distinguere tra la sua prestazione in connente finestrato più opportuno per garantire un adeguato tempo dizioni d’uso standardizzate e l’energia realmente consumata per la sua di disponibilità di comfort nella maggior parte possibile di superfigestione. Su quest’ultima componente il comportamento degli utenti e il cie, dall’altra possono costituire un utile strumento per studiare la modo in cui essi utilizzano l’edificio ricoprono un’importanza fondamenfruibilità di un ambiente a supporto della progettazione, al fine di tale. Questo significa che la garanzia di condizioni di benessere termico massimizzare la prestazione complessiva dell’edificio. e visivo interno può contribuire a ridurre l’influenza del comportamento Gli indicatori spaziali, in grado di sintetizzare in un unico paramedegli occupanti sul consumo finale di energia e quindi a rendere ancora tro la prestazione dell’intero spazio utilizzato nell’arco di un periodo più affidabili le stime di consumo e prestazione effettuate attraverso i http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 di tempo definito, supportano il confronto e la scelta delle soluzioni calcoli. Uno spazio confinato non confortevole porterà presumibilmente progettuali, siano esse riferite al sistema vetrato, piuttosto che alla l’occupante a interagire con l’ambiente per raggiungere, secondo la sua sola schermatura, all’intero componente finestrato o a qualunque percezione, una condizione di benessere, non necessariamente compaaltro aspetto che vada a influire sul benessere ambientale. tibile con una gestione ottimale dal punto di vista energetico. alla illuminazione artificiale. A prescindere dall’orientamento considerato, l’utilizzo delle schermature determina comunque un aumento del fabbisogno per riscaldamento, dovuto alla riduzione dei guadagni solari gratuiti. Confrontando la prestazione energetica complessiva dei due orientamenti, in Figura 14, le configurazioni con schermatura e pareti finestrate verso Sud sono in grado, a parte qualche eccezione, di garantire una riduzione dei consumi complessivi rispetto al caso omologo ma senza tenda. Lo stesso non si può dire delle configurazioni orientate a Est, in cui spesso la riduzione del fabbisogno per raffrescamento non riesce a compensare l’aumento del fabbisogno per riscaldamento ed illuminazione artificiale.

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RIFERIMENTI

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#33

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CRISI, LAVORO E OCCUPAZIONE pag.7 • UNIVERSITÀ pag. 8 • DALL’ITALIA E DAL MONDO pag. 10 • DALL’ITALIA E DAL MONDO pag. 11 • VARIE pag. 10

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Sostenibilità nell’edilizia

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1563

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Supplemento al n.34 di Casa&Clima

da pag. 19

N. 1 - Gennaio 2012

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Nuovi vertici al CNI: il presidente degli Ingegneri Italiani illustra idee e strategie

Zambrano: “Tutelare gli interessi dell’intera collettività” Ufficializzare le cariche dei vicepresidenti Bontà e Massa e del segretario Pellegatta. Roberto Di Sanzo

GOVERNO TECNICO

C’è solo un ingegnere nella squadra

Newsletter

Nr.01 – MERCOLEDÌ 18 GENNAIO 2012

e vicende di Fukushima sono arrivate inattese e violente. Esse ci insegnano che non conosciamo ancora a sufficienza la nostra Terra, ed i metodi migliori per soddisfare le nostre attuali esigenze. In questa nota riassumiamo le fonti di energia necessarie al nostro progresso civile. Si ribadisce la necessità di sviluppare nuove indagini e di aprire nuovi laboratori. Si sottolinea l’importanza delle Università, nel loro ampio significato di deposito di conoscenza, di luogo di indagine attiva su quanto ancora non conosciamo, e di deposito della cultura raggiunta, da trasmettere alle nuove

La decisione desta meraviglia e rammarico e richiama all’impegno

dott. ing Franco Ligonzo

stro Giornale ha cercato di soddisfare queste esigenze, dandosi una mission— >pag.4 “cogliere e interpretare lo spirito del tempo” (n.13 del 15/7/09) e seguendo una linea editoriale che io stesso nel settembre 2010 (n.14 del 1/9/2010) avevo riassunta in sei punti: ■ “no” alla banalizzazione segue a pag. 5 dei problemi complessi; “si” al dare spazio alle diverse analisi, purché complete, motivate e documentate; ■ “no” alle soluzioni semplicistiche; “si” al sostenere soluzioni che, pur semplici, tengano conto della complessità di partenza e an— >pag.6 che degli effetti di medio periodo; ■ “no” all’intolleranza intellettuale; “si” alla discusPresidente Cni sione rispettosa delle idee altrui; ■ “no” al bla-bla-bla fine a sé stesso; “si” al dare spazio alle idee portatrici di valore aggiunto; ■ “no” a una linea edito— >pag.13 riale asservita a interessi di parte; “si” a un’informazione plurale e indipendente; ■ “no” ad accettare che il comportamento eticamente corretto finisca là dove comincia quello “penalmente rilevante”; “si” ad accettare un limite etico — >pag.8 tanto più stringente quanto

segue a pag. 3 e 4

GIUSEPPE LANZAVECCHIA

ANNO ACCADEMICO/1

✒

La crisi finanziaria e quella culturale

el 1996 ho pubblicato un libro (1) che esaminava per diversi paesi industrializzati l’evoluzione – dal 1960 al 1995 – di economia, occupazione, forza lavoro; demografia per sesso, fasce d’età, fertilità, mortalità, durata della vita, processi migratori; società (come l’ingresso delle donne sul mercato del lavoro); necessità di una continua crescita economica in tutto il mondo in un contesto di globalizzazione crescente, e quin-

di di competizione sempre più diretta tra le diverse aree geopolitiche. L’evoluzione richiedeva cambiamenti strutturali di lavoro e occupazione: aumento dell’età lavorativa (fino a 65–70 anni) dovuto alla maggior durata della vita; scomparsa di tante attività del passato e comparsa di altre del tutto nuove; riduzione del lavoro dipendente a favore di quello autonomo; attività sempre più sofisticate e prepasegue a pag. 7

POLITECNICO DI MILANO: Crescita e sostenibilità

GUIDA AI PRODOTTI PER LEED

La situazione mondiale dopo Fukushima dott. ing. Alessandro clerici

Modello tedesco per le tariffe

ANNO ACCADEMICO/2

UNIVERSITÀ DEL SALENTO: Conoscienza e sapere

— >pag.5

a pag. 8

RAPPoRto CNI suI bANdI dI

TITOLO DEL RICHIAMO: PRogettAzIoNe a pag. 8

a pag. 6

segue a pag. 5

Andamento del prezzo del petrolio e dei prezzi dell'energia elettrica e

Le Rinnovabili sono la causa degli aumenti della bolletta elettrica

del gas per un consumatore domestico tipo Numeri indici: gen 2007 = 100 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160

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ENERGIA NUCLEARE

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Caro Collega, nessuno,

cesco Profumo, infatti, è stato a lungo rettore del Politecnico di Torino e da qualche mese era passato alla presidenza del CNR. E il ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca, che gli è stato affidato, sappiamo essere di grandissimo peso in un’economia della conoscenza. Meraviglia, però, che non siano stati scelti altri ingegneri-architetti-geo-

LAVORO E OCCUPAZIONE

dott. ing. Carlo Valtolina

meglio di noi tecnici, coPerchénosce lail trattativa privata valore essenziale dell'aggiornamento continuo, oltre all’Antitrust quello della culnon piace tura e, per 60 anni, il no-

La Manovra Salva Italia cambia i lavori 1 pubblici Sia chiaro: la mia meraviglia non è per nulla una critica alla scelta dei ministri fatta dal Premier, Prof. Mario Monti, ma è la reazione al fatto che nel suo cosiddetto “governo tecnico” c’è un solo ingegnere. Certamente quest’unico ingegnere è persona ben nota: il Prof. Ing. Fran-

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MERCOLEDÌ 18 GENNAIO 2012

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Tiratura anno 2013, 37.617 copie – Diffusione 37.369 Certificato CSST Nº2013-2434

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a cura di Lucia Kern

SPECIALE EXPO MILANO 2015

Energy and Food: due mondi a confronto nel workshop AiCARR in EXPO Si è tenuto l’11 giugno scorso a Cascina Triulza uno degli appuntamenti più rilevanti di AiCARR per il 2015: il workshop “Energy and Food Communities: a sustainable program”, organizzato dall’Associazione nell’ambito di EXPO, in collaborazione con Fondazione Triulza e Bureau Veritas. Finora estranei, potremmo dire in antitesi, il mondo dell’energia e dell’agricoltura si sono finalmente incontrati a un tavolo comune nel corso di questo evento che ha visto la partecipazione delle più importanti organizzazioni provenienti dai due settori. Non più Energy vs Food, ma Energy and Food, in un dibattito proficuo, a tratti dai toni accesi, imprescindibile per assicurare all’agricoltura e al pianeta un futuro sostenibile. Come ha ricordato il Presidente de Santoli in apertura dell’evento, AiCARR ha ormai un canale aperto con le istituzioni e si candida a creare un ponte fra tecnologia, agricoltura e vertici istituzionali. E il colloquio fra le istituzioni e gli attori dei settori Energy and Food è indispensabile per evitare, in un settore che necessita più che mai di innovazione, il ricorso a strumenti obsoleti e non adeguati, come si presenta attualmente la bozza di decreto sui nuovi incentivi alle rinnovabili elettriche non fotovoltaiche, ormai in dirittura d’arrivo. «La bozza di decreto che riorganizza gli incentivi alle fonti energetiche rinnovabili elettriche non fotovoltaiche — ha commentato al riguardo de Santoli — rappresenta l’applicazione di vecchi schemi e paradigmi economici a un settore che dovrebbe essere innovativo e proiettato al futuro. Invece che sostenere i piccoli impianti di produzione intorno ai quali si sviluppano comunità locali dell’energia, ma anche del cibo, si premiano i grandi impianti, che finiscono per non rispettare sovranità e vocazione dei territori. Questi impianti, inoltre, richiedendo coltivazioni molto estese, contribuiscono a mettere agricoltura ed energia in competizione».

Dati aggiornati e proposte di intervento

La necessità di una svolta significativa, nel presente e in un futuro che ci potrebbe portare entro il 2050 a superare i 9 miliardi di popolazione mondiale, è confermata dai dati proiettati dalle autorevoli organizzazioni presenti. Come illustrato da FAO, il 30% del consumi totali di energia a livello mondiale è da attribuire al settore food; di questa percentuale, il 70% è utilizzato nella post-produzione: trasporto, confezionamento, consumo. Secondo i dati riportati da ENEA, circa 5 miliardi di tonnellate di cibo vengono prodotti ogni anno, utilizzando tra produzione, trasformazione e distribuzione, circa 491 EJ di energia da fonti fossili. Naturalmente, grande dispendio energetico è richiesto dalla conservazione degli alimenti:

il 60% dell’energia consumata in un supermercato, informa ASHRAE, è assorbita dal reparto refrigerazione. Ma questo non è tutto. Il cibo, e di conseguenza l’energia, è soggetto a grave spreco: in Italia, come indicato da Coldiretti, si registra uno spreco alimentare di 76 kg/ anno a individuo. Accanto al consumo di energia, sono ben noti i fenomeni di inquinamento: il 22% di emissioni climalteranti a livello mondiale è da attribuirsi all’agricoltura e l’uso indiscriminato di fertilizzanti (meno del 30% dei fertilizzanti utilizzati è effettivamente necessario) lascia ingenti residui sul territorio. Le soluzioni a queste problematiche ci sono e si pongono su vari livelli: dalla valorizzazione della produzione su piccola scala alla localizzazione delle attività di trasformazione, a una regolamentazione della produzione alimentare — suggerisce Slow Food — che valuti l’economia dell’energia alla stregua dei requisiti sanitari e delle caratteristiche organolettiche e nutrizionali del prodotto. Per quanto concerne più da vicino il nostro settore, de Santoli chiarisce che «con interventi di efficienza energetica pensati specificamente per le PMI agricole si possono abbattere i consumi di energia dal 15 al 25%. Questo va fatto soprattutto puntando sulle comunità locali, che sono comunità del cibo così come sono comunità dell’energia». Le proposte ENEA per l’efficienza energetica della filiera agroalimentare — utilizzo di fotovoltaico e biomasse per usi elettrici e termici, recupero dei flussi di calore, un più razionale utilizzo delle macchine di processo e di esercizio (motori di maggiori efficienza, utilizzo di inverter, controllo centralizzato delle utenze), interventi sugli impianti con l’utilizzo di tecnologie sostenibili e sull’involucro edilizio — sono chiare e razionali.

Che cosa impedisce allora la realizzazione di queste soluzioni?

Accanto a difficoltà burocratiche e normative e a problemi di ordine finanziario, che potrebbero essere però affrontati con una revisione dell’accesso agli incentivi da parte del settore agricolo, si rileva una grave mancanza di comunicazione fra mondo della ricerca e della tecnologia e utente, sia esso l’agricoltore o il consumatore finale. Soluzioni tecnologicamente semplici, come quelle relative alle serre, spesso rimangono sulla carta per la mancanza di spin-off, ma anche le tecnologie disponibili sul mercato non sono sufficientemente conosciute dai potenziali utilizzatori. Alcuni interventi appaiono facilmente realizzabili: sarebbe sufficiente una migliore conoscenza della materia organica presente nel terreno, ha rilevato per esempio

FAO, per porre l’agricoltore in grado di ridurre l’utilizzo dei fertilizzanti di sintesi, così come programmi culturali nelle scuole potrebbero contribuire alla riduzione degli sprechi e a una migliore accettazione dei prodotti da filiera corta, oggi spesso guardati con sospetto perché privi di un marchio noto e riconoscibile, erroneamente interpretato come garanzia di qualità. Ma il concetto di sostenibilità nel settore alimentare non si esaurisce negli aspetti del consumo di energia e di impatto ambientale: sempre più importanti sono i risvolti etici che, come ha illustrato Bureau Veritas, vengono oggi valutati nella certificazione di prodotto, accanto alla qualità intrinseca dello stesso. Certificare significa anche fotografare che cosa c’è dietro al prodotto alimentare, chi ha lavorato per raccoglierlo o trasformarlo e in quali condizioni lo ha fatto, e oggi sono sempre di più le aziende che si stanno impegnando in questo percorso.

L’agricoltura come fonte di energia

Un ulteriore aspetto che il workshop non poteva tralasciare è l’agricoltura che diviene fonte di energia, con la produzione di biomasse e biogas. «Il rapporto tra energia e agricoltura — ha sottolineato in proposito il Presidente AiCARR — si articola in due temi al momento completamente separati: l’energia per l’agricoltura e l’energia che deriva dall’agricoltura. I due temi dovrebbero essere affrontati in maniera organica, declinandoli in chiave territoriale». L’Italia vanta un’importante leadership tecnologica nel settore industriale degli impianti di produzione di calore da biomasse e GSE illustra che, in un quadro in cui la produzione di energia elettrica da FER nel 2013 ha superato i 112 TWh (+21% circa rispetto al 2012), il contributo delle bioenergie è pari al 15%. Seppure esistano alcune perplessità sulla sostenibilità delle bioenergie — anche nel corso del workshop sono emersi punti di vista molto diversi in tal senso — queste presentano indubbi vantaggi, fra i quali la mitigazione di emissioni di gas serra: sempre in base ai dati forniti da GSE la generazione da FER ha consentito di evitare, nel 2013, emissioni di “gas serra” per complessive 80,7 Mt CO2 equivalente di cui il 24% grazie alle bioenergie. Molti gli argomenti sviluppati, dunque, e tutti di grande importanza per il rapporto agricoltura-sostenibilità: un rapporto non scontato — come ha osservato il Presidente della Fondazione Triulza Sergio Silvotti — sul quale è necessario uno sforzo condiviso per migliorare la sostenibilità del nostro pianeta.

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Comitato Tecnico Sicurezza e Prevenzione Incendi: dai nuovi refrigeranti allo smoke management Prosegue la nostra carrellata sui Comitati Tecnici, fulcro e fucina di numerose attività dell’Associazione. È la volta del Comitato Tecnico Sicurezza e Prevenzione Incendi (CTSPI), coordinato da Gennaro Loperfido, libero professionista esperto in materia. «Il CTSPI — illustra Loperfido — si occupa di questioni di rilevante importanza in materia di Sicurezza e Prevenzione Incendi, con particolare attenzione a quelle inerenti i settori di interesse dell’Associazione. Ha diversi compiti, quali: partecipare e contribuire, con propri rappresentanti, ai lavori per la redazione di nuove normative o di revisione di norme esistenti, sia in ambito nazionale che comunitario; tenere aggiornata l’Associazione sulle tecnologie e le applicazioni del settore; predisporre pareri, documenti, posizioni, su argomenti di competenza; preparare testi per manuali e partecipare ad attività editoriali; organizzare manifestazioni periodiche e straordinarie su argomenti di interesse». Com’è strutturato al suo interno il Comitato? Esiste al momento un unico gruppo di lavoro, in altre parole un team di colleghi, che analizza le problematiche poste sul tavolo di lavoro e, se necessario, individua esperti del settore, non necessariamente iscritti all’Associazione, con i quali confrontarsi. Di quali temi vi state occupando in questo momento? Attualmente stiamo lavorando sul tema della sicurezza dei nuovi fluidi refrigeranti. L’industria della climatizzazione si sta infatti muovendo alla ricerca di alternative più sostenibili agli attuali fluidi del tipo HCFC o HFC ad alto Global Warming Potential, GWP. Una delle miscele più accreditate è nota con la sigla R32 che ha un GWP pari ad un terzo dell’R410A, uno dei fluidi attualmente più utilizzati, ma che per contro presenta caratteristiche peggiori dal punto di vista dell’infiammabilità. Ciò ha implicazioni importanti nel mondo della climatizzazione, in particolare per gli aspetti di sicurezza e prevenzione incendi, a partire dalla produzione delle macchine, per proseguire con il trasporto e deposito, per finire con la loro installazione. Il CTSPI sta offrendo un contributo all’analisi di queste problematiche e alla loro risoluzione. In che modo? In realtà, già per le macchine utilizzanti i fluidi attualmente in uso, quale ad esempio l’R410, sussistono problemi di installazione in quanto alcune Regole Tecniche di Prevenzione Incendi, relative agli alberghi, alle attività commerciali, ai locali di pubblico spettacolo ecc., riportano l’obbligo di installare macchine equipaggiate con fluidi frigorigeni non infiammabili e non tossici, cosa non realistica in quanto nessuno dei fluidi refrigeranti in uso presenta queste caratteristiche.

Gennaro Loperfido, Coordinatore Comitato Tecnico Sicurezza e Prevenzione Incendi

Pertanto una prima azione è stata quella di presentare al Dipartimento dei Vigili del Fuoco la richiesta di eliminare questa prescrizione generica rimandando al rispetto dei vincoli inerenti la sicurezza imposti dalle norme di settore quali quelle della serie EN 378. Le nuove Regole Tecniche di Prevenzione Incendi entrate in vigore i mesi passati, dunque, non contengono più questa prescrizione. Contemporaneamente si è intrapreso lo studio delle implicazioni derivanti dall’uso dei nuovi refrigeranti, quale ad esempio l’R32, anche alla luce del progetto di revisione delle suddette norme della serie EN 378. Il CTSPI sta attualmente analizzando i draft disponibili, anche in collaborazione con le aziende produttrici delle macchine, proprio per capire per tempo quali potranno essere le possibili ripercussioni connesse all’entrata in vigore delle nuove norme per tutti i livelli della filiera, dalla produzione all’installazione delle macchine. Lo strumento è quello del confronto tra le parti, che si pensa di allargare anche ai colleghi operanti in altre nazioni europee per avere un quadro allargato della situazione. Sono previsti manuali o guide sull’argomento? Se le modifiche introdotte dalla nuova normativa saranno rilevanti e meritevoli di essere esplicitate attraverso una Guida all’applicazione, certamente si procederà in tal senso. Ci sono altre attività sul tavolo? Il CTSPI sta proseguendo i lavori in materia di Smoke Management e, in particolare, di Sistemi di Evacuazione Fumo e Calore (SEFC), con il contributo al processo di revisione della norma UNI 9494 parte 1 (relativa ai SENFC) e parte 2 (relativa ai SEFFC) e alla redazione delle nuove parti 4 (Metodi ingegneristici per la progettazione dei SEFC) e 5 (Sistemi di estrazione fumo dai percorsi di esodo). I lavori relativi alle parti 1 e 2 sono a buon punto e se ne prevede l’ultimazione per fine anno. Per i lavori relativi alle altre due parti, si può ipotizzare l’ultimazione nel corso del prossimo anno. Il lavoro si svolge presso la sede UNI, all’interno di un apposito gruppo di lavoro che raccoglie tecnici, rappresentanti dei produttori e dei Vigili del Fuoco.

In Sardegna, impianti di climatizzazione per giovani progettisti Nell’ambito delle iniziative proposte a livello territoriale, AiCARR Formazione organizza a Cagliari tre corsi pensati per rispondere alle esigenze di approfondimento espresse da giovani progettisti. Coloro che iniziano a occuparsi di progettazione degli impianti a servizio del benessere indoor devono infatti avere a disposizione conoscenze idonee a poter comprendere le correlazioni esistenti tra le differenti tipologie di impianti e le loro prestazioni, sia in relazione ai diversi campi di applicazione che alle differenti situazioni tipologiche e normative. Nel corso delle lezioni, verranno presentati i differenti tipi di impianto e i criteri per effettuare una scelta mirata del sistema da utilizzare; inoltre verrà posto l’accento sui fondamenti per la progettazione e il dimensionamento di impianti ad acqua o misti aria-acqua. L’ultimo dei tre moduli sarà focalizzato sulle caratteristiche tecniche, costruttive e di funzionamento delle pompe di calore. Il calendario: • Venerdì 23 ottobre, Tipologie e criteri di scelta progettuale Docente: Federico Pedranzini, Politecnico di Milano – Dipartimento di Energia – AIR LAB • Venerdì 6 novembre, Fondamenti per la corretta progettazione di impianti ad acqua e misti aria-acqua Docente: Federico Pedranzini, Politecnico di Milano – Dipartimento di Energia – AIR LAB • Venerdì 20 novembre, Pompe di calore: dimensionamento e applicazioni Docente: Michele Vio, libero professionista, Past President AiCARR Sono stati richiesti CFP per gli ingegneri.

Percorso Specializzazione 2015 Analisi economica a misura di progettista I corsi professionali e di laurea per i tecnici progettisti solo marginalmente toccano argomenti di analisi economica: spesso anche il professionista più preparato ed esperto si trova in difficoltà quando si tratta di stabilire quanto costa e quale ritorno può offrire un edificio alimentato a fonti rinnovabili oppure quando è necessario condurre uno studio di fattibilità tecnico-economica per il sistema edificio-impianto. In risposta a queste esigenze nascono le due giornate dedicate a “Fondamenti di analisi economiche dei sistemi edificio-impianto”, in programma a Milano il 9 e 10 novembre, che spiegano tutto ciò che il professionista deve sapere sull’argomento, ponendolo in grado di scegliere la tecnica più appropriata per l’analisi economica da svolgere e di progettare e condurre in maniera critica uno studio di fattibilità tecnico-economica per sistemi edificio-impianto. In particolare, il corso illustra i concetti base del valore del denaro nel tempo, chiarisce le modalità di analisi economica tradizionale, spiega il calcolo degli indicatori economici basati sul flusso di cassa, proponendone l’implementazione nel foglio di calcolo Excel. Inoltre, nell’ambito delle due giornate vengono chiarite le modalità di conduzione dei diversi tipi di studio, illustrate le problematiche connesse alle diverse analisi e presentato un numero congruo di casi-studio, per identificarne le peculiarità e individuarne i risultati fondamentali. Il corso, condotto da Filippo Busato, libero professionista, è dedicato a Project ed Energy Manager di enti pubblici e aziende private, tecnici progettisti del settore climatizzazione ed edilizia e operanti presso le ESCO. CFP: 10 crediti per i periti; richiesti 7 crediti per gli ingegneri.

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Il programma preliminare del 33º Convegno di Bologna È disponibile sul sito di AiCARR il programma preliminare del 33º Convegno di Bologna “Comfort e risparmio energetico negli edifici esistenti: diagnosi, contabilizzazione, monitoraggio, building automation” che si terrà il 15 ottobre prossimo nell’ambito di SAIE. Un programma vario ed estremamente ricco, che vede al momento oltre 40 lavori focalizzati sugli strumenti in grado di supportare gli esperti nelle valutazioni di intervento per il miglioramento delle performance energetiche degli edifici esistenti. L’argomento, declinato negli aspetti non solo della diagnosi energetica, ma anche della contabilizzazione, del monitoraggio energetico, del building automation, è come sempre presentato anche attraverso l’illustrazione di casi studio e di progetti già operativi. Come da tradizione, la giornata vedrà in agenda, accanto alle relazioni libere, alcune relazioni a invito affidate a esperti del settore. Questi i titoli: • Problematiche metrologiche nella contabilizzazione del calore in ambito residenziale, Marco Dell’Isola, DICEM, Dipartimento di Ingegneria Civile e Meccanica Università di Cassino • La valutazione dell’efficienza energetica dei sistemi BMS, Gabriele Raffellini, libero professionista, Bologna; Giovanni Semprini, Università di Bologna • Obblighi e opportunità della diagnosi energetica, Luca Alberto Piterà, Segretario Tecnico AiCARR, Milano • Progettisti e installatori: collaborare per perseguire finalità e obiettivi comuni, Gianfranco Gianni, Gianni Benvenuto Spa, Cernobbio (CO)

Due pomeriggi di aggiornamento presso l’Ordine degli Ingegneri di Trieste Dalla collaborazione tra AiCARR Formazione e l’Ordine degli Ingegneri della provincia di Trieste nasce la proposta di due pomeriggi formativi su altrettanti temi di grande attualità: la contabilizzazione del calore e gli Edifici nZEB. Il primo appuntamento “Contabilizzazione del calore: inquadramento legislativo e normativo. Tecnologie”, previsto per lunedì 12 ottobre, analizza le problematiche di attuazione del D. Lgs 102/2014 in materia di contabilizzazione del calore nei sistemi di riscaldamento, raffreddamento, fornitura di acqua calda sanitaria e illustra le problematiche tecnologiche relative ai sistemi di contabilizzazione del calore diretti e indiretti. Il secondo corso “Edifici nZEB: Direttiva europea e contesto italiano. Calcolo della prestazione energetica con riferimento alla prUNI/TS 11300-5”, in agenda il 26 ottobre, presenta il metodo di calcolo della prestazione energetica per gli edifici nZEB, introduce la prUNI/TS 11300-5 e illustra il concetto di edificio di riferimento. Docente di entrambi i corsi è Filippo Busato, libero professionista. Sono stati richiesti CFP per gli ingegneri.

Percorso Specializzazione 2015 Gli impianti per il blocco operatorio Nato da anni di attività professionale “sul campo”, il corso dedicato alla progettazione di tutti gli impianti — non solo meccanici, ma anche tecnologici ed elettrici — al servizio del blocco operatorio è un’occasione di aggiornamento indispensabile per tecnici ospedalieri, progettisti, gestori, manutentori e, in generale, per tutti gli operatori del settore. I docenti, progettisti con una profonda esperienza nel settore ospedaliero, presentano tutti gli impianti necessari per il corretto e sicuro funzionamento del blocco operatorio, illustrando le norme che ne disciplinano la progettazione, descrivendo le più attuali soluzioni progettuali oggi adottabili, riportando le principali procedure di calcolo e descrivendo le operazioni per l’esecuzione dell’attività di convalida e di certificazione degli impianti. Il corso — che si terrà il 29 e 30 ottobre — ha un taglio pratico e concreto, mirato alle esigenze dei professionisti del settore, e propone esemplificazioni e l’illustrazione di recenti importanti realizzazioni. Docenti: Matteo Bo, Progettista e Aldo Parisi, Progettista (Prodim Srl – Torino) Tutti i moduli del Percorso Specializzazione, che prende il via il 30 settembre con i corsi su Taratura, Bilanciamento e Collaudo, sono pubblicati sul sito AiCARR Formazione. Ciascun modulo garantisce 10 CFP ai periti; sono stati richiesti 7 CFP per gli ingegneri.

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AiCARR sul territorio AiCARR propone su tutto il territorio italiano, a partire da settembre, occasioni di dibattito e aggiornamento sulle più recenti evoluzioni legislative e normative del settore. Di particolare attualità è il Seminario di mezza giornata sul Decreto Ministeriale “Requisiti minimi” e sulle Linee Guida per la prestazione energetica degli edifici, che, pubblicati in Gazzetta Ufficiale a luglio con attuazione dal 1º ottobre, definiscono la nuova legislazione in tema di efficienza e certificazione energetica. Fra i vari argomenti, contestualizzati di volta in volta a livello regionale, il Seminario illustra l’attuale panorama legislativo e normativo e propone esempi applicativi — nel settore residenziale, e non solo — della nuova legislazione, anche con riferimento al nuovo Attestato di Prestazione Energetica. Dopo il successo degli eventi organizzati a Milano e Roma sul tema,

il focus sulla contabilizzazione del calore viene ripreso nel ciclo di Seminari che, in sintesi, illustrano i sistemi di contabilizzazione diretta e indiretta del calore, analizzano il D.lgs 102/14, che all’articolo 9 introduce disposizioni sulla contabilizzazione del calore negli edifici con fonte termica centralizzata, e chiariscono i vari aspetti della contabilizzazione; inoltre, viene offerto spazio al tema della norma UNI 10200, citata in modo prescrittivo nel DLgs n.102/2014, della quale è stata da poco pubblicata la versione aggiornata al 2015. Per le sedi e le date dei Seminari vi invitiamo a consultare il sito AiCARR.

“Manuale d’ausilio alla progettazione termotecnica. Idronica”: le competenze degli esperti AiCARR a disposizione dei Soci AiCARR presenta una novità assoluta, non solo nell’ambito dell’attività editoriale dell’Associazione, ma nel più ampio panorama delle pubblicazioni tecniche di settore: il “Manuale d’ausilio alla progettazione termotecnica. Idronica”, il nuovo testo, frutto di un intenso e accurato lavoro da parte di Soci AiCARR tra i migliori esperti in materia, dedicato a una branca fondamentale della termotecnica finora non abbastanza approfondita nella produzione editoriale destinata agli addetti ai lavori. Per AiCARR, infatti, promuovere cultura tecnica significa non solo supportare il professionista con strumenti concreti, in grado di accompagnarlo nella pratica quotidiana, ma anche contribuire, attraverso pubblicazioni, alla divulgazione e all’approfondimento di tematiche fondamentali per il settore HVAC&R: in questo caso, sottolineano gli autori, mancava finora un’opera sufficientemente completa ed esaustiva su tale argomento. Un limite veramente notevole, considerata l’importanza dell’idronica nel garantire il migliore funzionamento degli impianti. Date queste premesse, gli autori hanno deciso di mettere a disposizione dell’Associazione approfondite competenze e tempo prezioso per realizzare quest’opera unica nel suo genere, concepita come vademecum per l’attività quotidiana dei professionisti, in particolare i progettisti, come base indispensabile

per i giovani che intendono intraprendere la strada della progettazione di impianti meccanici e come strumento di confronto utile per produttori di impianti e installatori. Il Manuale illustra in modo chiaro e completo non solo i principi dell’idronica, ma anche e soprattutto i suoi aspetti applicativi nell’ambito delle varie tipologie impiantistiche, e, partendo dall’analisi delle molteplici problematiche di circuitazione idronica e dalle caratteristiche di ciascuna macchina o apparecchiatura, spiega i principi in base ai quali devono essere disegnate le reti idroniche di allacciamento, fornendo corrette soluzioni progettuali sotto forma di schemi funzionali. Oltre 600 pagine, 12 capitoli, un’ampia appendice con dati tecnici, tabelle di calcolo ecc. saranno a breve a disposizione dei Soci in formato digitale, per accompagnarli in cantiere come al tavolo di progettazione. Gli autori: Matteo Bo, Adileno Boeche, Alberto Cavallini, Davide Elardo, Luca A. Piterà, M. Stefano Venco, Michele Vio.

Professionalità certificata con il Percorso Igiene e ispezione degli impianti È in programma a Milano dal 5 novembre una nuova edizione del Percorso Specialistico* nato nel 2012 e ormai ampiamente collaudato. Con questa proposta didattica, AiCARR Formazione offre un’opportunità unica nel panorama formativo di settore: grazie alla partnership con l’Organismo di Certificazione ICMQ è possibile certificare la competenza conseguita in seguito al superamento di un esame. Ogni professionista certificato è iscritto nell’apposito Registro, pubblicato sul sito di ICMQ. Il titolo conseguito è riconosciuto su tutto il territorio nazionale e in qualsiasi contesto lavorativo (Legge 4/2013 sulla certificazione delle figure professionali non regolamentate). I partecipanti che decideranno di certificarsi — accanto all’accurata preparazione offerta dal percorso — potranno quindi disporre di un vero e proprio titolo professionale, concretamente spendibile nel mondo del lavoro. Il calendario • Modulo MA01 (36 ore) – Formazione Cat. B e prima parte Cat. A Milano 5-6-16-17-18 novembre 2015 • Modulo MA01 (36 ore) – Seconda parte formazione Cat. A Milano 2-3-4 dicembre 2015 La frequenza dell’intero percorso permette agli ingegneri di ottenere 56 crediti. *Formazione ai sensi delle Linee Guida del Ministero della Salute per la definizione dei protocolli tecnici di manutenzione predittiva sugli impianti di climatizzazione, riprese dalla Procedura operativa della Commissione consultiva permanente per la salute e sicurezza sul lavoro.

In anteprima, il Catalogo corsi 2016 È disponibile sul sito www.aicarrformazione.org il Catalogo Corsi 2016, che propone una chiara e immediata carrellata sui corsi e sugli esami di certificazione professionale proposti da AiCARR Formazione. Il Catalogo rappresenta un utile strumento per visualizzare rapidamente i corsi erogati ciclicamente, ma non esaurisce l’offerta formativa, che si concretizza anche nella sinergia con le aziende per la realizzazione di piani di formazione progettati su misura, anche in formazione finanziata con l’ausilio di un consulente.

Tutte le informazioni relative alla Formazione aziendale sono pubblicate sul sito www.aicarrformazione.org nell’area dedicata

Le soluzioni di oggi per i progetti di domani…

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Fascicolo

DOSSIER MONOGRAFICO

FOCUS TECNOLOGICO

#28

Edifici per l’istruzione

#29

Edifici per la sanità

Sistemi antincendio Impianti di riscaldamento Impianti radianti Filtrazione Travi fredde

#30

Riqualificazione delle strutture ricettive

Diagnosi energetica Accumulo Biomasse Sicurezza Ventilazione Sistemi ibridi

#31 Il risparmio nella pubblica

amministrazione

Ispezioni Pompe di calore Contabilizzazione Generazione distribuita #33 La riqualificazione degli Recupero impianti nei condomini Gestione degli impianti Il comfort nei VRF #34 microambienti: i mezzi di Misure e collaudi Qualità ambientale trasporto Strategie di ottimizzazione Catena del freddo #35 energetica nelle strutture Monitoraggi e regolazioni Fonti rinnovabili per il commercio #32

#25

RISCALDAMENTOENERGIA ISSN:2038-2723

Organo Ufficiale AiCARR

APE SOTTO CONTROLLO BUILDING AUTOMATION OTTIMIZZARE I CONSUMI NEL CAMPUS UNIVERSITARIO MODELLAZIONE ENERGETICA PER IL SISTEMA-EDIFICIO MONITORAGGIO NEGLI EDIFICI STORICI CASE STUDY REGOLAZIONE DI UNA CENTRALE FRIGORIFERA SUPERVISIONE CENTRALIZZATA PER APPLICAZIONI HVAC/R GESTIRE L’EFFICIENZA CON LA SYSTEM INTEGRATION UPGRADE DI UN IMPIANTO FLUSSIMETRI, COME SCEGLIERLI

BUILDINGSISTEMI MANAGEMENT VRF

POSTE ITALIANE SPA – POSTA TARGET MAGAZINE - LO/CONV/020/2010.

LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R

ANNO 5 - GIUGNO 2014

I SEGRETI DI PALAZZO ITALIA NZEB DAVVERO REPLICABILE HVAC E CONTROLLO DEL FUMO INTEGRATI CONCRETE COOL PER LA DISTRIBUZIONE DELL'ARIA DENTRO LA FABBRICA DEGLI F35 RICERCA NUOVE GIUNZIONI VTTJ TEST SUL CAMPO PORTATA VARIABILE O RADIANTE? ROOFTOP A CO2

VAV SystemVAV Sistema Cooling Towers 3%

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ANNO 5 - SETTEMBRE 2014

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Domande e risposte

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POSTE ITALIANE SPA – POSTA TARGET MAGAZINE - LO/CONV/020/2010.

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ANNO 5 - MARZO-APRILE 2014

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ANNO 5 - FEBBRAIO 2014

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Organo Ufficiale AiCARR

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Edifici storici

Microcogenerazione e trigenerazione

FlowGrid e AxiTop: quando l’eccellenza diventa perfezione

Con FlowGrid e AxiTop, ultime innovazioni sviluppate da ebmpapst, leader mondiale nella produzione di ventilatori e motori, la rumorosità nei settori della ventilazione e del condizionamento ora è solo un lontano ricordo. Grazie alla nuova FlowGrid, disegnata per ottimizzare il flusso dell’aria sul lato aspirazione dei ventilatori assiali o centrifughi, è possibile diminuire drasticamente il livello di pressione sonora e ridurne al minimo la componente tonale che rappresenta la parte del rumore percepita dall’orecchio umano come “disturbo”. Al massimo livello di efficienza, la rumorosità dovuta alla frequenza di passaggio pala può essere ridotta fino a 16 dB(A). Il diffusore AxiTop agisce invece sul lato mandata dei ventilatori assiali convertendo gran parte della pressione dinamica in pressione statica: questo consente un considerevole aumento dell’efficienza e un’ulteriore riduzione del livello sonoro. Per scoprire di più visita il nostro sito www.ebmpapst.com/flowgrid.