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18/02/2014

CORSO DI FORMAZIONE PER TECNICI ABILITATI ALLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA

MODULO II 31 GENNAIO 2014 – RENDE (CS)

Relatore: Serafino Marchese

Ph.D. Ing. Serafino Marchese ‐ Rende (CS)

MODULO II Il bilancio energetico del sistema edificio impianto.

Il calcolo della prestazione energetica degli edifici.

Analisi di sensibilità per le principali variabili che ne influenzano la determinazione Ph.D. Ing. Serafino Marchese ‐ Rende (CS)

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Obiettivi Sensibilizzare, informare e creare trasparenza per costruire in modo energeticamente efficiente e sostenibile.

La visione Abitare in un ambiente naturale in maniera ecologica, con una vita sana, aperta alle relazioni sociali.

L’obiettivo Vivere sano, confortevole e in maniera efficiente, compatibile con l’ambiente senza disperdere energie e risorse.

Il percorso Costruire e risanare attingendo energia efficiente ed economica tramite lo sfruttamento di fonti di energia rinnovabili.

Troposfera: 8 - 12 km Circonferenza: 44.000 km!

Una mela con uno strato di rugiada!

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Effetto sera

IPCC

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IPCC

Rapporto tra CO2 e Temperatura

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IPCC

Le variazioni del clima sono possibili in condizioni normali, ma il surriscaldamento dell‘atmosfera le rende più probabili e frequenti.

Il cambiamto si vede….

Passo Stelvio

1911

2002

fonte: © Gesellschaft für ökologische Forschung / Wolfgang Zängl, http://www.gletscherarchiv.de/547002eben.htm

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IPCC

Energia e sviluppo

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In virtù dell’alto grado di isolamento termico, in una Casa Clima in inverno pareti, pavimenti, soffitti e vetrate rimarranno caldi. Grazie poi ad un‘ottima tenuta all’aria è eliminato ogni spiffero indesiderato. La qualità edilizia che si realizza è accompagnata da un elevato comfort abitativo.

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NORMATIVA DI RIFERIMENTO

NORMATIVA DI RIFERIMENTO

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Quadro temporale legislativo

Ultime novità legislative di riferimento

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Quadro sinottico di sintesi legislativa

Bilancio Energetico

Dispersioni per trasmissione

Dispersioni per ventilazione

Apporti solari

Guadagni interni

Fabbisogno di riscaldamento (kWh/mq a)

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FABBISOGNO DI CALORE PER RISCALDAMENTO

ACQUA CALDA SANITARIA

FABBISOGNO DI RAFFRESCAMENTO

FABBISOGNO DI ILLUMINAZIONE

RENDIMENTO IMPIANTO

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Bilancio energetico Italia 2004 197,6 Mtep / 60 mil. pers. = 38.000 kWh/pers.

600 Mt CO2eq / 60 mil.pers. = 10.000 kg CO2eq/pers.

Totale da fonti non rinnovabili = 93 % Totale da fonti rinnovabili = 7%

1 l gasolio ~ 10 kWh 1 tep ~ 11.630 kWh

Consumi di energia per settore – EU 2006

Wolfram Sparber 6. Master CC UNI BZ 2011

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Sviluppo consumi per Riscaldamento

Š 2010 peter erlacher naturno

Principali fasi di progettazione

1) Analisi dello stato di fatto 2) Bilancio energetico 3) Elaborazione di indici di efficienza 4) Individuazione e definizione degli interventi di massima 5) Bilancio energetico / economico / ecologico per ogni intervento 6) Progetto esecutivo interventi

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Definizioni Fabbisogno di calore per riscaldamento: calore che deve essere fornito all‘ambiente riscaldato per mantenere la temperatura di progetto dello spazio riscaldato (UNI EN 832) Fabbisogno energetico per riscaldamento (=consumo x riscaldamento): energia che deve essere fornita al sistema di riscaldamento per soddisfare il fabbisogno di calore (UNI EN 832) Fabbisogno annuo di energia primaria per la climatizzazione invernale è la quantità di energia primaria globalmente richiesta, nel corso di un anno, per mantenere negli ambienti riscaldati la temperatura di progetto, in regime di attivazione continuo (DL311-Allegato A) EP (Indice di prestazione energetica): Consumo di energia primaria totale riferito all‘unità di superficie utile o di volume lordo, espresso rispettivamente in kWh/m² anno o kWh/m³ anno (DL311-Allegato A)

Classi di fabbisogno energetico CasaClima / Docet

<10

<30

<30

<59,9

<50

kWh/m²a

<70

<89,9

kWh/m²a

<119,8

<90

<149,8

<120 <160 >160 Fabbisogno di calore per riscaldamento per ogni m² di superficie netta dell‘ambiente riscaldato

<209,7 <299,5 >299,5 Fabbisogno di energia per riscaldamento per ogni m² di superficie netta dell‘ambiente riscaldato

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Calcolo indice energetico Esempio 1: -Casa unifamiliare -Superficie netta riscaldata = 90m² -Consumo annuo per riscaldamento = 1400 litri gasolio -Costo annuo per riscaldamento?

-Indice fabbisogno di energia x riscaldamento* in l/m²a e in kWh/m²a ?

Calcolo indice energetico Esempio 2: -Casa unifamiliare (3 persone) -Superficie netta riscaldata = 90m² -Consumo annuo per acqua calda sanitaria (ACS*) e riscaldamento = 1400 litri gasolio -Consumo e costo annuo per riscaldamento?

-Consumo e costo annuo per ACS? -Indice fabbisogno di energia x riscaldamento in l/m²a e kWh/m²a ?

)* Fabbisogno energia per ACS ~ 1000kWh/persona anno

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Rendimento del sistema riscaldamento („Rendimento globale medio stagionale*“ UNI10348)

50% Caldaia molto vecchia, sopra dimensionata, con cattivo rendimento Condotte di distribuzione mal isolate Assenza di regolazione 60% Vecchia caldaia con cattivo rendimento o nuova caldaia sopra dimensionata Condotte di distribuzione mal isolate 70% Caldaia e condotte di distribuzione con rendimento standard Regolazione conforme alle norme senza niente di piu 80% Caldaia a condensazione Condotte di distribuzione perfettamente isolate Regolazione migliorata 90% Riscaldamento individuale elettrico in buono stato )* Rendimento globale medio stagionale: Rendimento di produzione x Rendimento di regolazione x Rendimento di distribuzione x Rendimento di emissione EPIQR

Combustibili: Costi e coefficienti emissioni CO2 Combustibile

Prezzo unitario0

Potere calorifico

Prezzo per kWh1

Emiss.CO2 gCO2/kWh4

Gasolio riscaldamento

1,10 €/l…

10 kWh/l...

0,11 €/kWh

268

Gas liquido GPL (in cisterna)2

1,82 €/kg

12 kWh/kg

0,15 €/kWh

252

Gas metano

0,75 €/m³

9,8 kWh/m³

0,08 €/kWh

201

Pellets

0,26 €/kg

4,7 kWh/kg

0,06 €/kWh

0

Tronchetti5

0,19 €/kg

4,7 kWh/kg

0,04 €/kWh

0

Minuzzoli di legno (cippato)

0,16 €/kg

4,1 kWh/kg

0,04 €/kWh

0

Legna spezzata

0,18 €/kg

4,3 kWh/kg

0,04 €/kWh

0

Costo energia da Teleriscaldamento Costo energia elettrica (priv.)

0,90 €/kWh 0,19 €/kWh

Peter Erlacher Naturno 03-2010

)1 Senza considerare il rendimento dell‘impianto )2 Wolf Klaudia Re 03-2009; GPL in bombola 15kg fco. = 2,90€/kg (Walli 12/08) )3 1 mst (metro stero) di legna spezzata accatastata di abete ~ 350kg )4 da Tabella parametri standard nazionali, validi fino al 31.12.2010 )5 Pedroß Nudl Pal.Preis 2,29€/12kg (4-09-2009)

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Costi produzione calore =300.000 kWh 0,22 €/kWh

0,19 €/kWh

0,14 €/kWh

0,11

0,11

€/kWh

€/kWh

0,09

0,12 €/kWh

0,09 €/kWh

0,10 €/kWh

€/kWh

www.centroconsumatori.it

Emissioni equivalenti CO2

Elaborazione da dati GEMIS Germania 2005

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CasaClima

2007 Michele Carlini

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Bilancio energetico

Q*T +

Q*V

-

Q*S -

Q*I

= QH*

Fabbisogno calore x risc.QH / Sup.netta risc. = Indice fabbisogno cal. x risc.

Incluso Coefficiente di utilizzazione 0,95 per QS e QI

*Calcolo secondo UNI EN ISO 13790

UNI TS11300-1 (2008)

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Tramittanza – Misurazione in opera (ISO 9869)

ANIT

Tramittanza – Misurazione in opera (ISO 9869)

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Tasso di ventilazione di edifici esistenti

DM 26-06-09: Numero ricambi d‘aria pari a 0,3/h UNI EN ISO 13789:2001

Apporti interni

Af = Afloor= Area netta = „Superficie pavimento“

DM 26-06-09: Apporti interni gratuiti, valore convenzionale pari a 4 W/m²

UNI TS 11300-1/2008

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Bilancio energetico edificio storico

Sup.netta risc.=850m²

193500* + 42500* -

8500* - 15000* = 212500kWh

Indice fabbisogno calore = 212500kWh/a : 850m² = 253kWh/m²a Incluso Coefficiente di utilizzazione 0,95 per QS e QI

*Calcolo secondo UNI EN ISO 13790

Dispersioni termiche dell`involucro

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Schema indicativo delle Zone climatiche (DPR 412/93)

Xella

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GRADI GIORNO Per gradi giorno di una località s'intende la somma, estesa a tutti i giorni di un periodo annuale convenzionale di riscaldamento, delle sole differenze positive giornaliere tra la temperatura dell'ambiente e la temperatura media esterna giornaliera; l'unità di misura utilizzata è il grado giorno (GG).

GG = ∑

20

con Te<20 [°C], ad indicare la temperatura media esterna giornaliera del periodo convenzionale di riscaldamento di n giorni che inizia con i primi tre giorni consecutivi caratterizzati da una temperatura media giornaliera che non supera i 12 °C e termina con i primi tre giorni consecutivi caratterizzati da una temperatura media giornaliera uguale o superiore a 12 °C.

Epi limite S/V Casa singola ~0,8 Casa schiera ~0,6 Condominio ~0,4

-I valori EPi in caso di ristrutturazione sono identici a quelli per edifici nuovi.

-I valori Epi limite sono in (forte) relazione a S/V.

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Sviluppo S/V (Superficie/Volume)

Esempio edificio (sottotetto, vano scale e cantina non riscaldata)

S Superficie V Volume

Il rapporto S/V nella progettazione di un edificio

Il rapporto S/V come specificato nel Dlg 311/06 rappresenta il rapporto tra la superficie disperdente e il volume lordo costituente l’edificio. Da precisare che costituiscono superficie disperdente tutte le strutture misurate al lordo tra la zona termica esaminata e l’ambiente esterno, il terreno, oppure verso i locali non riscaldati. Il volume lordo è definito dalle parti di edificio riscaldate e delimitato dalle superfici disperdenti.

Per ogni rapporto S/V e per ogni località in base ai suoi Gradi Giorno a partire dall’Allegato C del D.lgs. 311/06 vengono fissati per interpolazione i valori limite di legge da non superare espressi in Kwh/mq·anno (oppure Kwh/mc·anno se trattasi di edifici non residenziali).

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Tabella U Pareti e solai

Tabella U Serramenti Uw

Ug

I valori limite U per chiusure trasparenti (serramenti) e vetri sono troppo alti: non corrispondono allo stato dellâ&#x20AC;&#x2DC;arte dei serramenti disponibili sul mercato!

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„Legge finanziaria“ S/V Casa singola ~0,8 Casa schiera ~0,6 Condominio ~0,4

-I valori Epi limite sono in (forte) relazione a S/V: manca una logica!

-I valori EPi limite per ristrutturazione sono più restrittivi verso quelli per edifici nuovi e pertanto talvolta difficilmente realizzabili, soprattutto in case vecchie. Manca una logica!

„Legge finanziaria“ In vigore dal 12-03-2010

Uw

-I valori U limite per ristrutturazione sono più restrittivi verso quelli per edifici nuovi e pertanto talvolta difficilmente realizzabili, soprattutto in case vecchie. Manca una logica!

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Conduttività Termica Lambda (λ) • La conduttività termica è la quantità di calore che viene trasmessa attraverso 1 mq di un materiale con uno spessore di 1 metro, se la differenza di temperatura è di 1°C (1 Kelvin).

Unità [W/(mK)]

Conduttività Termica

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Il valore U • La grandezza U è la trasmittanza termica o «coefficiente globale di trasmissione termica» e rappresenta il flusso di calore che nelle condizioni di regime stazionario passa da un fluido ad un altro attraverso una parete per mq di superficie e per °C di differenza tra le temperature dei due fluidi. La sua unità di misura è: [W/mq K].

• La trasmittanza termica di una generica parete rappresenta la capacità della stessa di permettere il passaggio del flusso termico per unità di area in funzione della forzante termica applicata.

Un valore U basso = buona costruzione Un valore U alto = cattiva costruzione

Il calcolo della trasmittanza termica U [UNI EN ISO 6946]

• Il valore della trasmittanza termica corrisponde al reciproco della sommatoria dei vari contributi di resistenza termica che intervengono nel calcolo.

• Per un elemento di costruzione a più strati, la resistenza di tutti gli strati deve, infatti, essere sommata.

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Il calcolo della trasmittanza termica U [UNI EN ISO 6946]

Resistenze termiche superficiali

Resistenza termica di intercapedini convenzionali

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Calcolo del valore U (UNI EN ISO 6946) Dati: Muro in mattoni con interposto isolante termico, la malta non viene inclusa nel calcolo.

Struttura parete: Strato 1: Intonaco int. s1= 1,5 cm λ1= 0,700 W/(mK) Strato 2: Mattone for. s2= 15 cm λ2= 0,210 W/(mK) Strato 3: Isolante EPS s3= 6 cm λ3= 0,033 W/(mK) Strato 4: aria s4= 5 cm Strato 5: Mattone pieno s5= 5,5 cm λ5= 0,700 W/(mK)

Calcolo del valore U (UNI EN ISO 6946) R = s1/λ1+s2/λ2+…….+sn/λn R = 0,015/0,700+0,15/0,210+0,06/0,033+0,11+0,055/0,700= = 2,74 (mq K)/W

U = 1/(Rsi + R + Rse) [W/(mq K)] U = 1/(0,13+2,74+0,04) = 0,34 W/(mq K)

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Dispersioni termiche dell`involucro

Potere termoisolante materiali edili

/ malta Conducibilità termica λ = 0,040

0,13

0,25

0,81

/ pietra 2,1 (W/mK)

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Potere termoisolante materiali edili

/ pietra Conducibilità termica λ = 0,040

0,13

0,25

0,81

2,1 (W/mK)

Riduzione dispersioni termiche con il cappotto

Trasmittanza termica U (W/m²K)

Muro in pietra 50cm pietra λ=1,9 W/mK + isolante λ=0,040 W/mK

- 54% - 78%

- 85%

- 89%

© 2010 peter erlacher naturno

Spessore isolante (cm)

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Tabella U Pareti e solai

â&#x20AC;&#x17E;Legge finanziariaâ&#x20AC;&#x153; In vigore dal 12-03-2010

Uw

-I valori U limite per ristrutturazione sono piĂš restrittivi verso quelli per edifici nuovi e pertanto talvolta difficilmente realizzabili, soprattutto in case vecchie. Manca una logica!

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Isolanti ecologici per „cappotto“

Fibra legno (Diffutherm) Sughero esp. (Expancork) Attenzione all‘isolamento acustico: -Fibra legno (Diffutherm) ~ +5 dB -Sughero esp. (Expancork) ~ +2 dB -CLS cellulare (Dennert) ± 0 dB -Polist.esp. (Styropor) ~ - 3 dB)

CLS cellulare (Dennert)

Isolanti per cappotto termico intonacato

Isolanti per cappotto intonacato con Benestare tecnico (ETA…/Z-…)

-ICB Sughero espanso (Expancork, ecc.)

-WF Fibra di legno speciale (Pavatex, ecc.)

-Cemento cellulare (Dennert, ecc.)

-MW Lana di roccia (Rockwool, ecc.)* -EPS/XPS Polistirene espanso/estruso (Styropor/Styrodur, ecc.)* -PU Poliuretano (Stiferite, ecc.) * )* ecologicamente da sconsigliare

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Sinergia

Una casa efficiente è il risultato dell‘interazione virtuosa tra una progettazione dettagliata, un‘esecuzione accurata e il coinvolgimento attivo e consapevole della committenza.

Certificazione di Sostenibilità Criteri di Valutazione 1. Efficienza energetica (prerequisito) 2. Impatto ambientale dei materiali da costruzione 3. Impatto idrico dell´edificio 4. Qualità dell´aria interna 5. Illuminazione naturale 6. Comfort acustico 7. Protezione dal gas radon

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