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#61 Organo Ufficiale AiCARR

ISSN:2038-2723

LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R

NORMATIVA ATTUAZIONE DELLA DIRETTIVA EED II SPECIALE COVID-19 IMPIANTI HVAC E CORONAVIRUS: FACCIAMO CHIAREZZA BACS E RISPARMIO ENERGETICO EPBD: IL CONTRIBUTO DEI SISTEMI DI AUTOMAZIONE E CONTROLLO LE POTENZIALITÀ DELL’ANALISI DEI DATI NUOVA GUIDA REHVAISHRAE SUGLI AMBIENTI SCOLASTICI GLOSSARIO SISTEMI IDRONICI

ORIGINAL ARTICLES

ENERGY RETROFIT OF RESIDENTIAL BUILDINGS WITH A NOVEL SUPERINSULATING AEROGELBASED PLASTE RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DI EDIFICI RESIDENZIALI CON UN NUOVO INTONACO SUPERISOLANTE A BASE DI AEROGEL RIFLESSIONI E PROPOSTE PER UNA METODOLOGIA DI ANALISI DELLA QUALITÀ GLOBALE DEL PATRIMONIO EDILIZIO SCOLASTICO CONSIDERATIONS ON THE ELABORATION OF A METHODOLOGY FOR AN OVERALL EVALUATION OF THE EDUCATIONAL BUILDING STOCK REACHING NET ZERO ENERGY AT THE NEIGHBOURHOOD SCALE: FEASIBILITY STUDIES IN THE SOUTH OF ITALY RAGGIUNGERE L’ENERGIA NETTA ZERO A LIVELLO DI QUARTIERE: STUDI DI FATTIBILITÀ NEL SUD ITALIA

POSTE ITALIANE SPA – POSTA TARGET MAGAZINE - GIPA/LO/CONV/003/2013.

COVID-19 BACS

ANNO11 - MARZO-APRILE 2020


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VARIPACK OPZIONALE


Periodico Organo ufficiale AiCARR

EDITORS IN CHIEF Francis Allard (France) Francesca R. d’Ambrosio (Italy) HONORARY EDITOR Bjarne Olesen (Denmark) ASSOCIATE EDITORS Karel Kabele (Czech Republic) Valentina Serra (Italy) SCIENTIFIC COMMITTEE Ciro Aprea (Italy) William Bahnfleth (USA) Marco Beccali (Italy) Anna Bogdan (Poland) Alberto Cavallini (Italy) Iolanda Colda (Romania) Stefano Corgnati (Italy) Annunziata D’Orazio (Italy) Filippo de’ Rossi (Italy) Livio de Santoli (Italy) Marco Dell’Isola (Italy) Giorgio Ficco (Italy) Marco Filippi (Italy) Manuel C. Gameiro da Silva (Portugal) Cesare M. Joppolo (Italy) Dimitri Kaliakatsos (Italy) Essam Khalil (Egypt) Jarek Kurnitski (Latvia) Renato M. Lazzarin (Italy) Catalin Lungu (Romania) Anna Magrini (Italy) Zoltán Magyar (Hungary) Rita M.A. Mastrullo (Italy) Livio Mazzarella (Italy) Arsen Melikov (Denmark) Gino Moncalda Lo Giudice (Italy) Boris Palella (Italy) Federico Pedranzini (Italy) Fabio Polonara (Italy) Piercarlo Romagnoni (Italy) Francesco Ruggiero (Italy) Luigi Schibuola (Italy) Giovanni Semprini (Italy) Jorn Toftum (Denmark) Timothy Wentz (USA) Claudio Zilio (Italy)

DIRETTORE RESPONSABILE ED EDITORIALE Marco Zani MANAGEMENT BOARD Marco Zani Francesca Romana d’Ambrosio Paolo Cervio Luca Alberto Piterà Erika Seghetti COMITATO DI REDAZIONE Carmine Casale, Paolo Cervio, Luigi Gazzi, Livio Mazzarella, Luca Alberto Piterà, Gabriele Raffaellini, Valentina Serra COORDINAMENTO EDITORIALE Erika Seghetti redazione.aicarrjournal@quine.it ART DIRECTOR Marco Nigris GRAFICA E IMPAGINAZIONE Fuori Orario - MN Hanno collaborato a questo numero: Simone Alessandri, Giorgio Buonanno, Alfonso Capozzoli, Carmine Casale, Maurizio Cellura, Maria Anna Cusenza, Tiziano Dalla Mora, Marco Dutto, Stefano Fantucci, Elisa Fenoglio, Marco Ferraro, Marco Filippi, Daniele Friscia, Francesco Guarino, Erika Guolo, Sonia Longo, Valentina Marino, Livio Mazzarella, Marco Perino, Fabio Peron, Lorenza Pistore, Luca Alberto Piterà, Piercarlo Romagnoni, Valentina Serra, Giovanni Tumminia, Michele Vio, Paul Waide

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 Gli articoli presenti all’interno di AiCARR Journal sono il risultato di una libera e personale interpretazione dei relativi autori. In nessun caso le idee espresse dall’autore possono essere considerate come parere di AiCARR. Nel caso in cui qualche diritto di autore sia stato involontariamente leso, si prega di contattare l’autore dell’articolo, al fine di risolvere ogni possibile conflitto.

Crediti Formativi Professionali per gli autori di AiCARR Journal Grazie all’accreditamento di AiCARR Journal presso il Consiglio Nazionale degli Ingegneri, agli ingegneri iscritti all’Albo che forniranno contributi alla rivista verranno attribuiti 2,5 CFP ad articolo pubblicato. Per la proposta di articoli, potete scriverci all’indirizzo di redazione: redazione.aicarrjournal@quine.it SUBMIT YOUR PAPER Tutti i membri dell'associazione possono sottoporre articoli per la pubblicazione. Ricordiamo che dal 1 aprile 2014, tutti i contributi autorali sono sottoposti a Blind Peer Rewiew. www.aicarrjournal.org

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Stampa Aziende Grafiche Printing srl – Peschiera Borromeo (MI)

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Aderente

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 G. Spadolini 7, 20141 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.


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EDITORIALE

DOI: 10.36164/AiCARRJ.61.02.01

FINALE DI PARTITA

Endgame

È arrivato il momento dei saluti. Questo è l’ultimo numero della

rivista che firmo come Presidente di AiCARR, ma anche l’ultimo che firmo come Direttore Scientifico. Ho deciso di lasciare la rivista dopo 10 lunghi anni che mi hanno vista membro del Comitato Scientifico che la “battezzò” nel 2010, poi Direttore Scientifico Operativo fino all’attuale Direzione Scientifica. Ho deciso perché ritengo di aver raggiunto gli obiettivi che mi ero prefissi: una rivista ricca, al passo con i tempi, con un ruolo importante sulla scena internazionale grazie all’intensa attività condivisa con Associazioni di livello mondiale e alla indicizzazione di una sua parte. Certo, avrei potuto fare di più e meglio: funziona così e spero, anzi sono certa che chi verrà dopo di me farà di più e meglio. Ma credo nella politica dei piccoli passi e dei mattoncini: un mattoncino dopo l’altro vien su un palazzo e ritengo che soprattutto in questi ultimi tre anni di mattoncini ne siano stati posizionati parecchi, grazie al grande lavoro di tutti coloro che sono stati al mio fianco e dell’Editore. Non avrei mai pensato di scrivere questo ultimo editoriale nella prima pagina di un fascicolo che ha cambiato contenuti più volte. Avevamo pianificato il classico numero per Mostra Convegno, poi MCE2020 è stata rinviata e quindi abbiamo riprogrammato alcune cose, poi il coronavirus ha prepotentemente invaso la vita di tutti noi e abbiamo ritenuto opportuno lasciare spazio a un mini-dossier sul tema. Quello che avrei voluto fosse un gioioso momento di saluti si è trasformato in un momento di grande tristezza e preoccupazione. Ne usciremo. Spero presto. Intanto, auguro ad AiCARR, a Filippo Busato e al suo Consiglio, ad AiCARR Journal e a chi prenderà il mio posto grandi successi e grandi soddisfazioni. #AiCARRnelcuore, sempre! Francesca Romana d’Ambrosio, Presidente AiCARR

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#61


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Editoriale 4

Novità prodotti 8

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#61

Refrigeration World 22

NORMATIVA Efficienza energetica: attuazione della EED II

AiCARR Informa 78

Le novità introdotte dallo Schema di decreto legislativo finalizzato a recepire in Italia le disposizioni contenute nella Direttiva Ue sull’efficienza energetica n. 2018/2002 L.A. Piterà

SPECIALE COVID-19 Sistemi HVAC e coronavirus: facciamo chiarezza

La drammatica emergenza che stiamo vivendo impone la diffusione di informazioni quanto più certe e autorevoli in tutti gli ambiti coinvolti, che sono tanti e diversi, e che destano in qualche modo preoccupazione. Come è facilmente intuibile, anche gli impianti di climatizzazione e di condizionamento sono stati messi sotto esame. Possono essere considerati un veicolo di trasmissione del virus? Come dovrebbero essere gestiti per limitare il rischio di contagio? Andrebbe effettuata una manutenzione straordinaria? Queste sono soltanto alcune delle domande a cui abbiamo cercato di rispondere affidandoci al parere degli esperti e che siamo lieti di riportarvi in questo speciale dedicato al Covid-19 A cura della Redazione

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Gli impianti di climatizzazione e il rischio di contagio I terminali degli ambienti vanno spenti o possono essere tenuti accesi? Alcune ipotesi sul SARS-CoV-2-19 partendo dal caso della comune influenza M. Vio

ORIGINAL ARTICLES Energy retrofit of residential buildings with a novel super-insulating aerogel-based plaste Riqualificazione energetica di edifici residenziali con un nuovo intonaco superisolante a base di aerogel Elisa Fenoglio, Stefano Fantucci, Marco Perino, Valentina Serra, Marco Dutto, Valentina Marino

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Riflessioni e proposte per una metodologia di analisi della qualità globale del patrimonio edilizio scolastico Considerations on the elaboration of a methodology for an overall evaluation of the educational building stock Tiziano Dalla Mora, Erika Guolo, Fabio Peron, Lorenza Pistore, Piercarlo Romagnoni

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Reaching net zero energy at the neighbourhood scale: feasibility studies in the south of Italy Raggiungere l’energia netta zero a livello di quartiere: studi di fattibilità nel sud Italia Sonia Longo, Francesco Guarino, Giovanni Tumminia, Daniele Friscia, Maria Anna Cusenza, Marco Ferraro, Maurizio Cellura

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EFFICIENZA ENERGETICA Nuova EPBD: il contributo dei BACS al risparmio energetico degli edifici Analisi dei dati sugli impatti conseguenti all’applicazione delle misure approvate nella nuova Direttiva sulla prestazione energetica nell’edilizia riguardanti l’installazione di sistemi di automazione e controllo negli edifici esistenti e di nuova costruzione P. Waide

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BAS Le potenzialità dell’analisi dei dati per il miglioramento della gestione energetica degli edifici I metodi di data analytics possono essere uno strumento per migliorare la prestazione energetica degli edifici, anche in virtù dell’opportunità di concepire le attività di gestione e controllo con un approccio predittivo A. Capozzoli

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PUBBLICAZIONI La nuova Guida REHVA-ISHRAE “Indoor Environment and Energy Efficiency in Educational Buildings – Part 1” L. Mazzarella

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GLOSSARIO SISTEMI IDRONICI La rubrica il Glossario ha l’obiettivo di fare chiarezza sulla terminologia in uso in un determinato ambito tecnico-scientifico. Senza alcuna pretesa intellettuale, speriamo che questa raccolta possa essere un utile strumento per chiunque. Il decimo contributo è dedicato ai sistemi idronici


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zioni, monitorare il livello di qualità dell’aria, selezionare e definire le temperature preferite, regolare l’inclinazione dei deflettori e la velocità di ventilazione, temporizzare la manutenzione dei filtri, impostare programmi settimanali. Grazie alla compatibilità di LG ThinQ con Google Assistant e Amazon Alexa, può essere gestito anche tramite comando vocale. www.lg.com

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STORIA E TECNOLOGIA PER L’M9 DI MESTRE

WATER MANAGEMENT REPORT L’acqua, un bene prezioso ma insufficiente PROGETTAZIONE Edificio per uffici certificato Passivhaus

KLIMAHOUSE 2019: VIDEO La sostenibilità è la chiave per vivere bene

DENTRO L’OBIETTIVO Dubai: oltre lo Zero Energy

Poste italiane Target Magazine GIPA/LO/CONV/003/2013 - Omologazione n. DCOCI0168

ORGANO UFFICIALE ANGAISA (Associazione Nazionale Commercianti Articoli Idrotermosanitari, Climatizzazione, Pavimenti, Rivestimenti ed Arredobagno)

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BIM2BEM La modellazione energetica nella progettazione integrata

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GLOSSARIODELLA CLIMATIZZAZIONE GENERAZIONE

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Senza una strategia i dati non bastano

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IL BUSINESS MAGAZINE DEI DISTRIBUTORI E GROSSISTI DI MATERIALE ELETTRICO | NOVEMBRE/DICEMBRE 2018

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Sviluppo dell’IoT per l’industria e le infrastrutture

N.6/2019 luglio

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20 luglio 1969. Sono trascorsi cinquant’anni dal giorno in cui Neil Armstrong aprĂŹ il portellone dell’Apollo 11 e scese i gradini della scaletta piĂš famosa della storia. Quel viaggio è rimasto impresso nella memoria insieme alle altre missioni Apollo, i lanci dei satelliti russi Sputnik, il cane-astronauta Laika e la Guerra Fredda. Erano gli anni della sfida alla conquista dello spazio tra Stati Uniti e Unione Sovietica. Gli anni degli ideali, della comunitĂ , dell’uguaglianza. Della speranza per una societĂ  piĂš giusta. Gli anni delle utopie. Erano anche anni di ricerca e di grandi sfide. Il 12 aprile 1961, Jurij Gagarin fu il primo uomo a volare in orbita. VentitrĂŠ giorni dopo, l’astronauta Alan Shepard affrontò un volo suborbitale; e ancora, il 20 maggio John Kennedy annunciò al congresso di voler portare l’uomo sulla luna con il programma Apollo “non perchĂŠ è facile, ma perchĂŠ è difficileâ€?. Nel 1968, precisamente la notte della Vigilia di Natale, William Anders, uno dei membri della missione Apollo 8, scatta, forse inconsapevolmente, una semplice fotografia passata alla storia con il nome di “Earthriseâ€?, l’Alba della Terra. Il nostro pianeta, visto dall’oblò dell’Apollo 8 in orbita attorno alla luna, è un puntino blu nell’oscuritĂ .

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La cultura della sicurezza inizia dalle scuole Firmato l’accordo di tre anni tra MIUR, CNI e Protezione Civile: un percorso didattico per un PAG. 5 ambiente piÚ sicuro

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La sicurezza nelle forniture di calcestruzzo

Ora Prassi di Riferimento UNI, il protocollo include anche l’edilizia non residenziale. Intervista a Giuseppe Rizzuto, Direttore Generale ITACA

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gni campo dell’architettura e dell’ingegneria nel senso piĂš ampio del termine ha fatto progressi, ha modificato modalitĂ , metodologie, tecnologie, mezzi e strumenti, fatto ricerche e scoperte. Le idee sono progredite, sono mutate, si sono evolute; si sono adeguate alla societĂ  o hanno modificato modi e stili di vita. Nessuno si è mai posto il problema se fosse giusto o sbagliato; la cultura del “fareâ€? ha privilegiato la sperimentazione e ha insegnato che dagli errori si può imparare, crescere, progredire e migliorare. Non è mai stato chiesto ai professionisti se fossero d’accordo con un “SIâ€? o con un “NOâ€?. Ăˆ stato dato semplicemente per scontato che il cambiamento fosse insito nella natura dell’uomo e nel nostro caso dei professionisti, nella loro ricerca di miglioramento e progresso per il bene comune. Ci sono stati “siâ€? e “noâ€? dettati da successi e insuccessi; il buon senso e la competenza hanno sempre fatto da guida nelle scelte e quindi nell’evolversi delle professioni. Per la politica evidentemente è diverso; ma ciò dimostra solo uno scollamento fra i problemi pratici della quotidianitĂ  dell’individuo e l’incapacitĂ  della politica ad adeguarsi. Il buon senso non fa da guida; un referendum che fa contento/scontento la metĂ  dei cittadini resta un problema non risolto. Il cambiamento è necessario e la civiltĂ  parla da sola a tal proposito; ma il cambiamento dovrebbe godere della fiducia e della certezza di tutti i cittadini quando si parla di politica. Se tutti quanti noi quando attraversiamo un ponte o saliamo sulla cima di un grattacielo diamo per scontato di poterci fidare di chi ha pensato il progetto, forse non vuol dire che i professionisti potrebbero insegnare e dire il loro pensiero con piĂš forza alla politica? n

alle pagg. 22­23

N. 12 - Dicembre 2016

Dal 1952 periodico di informazione per ingegneri e architetti

La crisi ancora “morde�, il contesto politico barcolla, alta l’attenzione sul governo degli ingegneri

MENSILE D’INFORMAZIONE Un CNI eletto per dare risposte

di MATTEO PALO

R

iorganizzazione delle divisioni operative del Cni. E, in prospettiva, due sfide: quella dei servizi per gli iscritti e delle strutture territoriali. Armando Zambrano, presidente uscente del Consiglio nazionale degli ingegneri, si prepara a governare la categoria per altri cinque anni: dal 2016 guiderĂ gli ingegneri fino al 2021, quando completerĂ  i suoi dieci anni di mandato. In attesa che arrivi l’ufficialitĂ  del ministero della Giustizia e che i consiglieri designati indichino lui come nuovo presidente, è giĂ  possibile fare il punto sulle prime mosse del nuovo Governo del Cni. “Siamo desiderosi di partire, visto che dai territori è arrivata un’indicazione cosĂŹ forte per la continuitĂ  del Consiglio nazionale uscenteâ€?, è stata una delle prime dichiarazioni fatte da Zambrano.

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“Il museo del futuro è il mondo interoâ€?

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Oggi si parla molto di Industria 4.0 applicata alla produzione. Ma occorre ricordare che l’efficienza del flusso produttivo passa attraverso l’ottimizzazione della movimentazione dei materiali all'interno delle aziende.

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Editoriale

Via libera alla finanza innovativa, quali risposte alla stretta del credito?

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di Fabio Chiavieri

Macerie ovunque, interi paesi rasi al suolo, gente disperata, sguardi persi. No, non è lo scenario di guerra che ci arriva da qualche zona remota del mondo, a cui siamo tristemente abituati. Ăˆ la forza devastante del terremoto che ha colpito, e continua a farlo, il nostro Centro Italia. Una faglia che si è estesa per cinquanta chilometri, una ferita su quelle terre che non si potrĂ piĂš rimarginare. L’Italia è scossa, fisicamente e mentalmente; schiaffeggiata dalla mano della natura che a volte sa essere molto dura nella sua inarrestabile forza. Eppure il nostro paese risulta essere nelle prime posizioni per quanto riguarda l’utilizzo di tecnologie antisismiche nelle nuove costruzioni. Cosa succede allora? Alessandro Martelli, Presidente del Glis (Isolamento sismico e altre strategie di progettazione antisismica), ha dichiarato che “Oltre il 70% dell’edificato italiano attuale non è in grado di resistere ai terremoti che potrebbero colpirloâ€?. Il problema pertanto è la sicurezza delle costruzioni piĂš datate, e di un immenso patrimonio storico e culturale famoso in tutto il mondo, fatto di chiese, monumenti, palazzi storici, emblema di un passato grandioso che ha visto protagonisti i piĂš grandi artisti e ingegneri di tutti i tempi. Il tema della sicurezza degli ambienti in cui viviamo e lavoriamo, piĂš volte trattato dal nostro giornale e a cui le nostre imprese pongono molta attenzione, ritorna cosĂŹ alla ribalta in un frangente – purtroppo non l’unico negli ultimi anni - tanto eclatante quanto drammatico. Dalle pagine de L’Ammonitore abbiamo rivolto molti inviti al settore manifatturiero italiano a investire in tecnologie produttive innovative per continuare a essere competitivo, e questa volta ci sentiamo di invitare tutti a investire sulla propria sicurezza, lo Stato a salvaguardare la vita dei cittadini intervenendo significativamente sulle strutture pubbliche e sul nostro prezioso patrimonio artistico, perchĂŠ il futuro non si prevede, men che meno un terremoto, ma si prepara.

IN QUESTO NUMERO

[pag. 14]

MATERIE PRIME

Il cliente prima di tutto

In occasione di BIMU 2016, i vertici DMG MORI hanno dato vita a un interessante dibattito con la stampa tecnica specializzata, evidenziando le strategie in atto per [pag. 8] rafforzare la posizione del Gruppo nel mondo e sul territorio italiano. MISURA

Un ponte tra passato e futuro

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Trasformare l’esperienza di oltre 40 anni di attività in una nuova piattaforma in grado di coniugare soluzioni avanzate con le esigenze e professionalità di oggi. Questo è lo sforzo che sta compiendo Hexagon Manufacturing Intelligence, emerso anche durante il forum di fine settembre dedicato all’automazione e alle tecno[pag. 4] logia multisensore.

L’anello che mancava: l’utensile connesso al sistema produttivo

L’utensile “intelligenteâ€? è il naturale completamento del complesso sistema produttivo che si basa sulla raccolta e l’analisi dei dati provenienti da macchine e strumenti di misura in costante dialogo tra loro. In altre parole un nuovo passo avanti verso la creazione della fabbrica completamente automatica. [pag. 7]

M-Steel qualitĂ da oltre 40 anni

Ovako, fornitore finlandese di acciai, ripropone sul mercato la qualitĂ M-Steel. Grazie ad un incremento nella lavorabilitĂ  M-Steel si caratterizza per affidabilitĂ , coerenza e prevedibilitĂ  nelle lavorazioni, riducendo i cosĂŹ costi di pro[pag. 12] duzione.

INTERVISTA Gianfranco Carbonato, un’emozione che dura da quarant’anni

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N. 0 | SETTEMBRE 2019

BIRRA NOSTRA

ISSN 2499-362X

ANNO 29 n. 1 gennaio - febbraio 2020

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KLIMAHOUSE 2019: VIDEO La sostenibilità è la chiave per vivere bene

BIM2BEM La modellazione energetica nella progettazione integrata

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gni campo dellâ&#x20AC;&#x2122;architettura e dellâ&#x20AC;&#x2122;ingegneria nel senso piĂš ampio del termine ha fatto progressi, ha modificato modalitĂ , metodologie, tecnologie, mezzi e strumenti, fatto ricerche e scoperte. Le idee sono progredite, sono mutate, si sono evolute; si sono adeguate alla societĂ  o hanno modificato modi e stili di vita. Nessuno si è mai posto il problema se fosse giusto o sbagliato; la cultura del â&#x20AC;&#x153;fareâ&#x20AC;? ha privilegiato la sperimentazione e ha insegnato che dagli errori si può imparare, crescere, progredire e migliorare. Non è mai stato chiesto ai professionisti se fossero dâ&#x20AC;&#x2122;accordo con un â&#x20AC;&#x153;SIâ&#x20AC;? o con un â&#x20AC;&#x153;NOâ&#x20AC;?. Ă&#x2C6; stato dato semplicemente per scontato che il cambiamento fosse insito nella natura dellâ&#x20AC;&#x2122;uomo e nel nostro caso dei professionisti, nella loro ricerca di miglioramento e progresso per il bene comune. Ci sono stati â&#x20AC;&#x153;siâ&#x20AC;? e â&#x20AC;&#x153;noâ&#x20AC;? dettati da successi e insuccessi; il buon senso e la competenza hanno sempre fatto da guida nelle scelte e quindi nellâ&#x20AC;&#x2122;evolversi delle professioni. Per la politica evidentemente è diverso; ma ciò dimostra solo uno scollamento fra i problemi pratici della quotidianitĂ  dellâ&#x20AC;&#x2122;individuo e lâ&#x20AC;&#x2122;incapacitĂ  della politica ad adeguarsi. Il buon senso non fa da guida; un referendum che fa contento/scontento la metĂ  dei cittadini resta un problema non risolto. Il cambiamento è necessario e la civiltĂ  parla da sola a tal proposito; ma il cambiamento dovrebbe godere della fiducia e della certezza di tutti i cittadini quando si parla di politica. Se tutti quanti noi quando attraversiamo un ponte o saliamo sulla cima di un grattacielo diamo per scontato di poterci fidare di chi ha pensato il progetto, forse non vuol dire che i professionisti potrebbero insegnare e dire il loro pensiero con piĂš forza alla politica? n

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N. 12 - Dicembre 2016

Dal 1952 periodico di informazione per ingegneri e architetti

La crisi ancora â&#x20AC;&#x153;mordeâ&#x20AC;?, il contesto politico barcolla, alta lâ&#x20AC;&#x2122;attenzione sul governo degli ingegneri

Un CNI eletto per dare risposte

di MATTEO PALO

R

iorganizzazione delle divisioni operative del Cni. E, in prospettiva, due sfide: quella dei servizi per gli iscritti e delle strutture territoriali. Armando Zambrano, presidente uscente del Consiglio nazionale degli ingegneri, si prepara a governare la categoria per altri cinque anni: dal 2016 guiderĂ gli ingegneri fino al 2021, quando completerĂ  i suoi dieci anni di mandato. In attesa che arrivi lâ&#x20AC;&#x2122;ufficialitĂ  del ministero della Giustizia e che i consiglieri designati indichino lui come nuovo presidente, è giĂ  possibile fare il punto sulle prime mosse del nuovo Governo del Cni. â&#x20AC;&#x153;Siamo desiderosi di partire, visto che dai territori è arrivata unâ&#x20AC;&#x2122;indicazione cosĂŹ forte per la continuitĂ  del Consiglio nazionale uscenteâ&#x20AC;?, è stata una delle prime dichiarazioni fatte da Zambrano.

In USA volano le infrastrutture

TAX& LEGAL Partite IVA dal prossimo anno la contabilitĂ diventa un lavoro a tempo pieno e i costi salgono

Nr.01 â&#x20AC;&#x201C; VENERDĂŹ 13 GENNAIO 2017

SCIA, operativo il modello unico

Raddoppiati i programmi per le opere pubbliche, un trilione â&#x2020;&#x2019; pag.3 di dollari per infrastrutture e stimolo ai consumi. Gli effetti in Europa e le opportunitĂ per le imprese italiane. La Cop22 di Marrakech e le politiche Usa sulle emissioni. alle pagg. 6-7

segue a pag. 2

GOVERNO IN CRISI

â&#x2020;&#x2019; pag.37

CASSA DEPOSITI E PRESTITI

Parte il piano 'smart city' 1 miliardo per 14 cittĂ

a pag. 7

Professionisti al passo coi tempi...

I pareri degli Ordini dopo lâ&#x20AC;&#x2122;esito del referendum del 4 dicembre

Abbiamo sentito alcuni Ordini per commentare un ipotetico scenario all'indomani delle dimissioni di Renzi. Nelle parole dei Presidenti inter­ pellati è fortissima la preoccupazione sullâ&#x20AC;&#x2122;ennesima battuta dâ&#x20AC;&#x2122;arresto di un Paese in affanno. StabilitĂ e certezza sono oggi piĂš lontane per lo meno dal punto di vista temporale. Come sottolinea Varese â&#x20AC;&#x153;Ora gli ac­ cordi tra CNI e Governo che fine faranno?â&#x20AC;? / alle pagg. 18­19

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Eucentre per ricostruire la sicurezza Tutti A Pavia il Centro Europeo di Ricerca e Formazione in Ingegneria Sismica

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50 anni di torni

Macerie ovunque, interi paesi rasi al suolo, gente disperata, sguardi persi. No, non è lo scenario di guerra che ci arriva da qualche zona remota del mondo, a cui siamo tristemente abituati. Ă&#x2C6; la forza devastante del terremoto che ha colpito, e continua a farlo, il nostro Centro Italia. Una faglia che si è estesa per cinquanta chilometri, una ferita su quelle terre che non si potrĂ piĂš rimarginare. Lâ&#x20AC;&#x2122;Italia è scossa, fisicamente e mentalmente; schiaffeggiata dalla mano della natura che a volte sa essere molto dura nella sua inarrestabile forza. Eppure il nostro paese risulta essere nelle prime posizioni per quanto riguarda lâ&#x20AC;&#x2122;utilizzo di tecnologie antisismiche nelle nuove costruzioni. Cosa succede allora? Alessandro Martelli, Presidente del Glis (Isolamento sismico e altre strategie di progettazione antisismica), ha dichiarato che â&#x20AC;&#x153;Oltre il 70% dellâ&#x20AC;&#x2122;edificato italiano attuale non è in grado di resistere ai terremoti che potrebbero colpirloâ&#x20AC;?. Il problema pertanto è la sicurezza delle costruzioni piĂš datate, e di un immenso patrimonio storico e culturale famoso in tutto il mondo, fatto di chiese, monumenti, palazzi storici, emblema di un passato grandioso che ha visto protagonisti i piĂš grandi artisti e ingegneri di tutti i tempi. Il tema della sicurezza degli ambienti in cui viviamo e lavoriamo, piĂš volte trattato dal nostro giornale e a cui le nostre imprese pongono molta attenzione, ritorna cosĂŹ alla ribalta in un frangente â&#x20AC;&#x201C; purtroppo non lâ&#x20AC;&#x2122;unico negli ultimi anni - tanto eclatante quanto drammatico. Dalle pagine de Lâ&#x20AC;&#x2122;Ammonitore abbiamo rivolto molti inviti al settore manifatturiero italiano a investire in tecnologie produttive innovative per continuare a essere competitivo, e questa volta ci sentiamo di invitare tutti a investire sulla propria sicurezza, lo Stato a salvaguardare la vita dei cittadini intervenendo significativamente sulle strutture pubbliche e sul nostro prezioso patrimonio artistico, perchĂŠ il futuro non si prevede, men che meno un terremoto, ma si prepara.

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i rinvii

STORIA DELLâ&#x20AC;&#x2122;INGEGNERIA

IL FUTURO CHE VERRĂ&#x20AC;, LA RIVOLUZIONE SILENZIOSA DEL 5G

NASCITA E DECLINO DELLA SCUOLA ITALIANA DI INGEGNERIA

Come cambierĂ Internet in termini di potenzialitĂ  e velocitĂ . Allâ&#x20AC;&#x2122;Istituto Superiore â&#x20AC;&#x153;Algeri Marinoâ&#x20AC;? di Casoli, un seminario per fare il punto

[pag. 14]

MISURA

Il 2016 è un anno molto importante per Tiesse Robot. Lâ&#x20AC;&#x2122;azienda festeggia infatti i 40 anni di attivitĂ : una storia lunga di successi nazionali e internazionali per le applicazioni della robotica in [pag. 6] ambito industriale.

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Trasformare lâ&#x20AC;&#x2122;esperienza di oltre 40 anni di attivitĂ in una nuova piattaforma in grado di coniugare soluzioni avanzate con le esigenze e professionalitĂ  di oggi. Questo è lo sforzo che sta compiendo Hexagon Manufacturing Intelligence, emerso anche durante il forum di fine settembre dedicato allâ&#x20AC;&#x2122;automazione e alle tecno[pag. 4] logia multisensore.

Lâ&#x20AC;&#x2122;anello che mancava: lâ&#x20AC;&#x2122;utensile connesso al sistema produttivo Lâ&#x20AC;&#x2122;utensile â&#x20AC;&#x153;intelligenteâ&#x20AC;? è il naturale completamento del complesso sistema produttivo che si basa sulla raccolta e lâ&#x20AC;&#x2122;analisi dei dati provenienti da macchine e strumenti di misura in costante dialogo tra loro. In altre parole un nuovo passo avanti verso la creazione della fabbrica completamente automatica. [pag. 7]

Anno 28 â&#x20AC;˘ N° 2 â&#x20AC;˘ Marzo/Aprile 2019

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IL BUSINESS MAGAZINE DEI DISTRIBUTORI E GROSSISTI DI MATERIALE ELETTRICO

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Il Decreto Sblocca Cantieri è Legge, ma il giudizio dei professionisti non è certamente entusiastico

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Lo Sblocca Cantieri rilancerĂ le infrastrutture?

Le risposte degli ingegneri alle domande del Centro Studi CNI, tra la richiesta di una semplificazione delle regole e le preoccupazioni per evitare distorsioni della concorrenza

La cultura della sicurezza inizia dalle scuole Firmato lâ&#x20AC;&#x2122;accordo di tre anni tra MIUR, CNI e Protezione Civile: un percorso didattico per un PAG. 5 ambiente piĂš sicuro

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Fuorisalone e Milan Design Week, le novitĂ

Quale tutela per estetica, design e parquet?

Caratteristiche delle viti per le pavimentazioni di legno

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29/03/2019 17:28

Il protocollo ITACA si aggiorna

Ora Prassi di Riferimento UNI, il protocollo include anche lâ&#x20AC;&#x2122;edilizia non residenziale. Intervista a Giuseppe Rizzuto, Direttore Generale ITACA

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Un nuovo inizio per Genova

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Via libera alla finanza innovativa, quali risposte alla stretta del credito?

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Informazioni dalle aziende

SOLUZIONI PER IL TRATTAMENTO DELL’ACQUA TECNICA I

l trattamento dell’acqua Perma-trade di Paradigma è la soluzione ideale per depurare l’acqua che circola nell’impianto di riscaldamento, evitando i danni dovuti a calcare e corrosione e garantendo funzionamento ottimale, efficienza energetica, durata nel tempo e risparmio energetico. Un sistema con brevetto esclusivo che consente un triplice effetto: anticalcare, anticorrosione, stabilizzazione del pH. Rispetto al classico addolcimento con scambio di ioni, le unità di demineralizzazione brevettate Permasoft sono in grado di eliminare tutti i sali presenti nell’acqua, come nitrato, cloruro, solfuro e anidride carbonica, oltre ai sali di calcio e di magnesio, con effetto anticalcare e anticorrosione, grazie alla riduzione della conducibilità. Il sistema abbina l’azione di resine cationiche, che trattengono i sali a carica positiva, come calcio e magnesio, e rilasciano ioni H+, e di resine anioniche, utili a trattenere solfati e cloruri, a carica negativa, rilasciando ioni OH-. Il risultato è acqua deionizzata. Il processo include già anche il rilascio di idonee sostanze atte a stabilizzare il pH dell’acqua, prolungando nel tempo il buon

funzionamento dell’impianto. Per i grandi impianti, è possibile installare la stazione di demineralizzazione PermaLine, che consente di effettuare il trattamento dell’acqua di impianto senza doverne interrompere il normale funzionamento. Con le cartucce Permasoft il trattamento dell’acqua è anche completamente ecologico: non utilizzano sostanze chimiche tossiche e a fine vita sono smaltite con sistema di smaltimento ecosostenibile, che prevede ritiro, rigenerazione e riutilizzo.


VMC PER IL RICAMBIO E LA PURIFICAZIONE DELL'ARIA Vortice lancia VORT VDH 60 HP MONO, un sistema di ventilazione meccanica controllata (VMC) decentralizzato da parete, con pompa di calore e funzione di purificazione, ideale per locali fino a 55 m2. È stato progettato da VORTICE per il ricambio dell’aria, la depurazione e la deumidificazione di locali residenziali e commerciali con elevati livelli di isolamento termico, localizzati in aree geografiche temperate. Installato in corrispondenza di una parete perimetrale del locale di destinazione, garantisce il mantenimento di adeguati livelli di comfort. Ha un design moderno che ne permette l’inserimento in molteplici tipologie di ambienti, il pannello frontale con finitura a specchio in resina plastica è a scelta tra due colori: bianco o nero. Può funzionare in 4 modalità: • Ventilazione passiva: l’aria viziata espulsa all’esterno viene sostituita da aria fresca di rinnovo. • Ventilazione attiva: l’aria viziata espulsa all’esterno viene sostituita da aria fresca di rinnovo, riscaldata o raffrescata dall’azione della pompa di calore. • Depurazione: nelle ore in cui il locale I VANTAGGI DEL NOLEGGIO non è occupato, il condotto di venti• opportunità di evitare investimenti gravosi lazione viene chiuso e l’aria nell’am• evitare la svalutazione dei macchinari biente viene forzata attraverso il filtro • possibilità di utilizzare gli impianti solo per il tempo necessario interno, purificandola dalle sostan• macchine sempre efficienti e assistite ze inquinanti (pollini, smog, polveri sottili). A CHI NOLEGGIARE • Depurazione con deumidificazione: INDUSTRIE che usano il freddo di processo nelle ore in cui il locale non è occu• manutenzioni straordinarie • picchi di produzione pato, il condotto di ventilazione vie• unità di back up in stand by ne chiuso e l’aria dell’ambiente vie• emergenze ne forzata attraverso il filtro interno, CANTINE (industrie enologiche) che la purifica dalle sostanze inqui• freddo di processo solo per brevi periodi nanti e contemporaneamente la deuCANTIERI midifica riducendo il tasso di umidità • climatizzazione temporanea relativa (indotto ad esempio da imORGANIZZATORI DI EVENTI pianti di raffrescamento radianti mal • congressi / fiere • mostre / concerti calibrati) e prevenendo la formazio• eventi sportivi / piste di pattinaggio ne di muffe. • televisione / cinema Il sistema è caratterizzato da: motori EC OSPEDALI con alberi montati su cuscinetti a sfere, • manutenzioni ordinarie/straordinarie a 3 velocità, accoppiati a ventilatori as• guasti • unità di back up in stand by siali; 1 filtro elettrostatico nel condotto di aspirazione e 1 filtro G4 in quello di mandata; un dispositivo di nebulizzazione integrato per lo smaltimento della condensa che si accumula nel prodotto durante il suo funzionamenLa lunga esperienza e competenza nel servizio di noleggio di macchine per il condizionamento industriale e la refrigerazione di processo, hanno fatto di BRENTA RENT un partner affidabile per soluzioni tecniche di noleggio ideali per soddisfare to. Il pannello comandi con display LCD, le esigenze di utilizzo da parte di aziende e industrie in cui vi sia la necessità di garantire qualità ed efficienza, in particolar posto sul fianco destro del prodotto, ne modo nei settori dell’industria plastica, petrolchimica, galvanica, manifatturiera etc… consente la gestione. Oltre alla possibilità di approfittare dell’economicità che il noleggio consente rispetto all’acquisto, BRENTA RENT garanwww.vortice.com tisce la qualità di sistemi potenti e affidabili, occupandosi della fase di avviamento e operando un attento ricollaudo ad

SPECIALISTI DEL FREDDO A NOLEGGIO

ogni rientro delle macchine, per soddisfare le esigenze dei sui Clienti sia in termini di funzionalità che dal punto di vista della convenienza.

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Anniversario 2004-2019


Novità Prodotti MONOBLOCCO CON VENTILAZIONE INTEGRATA Climapac ampia la sua gamma di monoblocchi Clima Concept con una nuova versione, dotata di sistema di Ventilazione Meccanica Controllata integrato. L’importanza di un salutare ricircolo dell’aria è divenuta centrale in questi ultimi anni, a seguito del crescente miglioramento della tenuta termica degli edifici, trasformati in strutture quasi “ermetiche” dove la mancata ventilazione naturale spesso determina problematiche di umidità e ristagno di condensa. Per rispondere a questa neonata esigenza, l’azienda — già nel mercato del benessere abitativo con il cassonetto coibentato MyBox e diversi sistemi di VMC decentralizzati — si è aperta all’ultima frontiera in tema di gestione del foro finestra, proponendo al canale dei serramentisti un monoblocco prefabbricato innovativo in grado sia di migliorare le performance isolanti ed energetiche dell'involucro edilizio, sia di ricambiare e purificare costantemente l’aria indoor. Pur rimanendo “invisibile” all’interno della muratura, Clima Concept con VMC consente di migliorare significativamente la salubrità e il comfort abitativo. Da un lato, infatti, il monoblocco garantisce la corretta gestione del foro finestra, valorizzando le performance isolanti del serramento e ostacolando la formazione dei ponti termici; dall’altro, il sistema VMC dotato di doppio filtro F7+G4 per l’aria in entrata impedisce l’ingresso a pollini, batteri e polveri sottili PM10 e PM2,5, espellendo allo stesso tempo anche gli inquinanti quotidianamente prodotti all’interno degli ambienti domestici, come VOC, anidride carbonica, formaldeide e umidità in eccesso. Ma non solo: la presenza, all’interno del sistema di ventilazione, di uno scambiatore di calore entalpico a doppio flusso incrociato controcorrente assicura anche il recupero continuo dell’energia termica fino al 91%. La gestione dell’apparecchio può essere effettuata anche attraverso l’app dedicata Climapac, da cui è possibile controllare il funzionamento sia della ventilazione che dei sistemi domotici esterni come avvolgibili motorizzati e luci, facilmente integrabili nell’app attraverso una semplice configurazione. www.climapac.it

TUBAZIONI PREISOLATE AD ALTA FLESSIBILITÀ Watts propone Microflex: il sistema di tubazioni flessibili preisolate per il trasporto del fluido negli impianti di riscaldamento e raffrescamento centralizzato e per il trasporto dell’acqua sanitaria. Adatto a molteplici applicazioni, sia in singole abitazioni che in grandi impianti di teleriscaldamento, Microflex permette il trasporto interrato di fluidi caldi (impianti centralizzati di riscaldamento con temperatura massima di esercizio di 95 °C), e freddi (acqua potabile, alimentazione impianti industriali, piscine) oltre agli impianti per la climatizzazione. Grazie al peso contenuto e all’alta flessibilità, le tubazioni MICROFLEX sono di facile posa e consentono all’installatore di realizzare lunghi tratti di conduzione fluidi, di superare con agilità ostacoli, di creare curve e cambiamenti di direzione, senza utilizzare raccordi o giunti e ri-

durre così anche le dimensioni di scavo, contenendo tempi e costi di installazione. Le tubazioni preisolate MICROFLEX sono costituite da: tubi in PEX-a reticolato conformi alle norme DIN 16892/16893 e ISO 15875; ampio strato di isolamento in espanso di polietilene reticolato a cellule chiuse che mantiene nel tempo il grado iniziale di resistenza termica; manto esterno corrugato in polietilene ad alta densità che assicura una doppia protezione da agenti esterni. La tubazione principale, isolata termicamente, è rivestita da una guaina interna “a camera chiusa” ed è dotata di una barriera contro la diffusione dell’ossigeno per evitare la formazione di microfunghi e alghe. MICROFLEX è disponibile in differenti soluzioni: tubi singoli (MICROFLEX UNO), tubi doppi (MICROFLEX DUO) e tubi quadrupli (MICROFLEX QUADRO) indicati per impianti termici e di conduzione di acqua sanitaria, (MICROFLEX COOL) versione per impianti con fluidi a bassa temperatura. www.wattswater.it


Fan Grid design kit. Soluzioni modulari per le performance più elevate. - Design compatto - Altissima affidabilità grazie alla ridondanza - Selezione del ventilatore ottimizzata grazie al software FanScout - Con ventilatori assiali o centrifughi Green Tech EC Per maggiori informazioni: ebmpapst.com/Fanscout

Una soluzione intelligente. Ventilatori centrifughi pronti per l’installazione con controllo della portata per la ventilazione domestica.


Novità Prodotti MACHINE LEARNING PER LA GESTIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

PIATTAFORMA DI GESTIONE ENERGIA PER CENTRALI FOTOVOLTAICHE

Il consumo di energia negli edifici commerciali è un problema significativo, in quanto queste strutture totalizzano più del 36% del consumo finale globale di energia e quasi il 40% delle emissioni totali dirette e indirette di CO2. Dal momento in cui gli impianti per il riscaldamento, la ventilazione e l’aria condizionata (HVAC) rappresentano spesso la più grande opportunità di risparmio energetico, Honeywell ha lanciato Honeywell Forge Energy Optimization, una soluzione di machine learning basata su cloud a circuito chiuso che ottimizza in modo autonomo e continuo i set point interni di un edificio su centinaia di risorse ogni 15 minuti, per valutare se il sistema HVAC di un edificio funzioni alla massima efficienza. Quando la soluzione Honeywell rileva la necessità di effettuare una regolazione, analizza fattori quali l’ora del giorno, le condizioni climatiche, il numero di occupanti presenti e dozzine di altri punti dati per determinare le impostazioni ottimali per singolo edificio; inoltre, la soluzione prende decisioni ponderate 96 volte ogni 24 ore per singolo edificio, 365 giorni all’anno per l’intero sistema di risorse. I risultati ripetuti hanno mostrato una riduzione a due cifre dei consumi legati all’HVAC senza impattare sul comfort del cliente. Le tradizionali soluzioni di controllo degli impianti HVAC hanno diversi livelli di sofisticazione. Quello più elementare si basa su set point statici che non tengono conto di fattori variabili, come il numero di occupanti o le condizioni meteorologiche. Il secondo livello, il più comune, si basa su regolazioni programmate dei set point che utilizzano stime del numero di occupanti e delle condizioni meteo previste. Infine, i set point possono essere gestiti da energy manager certificati; tuttavia, la maggior parte delle strutture ha rilevato che questa soluzione non produce un fattibile ritorno sugli investimenti a causa dell’elevato numero di variabili coinvolte e della difficoltà nel produrre calcoli accurati in modo scalabile. Honeywell Forge Energy Optimization è una soluzione con funzionalità plug-and-play, semplice da implementare per i proprietari degli edifici. Non sono necessarie modifiche alla struttura del business e non è necessario sostituire integralmente i sistemi. www.honeywell.com

Per un approvvigionamento sostenibile e decentralizzato di energia elettrica, giocano un ruolo determinante le centrali elettriche da fonti rinnovabili. Grazie al nuovo Power Plant Manager di SMA, le grandi centrali fotovoltaiche rispettano tutti i requisiti in termini di connessione, digitalizzazione e protezione dei dati e sono pronte per nuovi modelli di business dei mercati energetici. Basato sulla piattaforma SMA di gestione dell’energia ennexOS, Power Plant Manager consente non solo di monitorare, ottimizzare, gestire e visualizzare la produzione energetica per mantenerla sempre conforme ai requisiti di rete, ma anche di integrare grandi accumulatori e altri generatori di energia nel sistema complessivo. Con SMA Power Plant Manager è possibile visualizzare tutti i flussi di energia attuali e passati del sistema, sia a livello dell’intera centrale sia per il singolo dispositivo. Grazie alla possibilità di accedere ai dati di esercizio e ai parametri di tutto il sistema si riducono i tempi di messa in servizio e manutenzione. Il gestore dell’impianto ha sempre sotto controllo l’efficienza dell’intero sistema energetico anche in Sunny Portal, la soluzione professionale di monitoraggio di SMA, grazie a dashboard chiari e a numerosi strumenti di analisi. Aggiornamenti periodici del software mettono a disposizione nuove funzioni e garantiscono il funzionamento sicuro dell’impianto. Il nuovo SMA Power Plant Manager regola la produzione di energia, l’accumulo e il consumo nel punto di connessione. In questo modo la centrale elettrica è sempre conforme ai requisiti previsti dai gestori di rete e dalle autorità di regolamentazione del mercato energetico per la gestione da remoto, la gestione dell’immissione in rete e dei carichi e la stabilizzazione della rete tramite le funzioni di regolazione della tensione e della frequenza. www.sma-italia.com

SERVIZI DIGITALI PER I SUPERMERCATI Carel presenta RED, la nuova generazione di servizi digitali dedicati alle catene di supermercati. Rinnovato per contenuti, tecnologia e interfaccia, il nuovo portale rappresenta la soluzione ideale per il controllo degli impianti e la riduzione dei costi di gestione. Indipendentemente dal costruttore della macchina, dal protocollo o dal formato del dato, CAREL permette che l’informazione necessaria sia sempre disponibile. Il nuovo portale RED consente infatti di utilizzare in modo efficace i dati raccolti rendendo fruibili e facilmente comparabili tra loro le informazioni raccolte da ogni impianto. Senza l’opportuna elaborazione, i dati raccolti dai supermercati sono spesso complessi: convivono infatti unità di diversi costruttori, condizioni ambientali differenti, sistemi con configurazioni e prestazioni mai uguali tra loro create da tecnici di installazione con processi, abitudini ed esperienze diverse. Carel si pone a supporto dei dipartimenti Service dei propri clienti con l’obiettivo di ottimizzare i processi di manutenzione degli impianti. Grazie a RED, un problema in un impianto viene immediatamente messo in correlazione con il comportamento di macchine simili in tutto il par-

co installato. Eventuali malfunzionamenti riconducibili alla stessa causa vengono evidenziati in modo da gestire attività di manutenzione preventiva prima che il problema diventi diffuso. Le configurazioni manuali infatti complicano spesso il raggiungimento dei target di ottimizzazione dei consumi del retailer. RED può agevolmente identificare tali comportamenti che non rispettano gli standard concordati e permettere di eliminare consumi non necessari. La definizione di standard permette di sfruttare l’esperienza di centinaia di impianti: RED abilita il controllo automatico di tutta la base installata e permette di migliorare gli indicatori di performance e qualità dei sistemi. www.carel.it


Baxi firma la prima caldaia residenziale premiscelata, certificata, funzionante ad idrogeno.


REFRIGERATION WORLD CORONAVIRUS,LEFIERERIMANDATEEANNULLATE

RC PER IL SUPERMERCATO

Quattro esposizioni rinviate o annullate a causa della diffusione del coronavirus COVID 19. La fiera Light + Building a Francoforte, che avrebbe dovuto iniziare l’8 Marzo, è stata posticipata a metà settembre. Mostra Convegno Expocomfort 2020, prevista a Milano dal 17 al 20 marzo, è stata rinviata a settembre dall’8 all’11, mentre la 31a China Refrigeration Expo , che si sarebbe dovuta tenere dall’8 al 10 aprile a Wuhan, epicentro dell’epidemia, è stata rimandata a data da destinarsi. La HVAC&R Japan 2020, programmata dal 3 al 6 marzo, è stata completamente annullata. Altre importanti manifestazioni di altri settori sono state ugualmente posticipate o annullate per la stessa causa.

Nel Derbyshire, UK, è stato inaugurato il primo impianto che utilizza R-454C della Chemours (Opteon XL20) che soddisfa in pieno l’impegno di una catena di minimarket di avere impianti che presentino il minimo impatto ambientale; R-454C infatti, una miscela con olefine classificata A2L, ha un GWP molto basso (148) pur mantenendo le caratteristiche di efficienza dell’R-404A che sostituisce. L’impianto, primo nel suo genere, si avvale di compressori PureCold della Emerson, adatti, insieme a tutto il sistema espositivo, ai refrigeranti A2L. È auspicabile che questo progetto faccia da apripista in un campo, quello del retail alimentare, che stenta ancora ad adottare soluzioni ambientalmente sostenibili.

NUOVO SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO AD ARIA L’acqua diventa sempre più un bene prezioso. I progettisti dei Data Center, che oggi si tende a chiamare Supercomputer Center, riconsiderano la possibilità di ritornare all’aria come sussidiaria del raffreddamento non solo nelle località molto distanti da laghi o mare (la cui acqua viene efficacemente utilizzata), principalmente per risparmiare questo elemento sempre più scarso sulla terra. I tecnici del Sandia National Laboratories di Albuquerque, N.M., hanno messo in funzione un sistema di raffreddamento ad aria “a termosifone” che ha consentito di risparmiare circa 2 milioni di litri d’acqua nei primi sei mesi di funzionamento. Non solo, ma il sistema di raffreddamento a termosifone, senza pompe di circolazione, non consuma energia elettrica e ha consentito un risparmio di 195000 kWh nello stesso periodo. La soluzione trovata non è a buon mercato ed è costata 200 mila dollari, ma la prevedibile espansione di questa tecnologia lascia sperare in costi più abbordabili nel futuro.

REPORT NREL SUI REFRIGERANTI Il mercato globale dei refrigeranti è l’oggetto del recente rapporto di NREL, National Renewable Energy Laboratory, sullo stato presente dei refrigeranti a basso GWP in tutto il mondo ripartito secondo le maggiori applicazioni HVACR e non. Il rapporto comprende la valutazione di produzione, distribuzione, costi, consumi e potenziale impatto sull’efficienza di funzionamento dei nuovi refrigeranti e altre alternative che vengono oggi introdotte sul mercato. Si sa quanto l’utilizzo di apparecchiature e sistemi di condizionamento e refrigerazione stia crescendo nel mondo a ritmo impressionante. L’esaustivo rapporto di circa 80 pagine contiene dati molto utili e interessanti per gli operatori del settore: suggeriamo di riferirsi a www.nrel.gov/docs/fy/20osti/70207.pdf.

NUOVE TECNOLOGIE PER IL RAFFREDDAMENTO MAGNETOCALORICO Il raffreddamento magnetotermico attrae sempre più l’attenzione di scienziati e ricercatori. Nell’assunto che le tecnologie attualmente utilizzate per la refrigerazione costituiscano un campo ormai più che maturo anche e soprattutto alla luce dei presenti problemi ambientali, il ministero statunitense dell’energia, DOE, tramite il suo Ames Laboratory, ha sviluppato un sistema rapido di prova, CaloriSMART, delle capacità dei materiali nell’ambito della possibile utilizzazione in sistemi basati sul raffreddamento magnetocalorico. La particolarità del sistema di prova è l’estrema rapidità dei test per i quali sono necessarie solo 4-5 ore (oltre naturalmente alla preparazione). Ciò consente di analizzare moltissimi materiali, e non solo. I ricercatori sono infatti confidenti di poter essere in grado di realizzare un sistema che possa fare da benchmark per i futuri sviluppi nel campo.

IL BUSINESS DEI REFRIGERANTI ILLEGALI Ancora sequestri di refrigeranti illegali alla frontiera italiana. Dopo un recente sequestro di 960 cilindri di HFC per circa 10 tonnellate di refrigerante da parte dell’Agenzia Dogane e Monopoli di Milano, un altro importante sequestro è stato portato a termine a Varese su un mezzo proveniente dalla Turchia. Il tentativo era quello di far passare in Italia 138 cilindri di refrigerante, quasi certamente R404A. Il sequestro è avvenuto in collaborazione con l’European Anti-fraud Office e si ritiene che i cilindri di refrigerante provenissero dalla Cina.

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a cura di Carmine Casale

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DA ASHRAE UNO STUDIO SUI DATA CENTER Un recente studio di Ashrae sull’affidabilità dei Data Center mette in evidenza l’importanza del controllo dell’inquinamento dell’aria al loro interno e l’impatto ambientale dei sistemi in essi installati. Lo studio prende in considerazione l’impatto della contaminazione gassosa (dovuta essenzialmente a O3, NO2 e SO2) combinata con la temperatura e le fluttuazioni dell’alta umidità relativa e della corrente elettrica sull’IT, Information Technology, del Centro, relativamente alla corrosione dei materiali in rame e argento impiegati. Ashrae ha emesso delle raccomandazioni, 1755-RP, sui limiti di temperatura e umidità relativa basati sulla regola che i materiali dell’involucro, rame e argento, presentino uno spessore di corrosione non superiore a 300 Å per il rame e 200 Å per l’argento. Sono esaminati anche altri fattori per cui il rapporto suindicato va tenuto in massima considerazione.

CELLE SOLARI TERMORADIATIVE CHE FUNZIONANO DI NOTTE Celle termoradiative per generare energia di notte. Un team di ricercatori dell’Università della California a Davis ha sviluppato dei dispositivi fotovoltaici che, puntati verso il cielo in un’area calda, generano energia emettendo luce infrarossa proprio a causa della loro temperatura, se è mantenuta maggiore di quella ambiente. Mentre una cella fotovoltaica assorbe la luce solare generando un differenziale elettrico che permette un flusso di corrente, in questo nuovo dispositivo, denominato cella termoradiativa, si procura una luce che viene invece emessa di notte. Questa emissione crea un differenziale che, anche se opposto al primo, provoca comunque un flusso di corrente. I materiali utilizzati nella costruzione della cella sono diversi ma il fenomeno rende possibile la produzione di energia per tutte le 24 ore della giornata. Per generare la luce necessaria alla cella termoradiativa da emettere verso il cielo durante il buio, gli sperimentatori al momento utilizzano il calore generalmente rigettato dai motori elettrici.

L’IMPEGNO PER UNA CATENA DEL FREDDO SOSTENIBILE Dopo la Dichiarazione di Roma sottoscritta da 76 Paesi sulla necessità di creare una catena del freddo sostenibile e il Memorandum d’Intesa tra UNEP, United Nation Environment Program, e IIR, sono state intraprese diverse azioni concrete al riguardo. Innanzitutto, sono stati pubblicati in francese e spagnolo cinque documenti, scaricabili dal sito IIR, relativi al verbale dell’intesa; una nota informativa sul ruolo globale della refrigerazione nel settore dell’alimentazione è stata anche pubblicata questo mese ed è disponibile per tutti i soci IIR; inoltre, si è definito di indire diversi workshop tra i partner dell’ONU, quali UNEP, UNIDO, FAO e altri. Infine l’Associazione Francese del Freddo con altre organizzazioni professionali e il Ministero dell’Agricoltura (francese) ha già tenuto a Parigi, lo scorso 7 gennaio, un meeting sui “proponimenti per la refrigerazione per l’alimentazione” concordando sulla necessità di nuovi e maggiori investimenti nel settore.


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REFRIGERATION WORLD NUOVO MATERIALE ELASTOCALORICO PER IL RAFFREDDAMENTO Un team internazionale di ricerca dell’Università del Maryland, U.S.A., ha sviluppato un nuovo materiale elastocalorico per il raffreddamento, molto efficiente, friendly per l’ambiente che potrà essere facilmente prodotto per la commercializzazione. Si tratta di una lega di nickel e titanio usata per formare un materiale che sottoposto a compressione e rilascio emette o assorbe calore latente. Il settore del raffreddamento da oltre 150 anni utilizza refrigeranti ad alto GWP; questa alternativa potrebbe costituire una soluzione ecologica. L’unico fattore ancora da studiare o mettere a punto è l’isteresi indotta nel materiale dai cicli di funzionamento che produce affaticamento o perfino rottura dello stesso. Dettagli in scitechdaily.com.

UNA GUIDA PER LA MANIPOLAZIONE DEI REFRIGERANTI INFIAMMABILI Asercom, l’associazione dei costruttori di compressori, mette a disposizione degli interessati una versione in italiano della guida per la manipolazione dei refrigeranti infiammabili. Questi refrigeranti richiamano sempre più l’attenzione dei costruttori di componenti d’impianto per il loro impatto molto ridotto sul riscaldamento globale, ma la loro movimentazione, manipolazione e manutenzione presenta seri rischi per gli inesperti. La guida intende superare un allarmante livello di incertezza tra gli impiantisti, operatori e manutentori di impianti di refrigerazione commerciale e condizionamento dell’aria dando tutte le raccomandazioni del caso. La guida è riportata integralmente sul sito asercom.org.

UE, RINNOVABILI IN COSTANTE CRESCITA L’utilizzo di energia rinnovabile in Europa è costantemente sopra il 20%. La Commissione ha pubblicato i dati di Eurostat secondo i quali l’uso di energia rinnovabile nei Paesi UE ha raggiunto

a cura di Carmine Casale

il 21,1% nel 2018. Anche se è solo un piccolo incremento sul 2017, è significativo che la quota si mantenga a livelli sempre più incoraggianti rispetto al 2004 quando superava di poco l’11%. Nel campo HVACR l’utilizzo di energia rinnovabile tocca il 27% per le pompe di calore. Nel totale, il livello più alto è registrato in Svezia, che vanta il 65,4% di rinnovabile sul consumo nazionale di energia, seguita dal Montenegro con il 64,5% e la Lituania con il 55,9%. Ai livelli più bassi sono l’Irlanda, 6,5% e i Paesi Bassi, 6,1%. L’Italia è al 19,2% (5,7% nel 2004) contro il 21,8% della Francia, il 13,6% della Germania e il 7,5% del Regno Unito. La Spagna è al 17,4% e la Grecia al 30,2%.

FREDDO SOSTENIBILE, UN EVENTO SPECIALE A BRUXELLES Lo scorso novembre, EPEE, European Partnership for Energy and the Environment, ha pubblicato il suo “Count on Cooling”, un libro bianco contenente 5 punti base per una campagna per il freddo sostenibile. Su questo importante argomento si terrà il 24 marzo presso la Biblioteca Solvay a Bruxelles un evento speciale al quale interverranno le maggiori competenze governative, industriali e associative per dissertare su come il raffreddamento può contribuire a ridurre il livello globale di carbonizzazione sulla base di tre pilastri: l’efficienza energetica, le energie rinnovabili e l’integrazione totale del sistema. Oltre a Janez Potocnik, co-chair dell’International Resource Panel e già Commissario EU e Claude Turmes, Ministro lussemburghese per l’energia, interverranno Brian Motherway, Capo della Divisione Efficienza Energetica dell’Agenzia per l’Energia, Dolf Gielen, Direttore di IRENA Innovation and Technology Center, Ditte Juul-Jørgensen, Direttore generale della Commissione Europea DG Energy e Olivier Biancarelli, Vicepresidente esecutivo di Engie e CEO di Tractebel.


Informazioni dalle aziende

GREEN HYDROGEN GENERATION Baxi inaugura una nuova area per la fornitura di idrogeno autoprodotto per le caldaie in test Non si arresta l’impegno di Baxi S.p.A. verso l’impiego di tecnologie a impatto zero per garantire il comfort abitativo senza alcuna conseguenza per l’ambiente. Un impegno culminato nel  con la messa in funzione a Rozenburg, in Olanda, della prima caldaia domestica premiscelata a idrogeno su progetto interamente ideato e sviluppato dal centro Ricerca e Sviluppo di Baxi. Un’evoluzione, o meglio, una rivoluzione, perché la caldaia di Rozenburg utilizza idrogeno puro prodotto tramite energia rinnovabile, dunque in completa assenza di emissioni impattanti sul clima (no CO e no CO). Conforme al regolamento europeo EU /, con validazione dell’ente notificato tedesco DVGW, la caldaia a idrogeno di Baxi è il risultato di anni di studi e perfezionamenti condotti presso il laboratorio di ricerca interno, qualificato e certificato da importanti enti internazionali. Ed è qui, dove da tempo si testano i prototipi funzionanti a idrogeno puro e a miscele con gas naturale, che prende il via la seconda fase della rivoluzione green di Baxi S.p.A. e di BDR Thermea Group: nello stabilimento bassanese è stato infatti attrezzato un locale esterno dedicato ad accogliere le apparecchiature necessarie per il processo di elettrolisi per la trasformazione di energia elettrica in idrogeno. “Un caso concreto in Italia”- annuncia Alberto Favero, Direttore Generale di Baxi S.p.A- “che dimostra la fattibilità del processo di trasformazione di energia solare in energia termica per il riscaldamento abitativo attraverso l’utilizzo di idrogeno come vettore a zero emissioni. L’idrogeno prodotto è utilizzato per lo sviluppo e la validazione dei prodotti attraverso test prestazionali e prove di vita accelerate. Energia rinnovaAlberto Favero, bile a zero emissioni, dunque, in linea con Direttore Generale Baxi SpA le prospettive Europee e l’impegno conosciuto come il ‘Green Deal’ ”. “Con questo nuovo passo continua il cammino pionieristico nell’applicazione dell’idrogeno al comfort abitativo” afferma Andrea Manini, Innovation Director di BDR Thermea Group, che prosegue: “e non ci fermeremo: siamo già pronti con ulteriori dimostrazioni reali di applicabilità di utilizzo della tecnologia sviluppata. BDR Thermea Group presta grande attenzione Andrea Manini, alla decarbonizzazione e agli obiettivi preInnovation Director visti dall’Europa, che sta spingendo tutti gli di BDR Thermea Group stati membri ad adoperarsi per la trasformazione energetica a impatto zero per la salvaguardia dei cambiamenti climatici. È una sfida che onoriamo dal , anno in cui abbiamo avviato strategicamente lo sviluppo della tecnologia per la caldaia premiscelata a idrogeno”.

In realtà la sensibilità di Baxi verso l’ambiente e l’uso sostenibile delle risorse naturali parte molto prima, fondendosi con il suo DNA di azienda eticamente e socialmente responsabile. Un’importante conferma arriva già nel , quando Baxi anticipa il mercato con i primi sistemi ibridi integrati, sistemi intelligenti in grado di soddisfare gli specifici fabbisogni di energia, a prescindere dalla temperatura di mandata richiesta (es. zone miste) e dalle condizioni climatiche esterne, scegliendo tra le diverse fonti disponibili: sole, aria e gas. In caso di condizioni climatiche avverse, nelle quali l’apporto da fonte rinnovabile non è sufficiente per coprire i fabbisogni, il sistema fa intervenire la caldaia a gas a condensazione. Il comfort (in sanitario, in riscaldamento e in raffrescamento per la climatizzazione estiva, grazie alla pompa reversibile) viene dunque garantito durante tutto l’anno e nel modo più efficiente. Sempre perseguendo la sua missione green, in seguito Baxi ha introdotto la tecnologia in pompa di calore aria acqua splittata inverter, monoblocco inverter e monoblocco on-off. I modelli splittati sono destinati ad installazioni in piccole abitazioni di nuova concezione e possono essere in versione con integrazione elettrica o di caldaia; i modelli monoblocco hanno taglie sia per applicazioni residenziali che per contesti condominiali e commerciali. Coerente con l’obiettivo di proporre solo soluzioni che garantiscano il massimo comfort nel pieno rispetto dell’ambiente, Baxi offre anche un’ampia gamma di collettori solari che sfruttano fonti rinnovabili quali l’energia solare. Esempio concreto, tra i tanti, della volontà di Baxi di produrre a impatto zero, l’installazione nel  di un impianto fotovoltaico ad alta efficienza di ben . mq sul tetto dello stabilimento di Bassano del Grappa. Impianto che, con una potenza di  kW, consente alla green factory di ottenere il % dell’energia necessaria per produrre le circa . caldaie al giorno, evitando così di immettere nell’atmosfera oltre  tonnellate di CO annue. Energia che da oggi verrà utilizzata anche per l’autoproduzione di idrogeno.


Normativa

Efficienzaenergetica: attuazione della EED II

Le novità introdotte dallo Schema di decreto legislativo finalizzato a recepire in Italia le disposizioni contenute nella Direttiva Ue sull’efficienza energetica n. 2018/2002 L.A. Piterà*

I

L  FEBBRAIO è stato presentato alla Presidenza

del Consiglio dei Ministri lo “Schema di decreto legislativo recante attuazione della direttiva (UE) 2018/2002 che modifica la direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica” che, una volta approvato, modificherà il D.Lgs.  del  e smi al fine di adeguarlo e integrarlo sulla base delle novità introdotte dalla nuova Direttiva, che nel seguito è indicata come EED II, e dal Regolamento delegato (UE) /. In generale, lo Schema di decreto: • estende l’obbligo di risparmio energetico al periodo tra il ° gennaio  e il  dicembre , con possibilità di rimodulazione nel , prevedendo che vengano realizzati i nuovi risparmi annui di energia finale fissati nel PNIEC, pari ad almeno lo ,% dei consumi medi di energia finale nel periodo -. Inoltre, chiarisce le modalità di calcolo del volume dei risparmi energetici, rimandando per maggiori informazioni alla relazione elaborata dal MiSE e allegata al PNIEC; • prevede che gli obiettivi di risparmio energetico imposti siano raggiunti tramite regimi obbligatori di efficienza energetica e misure alternative, fornendo di conseguenza maggiore flessibilità; • estende lo stanziamento di risorse del Programma per la riqualificazione energetica degli edifici della Pubblica Amministrazione Centrale, anche noto come PREPAC, fino al , incrementando da  fino a  milioni annui la quota derivante dai proventi delle aste CO; • integra le prescrizioni per la misurazione e la fatturazione dei consumi energetici, prevedendo

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#61

l’impegno di contatori e sotto-contatori leggibili da remoto a partire dal  ottobre ; tale obbligo è esteso anche ai dispositivi esistenti entro il ° gennaio . Chiarisce quali siano i requisiti in materia di informazioni agli utenti legate ai propri consumi per riscaldamento, raffrescamento e produzione di acqua calda sanitaria per uso domestico. Modifica inoltre la definizione di sistema di contabilizzazione: “sistema tecnico che consente la misurazione dell’energia termica o frigorifera fornita alle singole unità immobiliari (utenze) servite da un impianto termico centralizzato o da teleriscaldamento o teleraffreddamento, ai fini della proporzionale suddivisione delle relative spese. Sono ricompresi nei sistemi di contabilizzazione i dispositivi atti alla contabilizzazione indiretta del calore, quali i ripartitori dei costi di riscaldamento e i totalizzatori”; • prescrive che il GSE aggiorni una valutazione globale del potenziale della cogenerazione ad alto rendimento e del teleriscaldamento e teleraffredamento efficienti, sulla base delle nuove indicazioni fomite nel Regolamento delegato (UE) /. Sulla scorta dell’esperienza maturata a partire dalla pubblicazione del D.Lgs.  nel  e in vista degli obiettivi al , lo Schema di decreto prevede le seguenti modifiche: • la realizzazione di un sistema informativo per la gestione dei progetti e la ridefinizione delle attività di monitoraggio dei consumi annui della PA, sfruttando il Sistema Informativo Integrato; • la eliminazione dell’esenzione della diagnosi per le imprese dotate di schemi EMAS e di Certificazioni

ISO , in quanto non rilevanti ai fini energetici, ferma restando l’esenzione per le grandi imprese che hanno adottato schemi di gestione conformi alla norma ISO . Come conseguenza di ciò, ISPRA perderà il

Il D.Lgs. 102 del 2014 fu emanato per recepire le prescrizioni previste dalla Direttiva sull’efficienza energetica 2012/27/UE (EED) non previste dalla legislazione nazionale vigente all’epoca. Nel 2016, al fine di sanare una procedura di infrazione che ha interessato le disposizioni di recepimento della EED, è stato emanato il D.Lgs. n. 141 del 2016, che ha modificato e corretto il D.Lgs. 102. I riferimenti legislativi che dal 2014 hanno modificato e integrato il D.Lgs. 102/14 sono i seguenti: • Avviso di rettifica in G.U. 24/07/2014, n. 170; • L. 11/11/2014, n. 164; • L. 25/02/2016, n. 21; • D. L.vo 18/07/2016, n. 141; • L. 27/02/2017, n. 18; • L. 27/02/2017, n. 19; • L. 27/12/2017, n. 205. Si ricorda che nell’area normativa del sito AiCARR è possibile scaricare (per i soli Soci) il Testo Coordinato del D.Lgs. 102 e smi.


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proprio ruolo nella verifica delle diagnosi ed ENEA sarà confermata nel ruolo di ente che cura la conservazione delle Diagnosi Energetiche inviate. È inoltre previsto un inasprimento del regime sanzionatorio: in caso di inadempimento della diffida a eseguire le diagnosi energetiche entro novanta giorni, sarà applicata una sanzione amministrativa pecuniaria da . a . euro. Se nell’intervallo di tempo che intercorre tra una diagnosi e la successiva non venisse attuato almeno uno degli interventi di efficienza individuati dalle diagnosi o, in alternativa, non venissero adottati sistemi di gestione conformi alle norme ISO , si è soggetti a una sanzione amministrativa pecuniaria da . a . euro; • assimilazione della figura dell’auditor energetico a quella di Esperto in Gestione dell’Energia, EGE: “esperto in gestione dell’energia (EGE) o auditor energetico: persona fisica che opera con certificazione secondo la norma UNI 11339 e che, tra l’altro, segue diagnosi energetiche”; • ridefinizione e rinnovo fino al  dell’affidamento a ENEA del compito di sviluppare fino al  il Piano di formazione e informazione per promuovere e facilitare l’efficienza energetica, prevedendo il coinvolgimento di soggetti altamente qualificati nel campo della comunicazione e dell’informazione e incrementando la dotazione per le attività di comunicazione; • introduzione della possibilità per il MiSE di valorizzare le risultanze delle diagnosi energetiche presso le imprese nell’ambito del Fondo nazionale per l’efficienza energetica e più in generale di incrementare l’investimento di capitali nel settore dell’efficienza energetica. È interessante capire come evolverà l’assimilazione della figura dell’auditor energetico (UNI, ) nella figura dell’EGE (UNI, ), in quanto, seppur simili, i due profili professionali sono sostanzialmente differenti: l’auditor energetico possiede competenze specifiche relative allo svolgimento delle sole diagnosi energetiche, mentre l’EGE ha competenze multisettoriali, tra cui la possibilità di gestire i TEE. L’Osservatorio Normativo di AiCARR sta predisponendo una serie di commenti per portare le proprie posizioni a livello normativo, presso il CTI, e politico, attraverso audizioni presso la Commissione Industria del Senato e la Commissione delle attività produttive della Camera, appena saremo tornati alla normalità.  * Luca A. Piterà, Segretario Tecnico di AiCARR

BIBLIOGRAFIA

∙ UNI. 2009. Gestione dell’energia – Esperti in gestione dell’energia – Requisiti generali per la qualificazione. Norma UNI CEI 11339. Milano: Ente Italiano di Normazione. ∙ UNI. 2015. Diagnosi energetiche – Parte 5: Competenze dell’auditor energetico. Norma UNI CEI EN 16247-5. Milano: Ente Italiano di Normazione.

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#61

LE NOVITÀ INTRODOTTE DALLA DIRETTIVA 2018/2002

La Direttiva si fonda sul principio “l’efficienza energetica al primo posto”, prevedendo un innalzamento del target di risparmio energetico a livello comunitario entro il 2030 al 32,5%. Le modifiche introdotte dalla EED II, che di fatto interessano sia l’attuale obbligo (2014-2020), sia quelli futuri (2021-2050) sono le seguenti: • prolungamento e rimodulazione dell’obbligo di risparmio energetico fino al 2030 e aggiornamento dei regimi obbligatori e delle misure alternative di efficienza energetica, dei metodi e dei principi comuni di calcolo e degli obblighi di pianificazione e comunicazione. L’obbligo in questione é già stato quantificato e inserito dall’Italia nel Piano Nazionale Integrato Energia e Clima, il PNIEC, tra gli obiettivi energetico-ambientali nazionali al 2030; • introduzione di nuove disposizioni in materia di contabilizzazione e fatturazione dell’energia termica, in parte differenziate rispetto alla fatturazione dell’energia elettrica e del gas. In particolare, la Direttiva promuove la fatturazione dell’energia termica basata sul consumo effettivo, approfondendo i temi di contabilizzazione dei consumi e ripartizione delle spese in ambito condominiale, nonché la chiarezza e la completezza delle informazioni fornite quale strumento per stimolare i consumatori a svolgere un ruolo attivo nel diminuire iI consumo energetico per il riscaldamento e il raffrescamento. In aggiunta, il regolamento delegato (UE) 2019/826 ha previsto che gli Stati membri aggiornino le valutazioni riguardo la stima del potenziale per la cogenerazione ad alto rendimento e il teleriscaldamento.

Lo Schema di decreto definisce l’obiettivo nazionale indicativo di risparmio energetico da raggiungere entro la fine dell’anno in corso: 20 milioni di tep in termini di consumi di energia primaria, pari a 15,5 milioni di tep di energia finale, conteggiati a partire dal 2010, in coerenza con la SEN. Per quanto riguarda il contributo indicativo di efficienza energetica al 2030 notificato alla Commissione europea fa riferimento quanto previsto dal PNIEC. Lo Schema di decreto aggiorna anche l’Allegato I del D.Lgs. 115 del 2008, che contiene i valori di conversione del tenore di energia di una serie di combustibili per il consumo finale, come riportato in Tabella 1. Tabella 1 – Modifiche all’Allegato I del D.Lgs.  del . I valori modificati sono evidenziati in grassetto. Da (Eurostat) Fonte di energia

kJ (NCV)

kgep (NCV)

kWh (NCV)

 kg di carbone

.

,

,

 kg di carbon fossile

. – .

, – ,

, – ,

 kg di mattonelle di lignite

.

,

,

 kg di lignite nera

. – .

, – ,

, – ,

 kg di lignite

. – .

, – ,

, – ,

 kg di scisti bituminosi

. – .

, – ,

, – ,

 kg di torba

. – .

, – ,

, – ,

 kg di mattonelle di torba

. – .

, – ,

, – ,

 kg di olio pesante residuo

.

,

,

 kg di olio combustibile

.

,

,

 kg di carburante (benzina)

.

,

,

 kg di paraffina

.

,

,

 kg di GPL

.

,

,

 kg di gas naturale 

.

,

,

 kg di GNL

.

,

,

 kg di legname (umidità %) 

.

,

,

 kg di pellet/mattoni di legno

.

,

,

 kg di rifiuti

. – .

, – ,

, – ,

 MJ di calore derivato

.

,

,

 kWh di energia elettrica

.

, , 



NOTE: (1) 93% metano. (2) Verificare se si vogliono applicare altri valori in funzione del tipo di legname maggiormente utilizzato. (3) Il valore di riferimento è aggiornato con apposito provvedimento dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas al fine di tener conto dell’efficienza media di produzione del parco termoelettrico. (4) Il fattore di conversione di 1 kWh di energia elettrica è applicabile quando i risparmi energetici sono calcolati in termini di energia primaria utilizzando una metodologia “bottom-up” basata sul consumo di energia finale. Per i risparmi di energia elettrica in kWh si applica il coefficiente definito con un metodo trasparente sulla base delle circostanze nazionali che incidono sul consumo di energia primaria, al fine di garantire un calcolo preciso dei risparmi concreti. Tali circostanze sono corroborate, verificabili, nonché basate su criteri obiettivi e non discriminatori. Per i risparmi di energia elettrica in kWh si applica un coefficiente diverso sulla base di 2,1 fatta salva la possibilità di definire un coefficiente diverso sulla base di idonea motivazione. A tale riguardo, si tiene conto dei mix energetici inclusi nel PNIEC.


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Speciale COVID-19

Sistemi HVAC e

coronavirus: facciamo chiarezza La drammatica emergenza che stiamo vivendo impone la diffusione di informazioni quanto piÚ certe e autorevoli in tutti gli ambiti coinvolti, che sono tanti e diversi, e che destano in qualche modo preoccupazione. Come è facilmente intuibile, anche gli impianti di climatizzazione e di condizionamento sono stati messi sotto esame. Possono essere considerati un veicolo di trasmissione del virus? Come dovrebbero essere gestiti per limitare il rischio di contagio? Andrebbe effettuata una manutenzione straordinaria? Queste sono soltanto alcune delle domande a cui abbiamo cercato di rispondere affidandoci al parere degli esperti e che siamo lieti di riportarvi in questo speciale dedicato al Covid-19 A cura della Redazione

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Speciale COVID-19

Il parere dell’esperto*

LA TRASMISSIONE DEL VIRUS COME PARTICELLA AERODISPERSA: I RISCHI NEGLI AMBIENTI INDOOR L’aerosol, o polveri aerodisperse, è definito come l’insieme di particelle solide e liquide disperse in un fluido, tipicamente aria. Le dimensioni di interesse di queste particelle, ai fini di un possibile impatto sulla salute umana, variano da 10 µm (cioè la dimensione più grande in grado di penetrare e depositarsi nell’apparato respiratorio) fino a qualche nm. Questa grande variabilità nelle dimensioni, pari a tre ordini di grandezza, ha portato gli studiosi del settore a classificare le polveri aerodisperse in diverse classi dimensionali, tra le quali il PM10 (concentrazione in massa di polveri di diametro aerodinamico inferiore a 10 µm), il PM2,5 o polveri fini (concentrazione in massa di polveri di diametro aerodinamico inferiore a 2,5 µm) e le polveri ultrafini o nanoparticelle (concentrazione in numero di polveri di diametro inferiore a 100 nm). In realtà, è sufficiente considerare la contemporanea presenza in aria di particelle supermicrometriche e submicrometriche: le prime si caratterizzano in base alla massa presente per unità di volume, per le seconde si assume come metrica di riferimento la concentrazione in numero. Oltre a ciò, queste particelle si differenziano fortemente anche per la dinamica in aria: le particelle supermicrometriche sono soggette alla gravità, alla sedimentazione gravitazionale, mentre per le submicrometriche la maggiore “forzante” rimane la diffusione, ovvero la differente concentrazione in ambiente. Questi due mondi così lontani (se facessimo diventare una particella nanometrica grande come una pallina da golf, la particella micrometrica diventerebbe grande come il Colosseo di Roma…) richiedono spesso competenze diverse e molto specifiche. Sorgenti tipiche di particelle micrometriche, riconducibili a processi meccanici, sono diverse da quelle submicrometriche, che sono dovute a processi di combustione.

Per gli studiosi di inquinamento dell’aria è quindi importante caratterizzare l’aerosol di una sorgente così come l’ambiente nel quale si disperdono le particelle. Tra le “atmosfere” disperdenti, un caso molto particolare è quello degli ambienti interni. In presenza di una sorgente di aerosol in un ambiente interno la concentrazione delle polveri tende ad assumere valori molto più elevati e per tempi molto più lunghi rispetto a quanto accadrebbe negli ambienti aperti, a causa della ridotta ventilazione. Una persona può essere ritenuta una sorgente di particelle liquide emesse durante i diversi atti respiratori: respirazione orale e nasale, vocalizzazione, starnuti, colpi di tosse. La caratterizzazione di questo tipo di aerosol ha portato a distinguere due tipi di regioni: la regione in prossimità del soggetto, compresa tra 1 e 3 m, all’interno della quale ricadono per gravità le particelle più grandi, e quella più esterna, nella quale le particelle più piccole sono libere di diffondere. Nel caso di un soggetto contagioso, ogni gocciolina porterà con sé un carico virale che si disperderà secondo le note leggi della termodinamica. Quindi negli spazi confinati non sufficientemente areati le particelle “virali” tenderanno a saturare l’ambiente rendendo di fatto non sufficiente l’adozione di una distanza di sicurezza, ma necessaria una corretta ventilazione del locale con un numero adeguato di ricambi orari. Per questo motivo, la strategia di riduzione del rischio negli ambienti confinati dovrebbe basarsi sia sul distanziamento tra soggetti per evitare il contagio del virus attraverso le particelle più grandi, che nell’adozione di idonee tecniche di ventilazione. * Giorgio Buonanno, Università degli Studi di Cassino

Il parere di AiCARR**

IL RUOLO FONDAMENTALE DEGLI IMPIANTI HVAC

AiCARR ha ritenuto doveroso contribuire alla battaglia contro la diffusione del SARS-CoV2-19 per quanto di sua competenza. In particolare, ha ritenuto innanzitutto di far chiarezza su un punto fondamentale: nella letteratura scientifica non c’è traccia di SARS dovuta agli impianti di condizionamento e l’infezione da coronavirus è una SARS. Una certezza che tutti abbiamo è che uno dei meccanismi di diffusione del virus è quello diretto: il virus viene trasportato nell’aria dalle goccioline emesse dalle persone contagiate, anche semplicemente con il respiro, e dalle polveri, dal PM10 al nano particolato, così come ben espresso dal prof. Buonanno nel suo contributo. Quindi, dal momento che la semplice aerazione non è sufficiente a garantire una corretta ventilazione degli ambienti in cui c’è rischio o reale presenza del virus, gli impianti di condizionamento giocano un ruolo fondamentale. Per tutti questi motivi AiCARR ha già pubblicato due documenti: il primo, di carattere generale, è riportato di seguito. Il secondo, di carattere strettamente tecnico,

è un protocollo per minimizzare il potenziale rischio da diffusione del SARS-CoV2-19 negli impianti HVAC esistenti ad esclusione degli impianti speciali, quali ad esempio quelli a servizio degli ambienti ospedalieri e sanitari, le camere bianche e i laboratori. Si tratta di un documento che potrebbe essere più volte aggiornato, per cui abbiamo preferito non riportarlo in queste pagine. Il terzo documento, in preparazione, riguarda la gestione degli impianti nelle strutture sanitarie. Sul sito AiCARR sono disponibili anche i documenti rilasciati da REHVA e da ASHRAE su questo tema. L’auspicio è che questi documenti riescano a fare chiarezza in una situazione in cui media e social diffondono notizie e documenti spesso non corretti, con la conseguenza che i cittadini si trovano spesso a prendere decisioni sulla base di informazioni che talvolta non hanno alcun fondamento tecnico-scientifico. ** Francesca Romana d’Ambrosio, Presidente di AiCARR

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Speciale COVID-19

Gli impianti e la diffusione del SARS-CoV2-19 nei luoghi di lavoro Il  febbraio  l’OMS ha pubblicato il documento di orientamento “Preparare il posto di lavoro per COVID-” []. AiCARR vuole integrare questa guida con alcuni aspetti riguardanti il funzionamento degli impianti di ventilazione e condizionamento dell’aria.

Premessa Il SARS-CoV- è un virus che si ritiene sia trasmissibile da persona a persona con tre modalità: 1. per contatto ravvicinato e diretto con una persona infetta; 2. per inalazione di goccioline liquide prodotte dalla persona infetta; 3. tramite contatto con superfici contaminate dal virus []. Ai fini delle modalità di trasmissione è determinante il fatto che le persone infette tossendo, starnutendo, parlando e respirando emettono goccioline di liquido infettate con il virus, che possono: • depositarsi sulle superfici vicino alla persona infetta e quindi essere poi riprese da chi tocca tali superfici (contatto indiretto); • essere inalate da chi si trova vicino alla persona infetta o in un ambiente contaminato. Il contatto diretto con le secrezioni respiratorie sembra essere, in queste situazioni, la principale

via di trasmissione; a oggi le fonti ufficiali [] non riportano alcuna evidenza della possibile trasmissione per via aerea (bio-aerosol) []. AiCARR ritiene opportuno dare alcune indicazioni sulla corretta gestione degli impianti di ventilazione e climatizzazione esistenti per ridurre al minimo i potenziali rischi di trasmissione dell’infezione.

La ventilazione e la possibilità di infezione In ogni caso, per minimizzare gli effetti della presenza di una persona infetta nel luogo di lavoro, AiCARR consiglia di ridurre il livello di occupazione degli ambienti passando, ad esempio, da una persona per  m a una ogni  m, in modo da ridurre l’eventuale possibile contaminazione aerea. Considerato che l’aria esterna non è normalmente contaminata dal virus, AiCARR consiglia di areare frequentemente gli ambienti non dotati di ventilazione meccanica; se negli ambienti sono presenti impianti di ventilazione che forniscono aria di rinnovo, AiCARR suggerisce di tenerli sempre accesi ( ore su ,  giorni su ) e di farli funzionare alla velocità nominale o massima consentita dall’impianto per rimuovere le particelle sospese nell’aria (l’aerosol) e contenere la deposizione sulle superfici.

La ventilazione meccanica e la filtrazione dell’aria possono avvenire tramite impianti dedicati (di sola ventilazione), o tramite impianti di climatizzazione (impianti misti ad aria primaria e impianti a tutt’aria); la diluizione con aria esterna e i filtri ad elevata efficienza riducono la presenza di particolato e di bio-aerosol contribuendo in tale maniera alla riduzione dei rischi di contagio. AiCARR consiglia di valutare sempre l’opportunità o la necessità di chiudere le vie di ricircolo e di evitare che l’aria immessa sia contaminata da quella estratta o espulsa dagli ambienti.

L’igienizzazione straordinaria degli impianti e delle condotte aerauliche Allo stato non ci sono evidenze in base alle quali risulti indispensabile provvedere in modo generalizzato a interventi straordinari di igienizzazione degli impianti. Si consiglia che gli interventi di manutenzione e igienizzazione, qualora effettuati, seguano sempre procedure ben definite e siano eseguiti da personale qualificato, dotato di idonei Dispositivi di Protezione Individuali. Qualunque intervento effettuato in modo scorretto e/o senza l’utilizzo di DPI potrebbe avere come risultato non la riduzione, ma l’incremento dei rischi. Milano, 13 marzo 2020

BIBLIOGRAFIA

Figura 1 – L’OMS ha segnalato quale principale meccanismo di esposizione al virus quello del contatto diretto o indiretto con le secrezioni respiratorie (goccioline) di una persona infetta (colore arancione); in azzurro è indicato il meccanismo dell’aerotrasporto di goccioline contaminate che non è ad oggi evidenziato dalle fonti ufficiali (figura adattata da quella fornita da Francesco Franchimon)

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[1] WHO, 2020, “Getting your workplace ready for COVID-19”, World Health Organization. [2] WHO, 2020, “Water, sanitation, hygiene and waste management for COVID-19. Technical Brief 3 March 2010”, World Health Organization. [3] CDC, 2019, “Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities”, U.S. Department of Health and Human Services Centers for Disease Control and Prevention (CDC) Atlanta, GA 30329.


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Speciale COVID-19

Gli impianti di climatizzazione e il rischio di contagio I terminali degli ambienti vanno spenti o possono essere tenuti accesi? Alcune ipotesi sul SARS-CoV-2-19 partendo dal caso della comune influenza

M. Vio*

S

UL TEMA DEL FUNZIONAMENTO degli impianti durante

l’emergenza dovuta alla diffusione del SARSCoV-, noto come Coronavirus, AiCARR ha già pubblicato due documenti, entrambi disponibili sul sito dell’Associazione: il primo [], pubblicato anche in questo stesso numero della rivista, riporta una sintetica descrizione delle modalità di diffusione del virus e affronta in termini generali la problematica degli eventuali rischi dovuti agli impianti. Il secondo [] enfatizza come la cosa più importante sia aumentare al massimo la portata di aria esterna di rinnovo e propone delle soluzioni per le varie tipologie degli impianti esistenti, ad esclusione degli impianti speciali, quali ad esempio quelli a servizio degli ambienti ospedalieri e sanitari, le camere bianche e i laboratori. Qui si vuole rispondere a una domanda comune in questi giorni: i terminali degli ambienti vanno spenti o possono essere tenuti accesi, dando qualche spunto di riflessione a partire da una malattia molto conosciuta, la comune influenza, cui il CoV- può essere paragonato per similitudine, pur con tutte le dovute cautele [].

Premessa In questi giorni si legge e si sente di tutto. C’è

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#61

chi confonde il SARS-CoV- con la legionella, che come ben noto a tutti è invece un batterio che prolifica in acqua in certe condizioni, e chi accusa gli impianti di diffondere il contagio. In ogni caso, si sta assistendo a una demonizzazione degli impianti che non ha ragione di essere. Ad esempio, il paziente uno fu inizialmente ricoverato in terapia intensiva non per infettivi, perché si pensò avesse solo una polmonite. Le terapie intensive lavorano in sovrapressione, per garantire la qualità dell’aria necessaria per i pazienti, e l’aria tende a migrare altrove; nei reparti infettivi invece, ci sono zone in depressione per impedire all’aria contaminata di uscire, diffondendo il contagio. In realtà, gli impianti di climatizzazione, se usati correttamente, non sono fattori di incremento del rischio di contagio. In generale, per gli impianti esistenti, ad esclusione degli impianti speciali, così come considerati nel documento AiCARR [], valgono le seguenti considerazioni: 1) nelle residenze: ⚬ se non c’è nessun contagiato in casa, non c’è presenza di virus, quindi l’accensione dell’impianto termico e di quello di climatizzazione non influisce in alcun modo sul rischio di contagio;

⚬ se c’è un contagiato in casa, è la sua presenza a determinare il rischio, che non aumenta a causa dell’accensione dell’impianto; le persone presenti nell’appartamento devono prendere tutte le precauzioni del caso, quanto a protezioni personali e comportamenti. I locali devono essere il più possibile ventilati; in assenza di impianto VMC con portata d’aria esterna sufficiente, bisogna aerare mantenendo le finestre aperte il più possibile. In questo caso l’utilizzo o meno dell’impianto è solo un problema di opportunità relativamente alla temperatura da mantenere in ambiente: sarà un medico a dover decidere che fare; ⚬ bisogna tutelare le persone deboli, in primo luogo gli anziani. È inutile non farli uscire per poi aggravare la loro situazione con temperature troppo alte in estate o troppo basse in inverno nelle abitazioni, soprattutto quelle piccole e anguste. Gli impianti vanno quindi utilizzati per


Speciale COVID-19

non creare ulteriori stress a una popolazione già provata da lunghi periodi di quarantena. 2) nelle attività lavorative ancora aperte: ⚬ gli impianti devono assolutamente funzionare per limitare lo stress di chi continua a lavorare e ridurre la probabilità di contagio. La gestione degli impianti va fatta secondo le indicazioni riportate nel documento AiCARR [].

La diffusione del virus negli ambienti interni Partendo dal documento [], riportato nella pagina precedente, una persona va sempre considerata come una sorgente di polveri []. Una persona infetta, attraverso la respirazione, il parlato, gli starnuti e i colpi di tosse, emette goccioline contenenti il virus. Le dimensioni delle goccioline più piccole, che formano il bio-aerosol, sono dell’ordine di qualche decina di nanometri. L’aerosol si forma perché le goccioline evaporano e in ambiente rimangono delle minuscole particelle che portano con sé la carica virale. Date le dimensioni, queste particelle non sono soggette alla gravità e si diffondono nell’aria. Qui di seguito, per non commettere errori dovuti alla scarsa conoscenza del CoV-, si ragionerà come se l’infezione derivasse da una comune influenza, le cui caratteristiche sono ben note e modellate da tempo. La prima cosa da stabilire è il numero delle cariche virali elementari presenti in ambiente via aerosol, 1

perché il rischio di contrarre il virus è tanto maggiore quanto maggiore è tale valore. Una carica virale elementare è definita come il nucleo di una gocciolina trasportata dall’aria in grado di causare l’infezione delle persone suscettibili al virus con una probabilità del %; in linguaggio tecnico-scientifico è detta quantum. Con persone suscettibili al virus si intende quanti non sono né vaccinati né immuni per altri motivi. Quindi, la prima grande differenza tra l’influenza e il CoV- sta proprio nel numero di persone suscettibili, perché non c’è vaccino né immunità di gregge, essendo un virus nuovo. Un’influenza normale colpisce ogni anno tra l’% e il % della popolazione italiana, ma il CoV- può potenzialmente colpire una percentuale molto superiore. Il numero complessivo delle cariche virali elementari nel tempo t, Nt, è dato dalla relazione (Knibbs et al., ): qI qI Nt = + �N0 - � e-nt () n n dove: Iqp q = numero di cariche virali elementari prodotte N tV n R =1per oraeda una persona infetta: vale indicativamente  per l’influenza, ma può variare �Tp +τ� Nt -Iq dt ∫T un soggetto da  per in fase iniziale fino a  V R =1- e p per fasi acute, h; I = numero di persone infette, adim.; n = tasso di ventilazione, cioè rapporto tra la portata d’aria esterna di rinnovo e il volume dell’ambiente, h; generalmente l’unità di misura utilizzata nel gergo tecnico è volumi/h. t = tempo, h; N = numero di cariche virali elementari presenti all’ora . Una seconda differenza tra l’influenza e il CoV è il numero di cariche virali elementari emesse per ora, superiore nel secondo caso. Sono in corso studi proprio per determinarne il valore, ma ancora non c’è certezza assoluta e questo è uno dei motivi per cui si è deciso di effettuare i calcoli basandosi sulla comune influenza.

Importanza della portata di aria di rinnovo

C’è un punto su cui concordano tutti: la concentrazione di virus va diluita il più possibile aumentando la portata di aria esterna di rinnovo. Negli ambienti interni il mantenimento della distanza di sicurezza di un metro è condizione necessaria ma non sufficiente per non contrarre il coronavirus: bisogna ventilare bene i locali []. Infatti, dalla () si ricava che maggiore è la portata d’aria di rinnovo, maggiore è il tasso di ventilazione, minore è il numero di cariche virali elementari presenti in ambiente, come mostra la Figura . Con un tasso di ventilazione pari a , volumi/h, tipico delle sole infiltrazioni o di rare aperture delle finestre, il numero di cariche virali elementari aumenta in continuazione: dopo  ore si raggiunge quota . Aumentando la portata di aria esterna fino a raggiungere un tasso di ventilazione n =  volumi/h, tipico degli impianti ad aria primaria, il numero di cariche virali elementari dopo  ore e  minuti arriva a  e rimane costante, in quanto il rinnovo dell’aria riesce a diluire progressivamente l’immissione del virus in ambiente fino a stabilizzarla. Aumentando ancora la portata di aria esterna fino a ottenere n =  volumi/h, tipico degli impianti a tutta aria in configurazione free-cooling [], il numero finale di cariche virali elementari dopo  ora e  minuti è , e rimane costante. È impossibile eliminare completamente la presenza di cariche virali elementari in ambiente: un tasso di ventilazione n =  volumi/h, impensabile in un impianto per applicazioni non speciali, ridurrebbe a , il loro numero, che diventerebbe  con n =  volumi/h. A parità di numero di persone infette, di tempo e di tasso di ventilazione, la presenza di cariche virali elementari in ambiente rimane sempre uguale, mentre cambia la concentrazione in funzione del volume dell’ambiente. Come meglio spiegato più avanti, il rischio di contagio è legato alla concentrazione di cariche virali elementari e non al loro numero assoluto, quindi, in emergenza, bisogna innanzitutto limitare la presenza di persone all’interno dei locali, soprattutto se di piccole dimensioni.

Importanza della ventilazione anche nelle ore di chiusura dei locali

Figura 1 – Andamento nel tempo delle cariche virali elementari presenti in ambiente per ogni persona infetta, per diversi valori del tasso di ventilazione

In [] AiCARR suggerisce di lasciare in funzione il rinnovo dell’aria per tutte le  ore del giorno. Potrebbe sembrare una precauzione eccessiva, ma non lo è. La Figura  mostra chiaramente come il numero di cariche virali elementari presenti in ambiente a fine giornata non è mai pari a  in presenza di un contagiato, qualunque sia la quantità di aria esterna immessa. È necessario continuare a ventilare anche quando tutte le persone sono uscite, almeno in questa situazione di emergenza. La Figura  mostra il confronto tra l’andamento nel tempo delle cariche virali elementari per n =  volumi/h e n =  volumi/h, nel caso di una e due persone infette e nell’ipotesi che l’impianto lavori dalle  alle

#61

35


Speciale COVID-19 . Con la presenza di una sola persona infetta, per raggiungere un valore di cariche virali elementari N =  bastano circa , ore con n =  volumi/h e circa  ore con  volumi/h. Il tempo aumenta se raddoppiano le persone infette all’interno del locale, diventando rispettivamente , ore e  ore. Si ricorda che i diagrammi presentati sono validi per l’influenza, non per il SARS-CoV-, che produce un numero superiore di cariche virali elementari. È quindi consigliabile non interrompere mai l’immissione di aria esterna nelle attuali condizioni di emergenza.

Probabilità di contrarre il virus nel caso l’infettato rimanga negli ambienti per tutta la durata del loro tempo di utilizzo Il rischio di contrarre il contagio riguarda solo le persone suscettibili al virus, cioè quelle non vaccinate e non immunizzate per altri motivi. Come detto, il numero di soggetti interessati è relativamente basso nel caso della comune influenza e molto più alto nell’emergenza del CoV-, motivo per cui la quarantena è fondamentale. Il rischio R di contrarre il virus per inalazione attraverso la respirazione è proporzionale alla sua concentrazione in ambiente. Se l’infettato rimane sempre all’interno dell’ambiente per tutta la durata del tempo di utilizzo del locale, si può usare una formula semplificata (Knibbs et al, ):

R =1- e-

IqpN t nV

()

dove: I = numero di persone infette, adim.; q = portata di aria media per respirazione di una persona, fissata a , mh; pN = numero di cariche virali elementari prodotti da una persona infetta in  ora, pari a  per l’influenza, h; t = tempo, h; V = volume dell’ambiente, m; n = tasso di ventilazione, definito in precedenza, h o volumi/h. La Figura  mostra il confronto tra le percentuali di rischio di contagio in un ambiente di  m e uno di . m, nel caso di n =  volume/h e n =  volumi/h, con la presenza di una persona infetta per tutto il tempo di utilizzo del locale. All’aumentare del volume, c’è una maggiore dispersione delle cariche virali elementari per cui il rischio di contagio diminuisce. Va tenuto presente che comunque il rischio di contagio aumenta sempre, anche se il numero di cariche virali elementari presenti in ambiente si stabilizza: questo aspetto sarà chiarito in seguito.

Variazione del rischio di contagio in funzione della tipologia d’impianti: sistemi con ricircolo dell’aria ambiente Sulla base dell’equazione (), il rischio di contagio varia solo con il tasso di ventilazione, quindi con la

36

#61

Figura 2 – Andamento nel tempo delle cariche virali elementari presenti in ambiente per ogni persona infetta, per diversi valori del tasso di ventilazione. Le persone sono presenti dalle  alle : nelle altre ore la ventilazione continua a funzionare portata d’aria esterna immessa: quando aumenta, diminuisce il rischio di contagio. Tuttavia, il calcolo delle cariche virali elementari espresso dall’equazione () riguarda solamente le goccioline più sottili che formano l’aerosol. Le goccioline più pesanti cadono a terra, perché risentono della gravità. Per questo motivo alcuni raccomandano di spegnere almeno i terminali con ventilatori posti a pavimento, perché, a loro dire, potrebbero innescare il movimento delle goccioline sul pavimento, che tornerebbero in sospensione, aumentando di fatto il numero di cariche virali elementari nell’aria. A parere di chi scrive, se anche si innescasse un tale fenomeno, il rischio di contagio verrebbe modificato solo marginalmente. Si deve considerare che: 1) aumentare la portata di aria esterna significa muovere altrettanta aria in ambiente, quindi comunque creare un fenomeno simile a quello descritto: nessuna delle formule di rischio di contagio presenti in bibliografia ne tiene minimamente conto;

2) tutti gli impianti muovono aria: i fan-coil e le unità interne dei sistemi a espansione diretta in funzione della portata del loro ventilatore, le travi fredde per induzione in funzione della quantità di aria esterna immessa, i sistemi radianti per la loro parte convettiva, che può sfiorare il % della potenza nelle configurazioni a soffitto in estate e in quelle a pavimento in inverno; 3) il movimento dell’aria all’interno di un ambiente esiste a prescindere da tutto, perché viene attivato anche dalla sola differenza di temperatura tra le varie superfici; 4) le velocità dell’aria all’altezza del pavimento si mantengono basse, se non nelle immediate adiacenze di terminali posti a pavimento, per cui l’eventuale fenomeno della risospensione è comunque molto limitato.


Speciale COVID-19 100% 90%

RISCHIO DI CONTAGIO

80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0

1

2

3

4

5

6

7

8

6

7

8

ORE n=1 vol/h

n=6 vol/h

100% 90% 80% RISCHIO DI CONTAGIO

Per quanto detto, anche ipotizzando un aumento del % del numero di cariche virali elementari messe in circolo per il fenomeno descritto, con n =  volume/h, tipico degli impianti ad aria primaria, dalla () risulta che il rischio di contrarre il virus passerebbe dal % con terminale spento al ,% in un ambiente con un volume di  m e dal ,% al % in un ambiente da  m: sono aumenti del tutto marginali. Non si capisce perché si dovrebbero chiudere i terminali degli impianti ad aria primaria con solo ricircolo dell’aria ambiente, in quanto si aggraverebbero le condizioni climatiche all’interno del locale e si ridurrebbe il benessere termico degli occupanti a fronte di una eventuale variazione di rischio marginale, di cui non vi è alcun riscontro in bibliografia. Il problema in emergenza non è tanto tenere accesi o spenti i terminali vicini al pavimento, quanto piuttosto limitare il numero di persone all’interno dei locali, soprattutto se di piccola dimensione, e aumentare la portata d’aria esterna. Aumentando del % la portata di aria esterna di rinnovo, il rischio di contagio scende al ,% in un locale da  m, pur considerando l’aumento di cariche virali elementari per il ricircolo, e al ,% nella stessa ipotesi per un locale da  m, come mostrato in Figura . L’aumento di portata di aria esterna di rinnovo pesa molto di più dell’eventuale penalizzazione del ricircolo. Sul primo fenomeno c’è concordanza assoluta, mentre sul secondo non vi è alcuna traccia in bibliografia. In questo momento, in locali non residenziali vi sono solo persone costrette a lavorare per il bene della comunità, già stressate per questo motivo. Per la loro salute mentale, è impensabile chiudere anche gli impianti: i rischi maggiori sono nei contatti personali con gli altri occupanti e soprattutto nell’utilizzo di bagni in comune, altra fonte importante di contagio. Quindi, molto più del funzionamento del ricircolo ambiente dei terminali contano l’aumento della portata dell’aria esterna, la riduzione di persone all’interno degli ambienti, l’uso di sistemi di protezione personali e la sanificazione continua dei locali.

70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0

1

2

3

4

5

ORE n=1 vol/h

n=6 vol/h

Figura 3 – Andamento nel tempo del rischio di contagio nelle  ore di permanenza di una persona infetta, in funzione del volume e del tasso di ventilazione n. In alto, il caso di V =  m, in basso quello di  m

Probabilità di contrarre il virus nel caso l’infettato rimanga negli ambienti per breve tempo È bene verificare quale sia il rischio di contagio se l’infettato entra in un ambiente e ci resta solamente per poco tempo, come può essere il caso di un supermercato, oppure di un ufficio pubblico attualmente aperto. qI qI -nt è diverso per chi lavora Nt =In questo + �Ncaso, e 0 - il�rischio n n nell’ambiente e per le persone che entrano dopo l’infettato e stazionano nel locale per breve tempo. IqpN tV Si deve adottare R =1e- n una formula del rischio più complessa (Gammaitoni et al., ); �Tp +τ�

-Iq ∫T

R =1- e

p

Nt dt V

dove: I = numero di persone infette, adim.;

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#61

()

Figura 4 – Rischio di contagio calcolato con la () dopo  ore di permanenza in ambiente di una persona infetta, in funzione del volume del locale e del tasso di ventilazione n; i valori dei terminali in funzione sono calcolati nell’ipotesi di aumento del % delle cariche virali elementari per un fenomeno di risospensione. È una ipotesi cautelativa, perché di questo non vi è alcuna traccia in bibliografia


Speciale COVID-19 q = portata d’aria media per una persona, fissata pari a , mh; Nt = numero di cariche virali elementari nel tempo t, calcolata secondo l’equazione (), adim.; V = volume dell’ambiente, m;

t = tempo, h; Tp = tempo al momento di ingresso nel locale di ciascuna persona, h; τ = tempo di permanenza in un ambiente di ciascuna persona, h. Due esempi comuni aiutano a comprendere

0,6%

RISCHIO DI CONTAGIO

0,5%

Per chi rimane dentro

0,4%

0,3% Per chi entra dopo 10 minuti Per chi entra dopo 20 minuti Per chi entra dopo 30 minuti

0,2%

0,1%

0,0% 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

80

90

MINUTI 0,6%

RISCHIO DI CONTAGIO

0,5%

0,4%

0,3%

0,2%

Per chi rimane dentro Per chi entra dopo 10 minuti

0,1%

Per chi entra dopo 20 minuti Per chi entra dopo 30 minuti

0,0% 0

10

20

30

40

50

60

70

MINUTI

Figura 5 – Andamento nel tempo del rischio per l’ingresso di un contagiato al minuto , in un supermercato da  m. In alto il caso di n = , volumi/h, in basso quello di n = , volumi/h 2,0% 1,8%

Caso del supermercato Si facciano due ipotesi: 1) il supermercato non è provvisto di un impianto in grado di funzionare con tutta aria esterna e n =  volumi/h; 2) il supermercato è provvisto di un impianto in grado di funzionare a tutta aria esterna con configurazione di free-cooling [] in grado di garantire n =  volumi/h. La Figura  mostra il confronto dell’andamento temporale del rischio di contagio per le due ipotesi. La probabilità di contagio aumenta quando la portata d’aria esterna è minore []. Il rischio non si azzera mai per chi lavora nel supermercato, neppure dopo che il contagiato è uscito, perché è legato all’integrale del tempo di esposizione: anche quando all’interno dell’ambiente non vi è più nemmeno una carica virale elementare, rimane una percentuale costante di rischio dovuto alla presenza dell’infettato per  minuti. Il rischio è molto inferiore per chi entra successivamente al contagiato: ecco perché è intelligente fare aspettare le persone all’aperto. Il rischio si annulla solo per le persone che entrano quando tutte le cariche virali elementari sono state espulse grazie al rinnovo dell’aria esterna. Rimane, però, inalterato il rischio da contagio per contatto diretto con particelle contenenti il virus e depositate sulle superfici, come gli scaffali delle merci o altro. La vita del virus in queste condizioni può andare da qualche ora a qualche giorno, in funzione del tipo di superfici: diventano quindi fondamentali le protezioni individuali e la cura personale. Caso dell’ufficio pubblico Si supponga che la portata di aria di rinnovo sia pari a n =  volumi/h. Il minor volume dell’ambiente, nel caso di un ufficio pubblico da  m, aumenta il rischio di contagio, come mostrato in Figura .

Per chi rimane dentro

1,6% RISCHIO DI CONTAGIO

meglio la presenza dell’integrale nell’esponenziale della (). Gli esempi sono riferiti a un acquisto in un supermercato di piccole dimensioni, con un volume di . m, e l’accesso a un ufficio di  m. In entrambi i casi, si ipotizzi che la persona infetta entri nel locale al tempo Tp =  e ci resti per  minuti. Il rischio viene calcolato sia per chi lavora nel locale e per chi invece vi entra ,  e  minuti dopo la persona infetta, rimanendovi a sua volta per  minuti.

1,4% 1,2% 1,0%

Impianti con ricircolo tra ambienti diversi

Per chi entra dopo 10 minuti Per chi entra dopo 20 minuti Per chi entra dopo 30 minuti

0,8% 0,6% 0,4% 0,2% 0,0% 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

MINUTI

Figura 6 – Andamento nel tempo del rischio per l’ingresso di un contagiato al minuto , in un ufficio pubblico da  m

120

130

140

150

Uno dei casi più discussi è cosa accade se l’impianto prevede un ricircolo tra ambienti diversi. Bisogna fare una premessa: il rischio di contagio è sempre legato al movimento delle persone che passando da un ambiente all’altro possono contaminare gli altri occupanti []. Quindi, è bene dividere le casistiche sulla base della dimensione e della compartimentazione degli impianti.

#61

39


Speciale COVID-19 100%

Caso : impianto a tutta aria che collega zone dell’edificio tra le quali le persone non hanno ragione di circolare. È il tipico caso di un grande palazzo a più piani, servito da un impianto a tutta aria, a portata d’aria variabile o costante. Se le proprietà sono diverse, oppure se la proprietà è unica ma il movimento è limitato, almeno tra i vari piani, bisogna assolutamente evitare in tutti i modi il ricircolo, perché si rischia di trasmettere il contagio per via aerea in luoghi in cui non sarebbe portato dal movimento delle persone, seguendo le indicazioni riportate in []. Caso : impianto a servizio di una singola proprietà, con una piccola macchina canalizzata a ricircolo. In questi ambienti, il pericolo maggiore è proprio lo spostamento delle singole persone all’interno della proprietà, i loro incontri e l’uso comune di bagni, luoghi dove è molto probabile il diffondersi del contagio. Si faccia l’esempio di un ufficio con  ambienti da  m e due persone per ambiente. Si supponga che i volumi siano uguali per ogni locale e che il contagiato sia presente in ufficio per tutto il tempo di apertura dell’ufficio. La Figura  riporta il confronto tra il rischio di contagio per una singola persona nell’ufficio, nel caso di presenza e assenza del ricircolo di zona. Il grafico mostra una situazione apparentemente paradossale, ma spiegabile. Senza ricircolo di zona, la diffusione avviene principalmente nella stanza occupata dall’infetto, fatti salvi i suoi spostamenti inevitabili. La persona che condivide con lui l’ambiente ha un rischio pari a quello mostrato nella curva blu: di fatto ha la quasi certezza di essere contagiato. Il rischio della singola persona scende nel caso di ricircolo di zona, perché la contaminazione si diffonde in tutti altri ambienti e diminuisce la concentrazione di cariche virali elementari per m nell’ufficio dell’infetto. Vista così, sembra che il ricircolo aiuti, ma non è vero: il rischio di contagio individuale è inferiore, però riguarda più persone. Si passa dalla certezza di contagiarne una alla possibilità del % circa di contagiarne altre . Tuttavia, poiché i locali sono all’interno di una stessa proprietà, le altre persone si muovono da uno all’altro e quindi il rischio concreto di contrarre il virus per contatto diretto o perché si usa il bagno in comune è molto più elevato. Anche nel caso di piccoli impianti con ricircoli di zona è totalmente inutile chiudere gli impianti. Di nuovo, il problema non è il funzionamento dell’impianto, quanto la concentrazione delle persone. In emergenza bisogna ridurre il numero di persone all’interno di una stessa proprietà e possibilmente separarle in locali diversi.

Conclusioni I calcoli sono stati effettuati basandosi sui dati dell’influenza comune. Il rischio di contagio è molto alto, se si condivide per lungo tempo lo spazio comune con una persona contagiata. Tuttavia, il

40

#61

90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0

1

2

3

4

Senza ricircolo di zona

5

6

7

8

Con ricircolo di zona

Figura 7 – Andamento nel tempo del rischio di contagio per n =  volumi/h con e senza ricircolo di zona, ufficio composto da  stanze da  m ciascuna,  persone per stanza. La percentuale di rischio individuale scende, ma aumenta il numero di persone interessate rischio è sempre calcolato sulle persone suscettibili, cioè quanti non sono né vaccinati, né immuni per altri motivi. Il rischio è limitato al % – % della popolazione, a seconda della virulenza dell’influenza stagionale. Nel caso del CoV- le persone suscettibili sono in numero molto maggiore e il virus è più contagioso. Il rischio di contagio è molto più alto in assoluto. Gli impianti di climatizzazione possono aiutare a ridurre notevolmente i rischi da contagio se si aumenta la portata dell’aria di rinnovo seguendo le indicazioni riportate in []. Se l’emergenza dovesse continuare in estate o ripresentarsi il prossimo inverno, sarebbe inutile e dannoso spegnere i terminali in ambiente: questi dovranno funzionare per agevolare la quarantena delle persone e il lavoro di chi vi è costretto. Sono e saranno molto più importanti tutte le altre precauzioni, come le protezioni individuali, i comportamenti e l’affollamento delle persone nei locali. In questi giorni si sente di professionisti che, nella foga dell’emergenza, vogliono cambiare radicalmente i propri progetti. È suggeribile la calma, anche in questo caso. Il CoV- ci sta facendo capire quanto importante sia la portata di rinnovo dell’aria esterna, ma non sappiamo nulla in più sulla tipologia d’impianto da adottare. Ci sarà tempo per riflettere su questo. Bisogna

ricordare che l’emergenza passerà di sicuro, come è passata in Cina e come nei secoli sono passate emergenze ben peggiori. In futuro rimarrà sempre la necessità di minimizzare i consumi energetici per ridurre l’inquinamento ambientale e l’effetto serra. Tanto per comprendere meglio il problema, prendendo un esempio del tutto paradossale, sarebbe folle dimensionare un impianto domestico con una portata costante di  volumi/h di aria esterna: chi lo utilizzasse avrebbe un sicuro vantaggio in emergenza, ma in situazione normale i consumi sarebbero così elevati da essere economicamente insostenibili, oltre che dannosi per l’ambiente. Quindi è bene reagire con calma anche nel progettare.  * Michele Vio, Studio Associato Vio, Venezia – Past President di AiCARR

RINGRAZIAMENTI

L'autore ringrazia il prof. Giorgio Buonanno per i preziosi suggerimenti.

BIBLIOGRAFIA

∙ Gammaitoni L., Nucci M.C. 1997. Using a mathematical model to evaluate the efficacy of TB control measures. Emerging Infectious Disease, 3, 335-342. ∙ Knibbs L.D., Morawska L., Bell S.C., Grybowski P. 2011. Room ventilation and the risk of airborne infection transmission in 3 health care settings within a large teaching hospital. American Journal of Infection Control, 39, 866-872.

WEBGRAFIA

[1] https://www.aicarr.org/Documents/News/200313_AICARR_SARSCOV2_19.pdf [2] https://www.aicarr.org/Documents/News/200318_SCHEMA_GESTIONE_HVAC_SARSCoV219_DEF.pdf [3] https://www.facebook.com/166926706674788/videos/670009977106388/


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ORIGINAL ARTICLES

Promuovere la sinergia tra i mondi della ricerca, delle aziende e delle professioni Continua la pubblicazione della sezione dedicata ad articoli con contenuti tecnico-scientifici presentati secondo gli standard internazionali, fortemente voluta dal Comitato Scientifico che crede nella sinergia tra mondo della ricerca, mondo delle aziende e mondo della professione: la ricerca mette a disposizione delle aziende e dei professionisti strumenti utili per lo sviluppo delle loro attività e da loro riceve continui stimoli. In questo senso, il Comitato Scientifico ritiene indispensabile che gli articoli presentati in questa sezione siano contemporaneamente caratterizzati da rigore scientifico e utili a tutti i lettori di AiCARR Journal. Anche in questo fascicolo, come nei precedenti, sono presentati tre contributi centrati su temi di grande attualità. La peculiarità di questo numero, che si prevedeva avesse diffusione internazionale essendo stato programmato per MCE, è quella di avere due dei tre articoli in lingua inglese. Il primo contributo, relativo all’utilizzo dell’aerogel come isolante termico in edilizia, riporta i risultati ottenuti da una ricerca internazionale svolta nell’ambito di un progetto europeo mirato ad analizzare diversi materiali per la realizzazione di intonaci interni termicamente isolanti. I risultati dimostrano le grandi potenzialità dell’aerogel, del quale sono state valutate la fattibilità tecnica e le prestazioni termiche in reali condizioni di esercizio. Il secondo contributo, partendo da un’analisi sulla gestione e la manutenzione del patrimonio edilizio pubblico, con particolare riferimento all’efficientamento energetico, propone una metodologia di intervento per la valutazione e il miglioramento della qualità globale dell’ambiente negli edifici scolastici, che tiene conto anche del fattore umano. Non poteva mancare, in chiusura, un contributo sul retrofit degli edifici esistenti che vanno riqualificati nel rispetto delle direttive europee sul risparmio energetico in edilizia. Il focus questa volta è sugli nZEB, gli edifici a energia netta zero, analizzati a livello distrettuale in una comunità a uso misto nell'Italia meridionale attraverso l’analisi di un distretto composto da una ventina di edifici con usi misti localizzati in Sicilia. Il Comitato Scientifico ringrazia gli Autori.

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ORIGINAL ARTICLE

AiCARR Journal / Vol 61, n. 2, 44 - 48, 2020

Elisa Fenoglio1, Stefano Fantucci1, Marco Perino1, Valentina Serra1*, Marco Dutto2, Valentina Marino2

Energy retrofit of residential buildings with a novel super-insulating aerogel-based plaster Riqualificazione energetica di edifici residenziali con un nuovo intonaco superisolante a base di aerogel 1

Politecnico di Torino – Department of Energy, C.so Duca degli Abruzzi 24, Torino, Italia 2 Vimark Srl – Strada Spartafino 2, Peveragno, Cuneo, Italia

*Corresponding author:

DOI: 10.36164/AiCARRJ.61.02.02

Prof. Valentina Serra

Department of Energy Politecnico di Torino C.so Duca degli Abruzzi 24, Torino valentina.serra@polito.it

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Abstract

Sommario

The interest on superinsulation materials is growing, as particularly suitable in energy retrofit interventions due to the possibility to achieve relevant improvements even when used in low thickness. In this field, a specific EU funded H project, named Wall-ACE, was carried out in the last three years, connecting products manufacturers, researchers and buildings owners, with the common goal of developing and testing a set of new aerogel based insulating products to be used in new and existing buildings. The study here presented reports the results of the research activity developed by the Authors on a novel aerogel based internal plaster. Firstly a set of analysis at material level was carried out to identify the most effective mixture able to achieve the target value of thermal conductivity <. W/mK. Then the application on a demonstration building allowed evaluating the actual thermal resistance achievable under real operating conditions. Finally, simulations at building scale were performed to determine the energy-saving potential of this retrofit tecnique. Keywords: ▶ Aerogel ▶ Aerogel based plaster ▶ Energy retrofit ▶ Building envelope ▶ Superinsulation

Sta emergendo un crescente interesse nei confronti di materiali superisolanti per il retrofit energetico, dato il loro elevato potenziale nel raggiungere gli obiettivi prestazionali imposti dalla legislazione energetica, anche quando utilizzati in spessore ridotto. In questo contesto è stato finanziato il progetto Horizon  WallACE (-), mirato a sviluppare una serie di nuovi prodotti per l’edilizia a base di aerogel attraverso un approccio collaborativo tra partner industriali, centri di ricerca e proprietari e gestori di patrimoni immobiliari. Le analisi su un intonaco isolante per isolare le pareti perimetrali dall’interno, condotte a differenti scale, costituiscono l’oggetto dell’attività di ricerca specificatamente condotta dagli Autori. A valle di una dettagliata caratterizzazione termica, l’intonaco con le migliori prestazioni è stato applicato a un edificio di social housing a Torino per testarne la fattibilità tecnica e le prestazioni termiche in reali condizioni di esercizio. Infine, attraverso una serie di simulazioni energetiche dinamiche, è stata valutata la potenziale riduzione della domanda energetica a scala di edificio. Parole chiave: ▶ Aerogel ▶ Intonaci a base aerogel ▶ Retrofit energetico ▶ Involucro edilizio ▶ Materiali superisolanti

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Elisa Fenoglio, Stefano Fantucci, Marco Perino, Valentina Serra, Marco Dutto, Valentina Marino

ORIGINAL ARTICLE

Introduction The European Union targets for  require at least a % cut in greenhouse gas emissions and a .% improvement in energy efficiency []. Since the largest part of the energy demand is related to the building sector [], it is of paramount importance to improve the thermal performance of buildings, whether new or existing. Analysing the key numbers in Italy, it is clear that the main issue is to find solutions for the existing building stock, since it represents the largest and poorly insulated portion of the entire building sector. Interventions on existing buildings have to be carefully managed, due to the relevant constraints that have to be faced, i.e. related to the heritage value, the limited internal space, the irregular surfaces, the thermal bridge incidence, and the hygrothermal compatibility. A growing interest on super-insulating materials, e.g. aerogel based, is emerging and research on this topic is strongly pushed and funded by European Union. In this framework the Horizon  project Wall-ACE [] has been carried out in the last three years aimed at developing a set of novel building materials for both new buildings and existing ones, moving from the product development scale to the real buildings application, through a collaborative approach among the different actors involved in the projects, as products manufacturers, research institutes and buildings owners/managers/installers. The aerogel is a super insulating lightweight material characterized by a thermal conductivity lower than . W/mK (Soleimani Dorcheh e Abbasi, ; Ruben et al., ; Cuce et al., ) that makes it suitable for the application as building insulating material, alone or embedded in various products, e.g. renders, plasters or coatings (Stahl et al., ; Buratti et al., ; De Fatima et al., ; Berardi, ; Pedroso et al., ; Ganobjak et al., s.d.) The analysis carried out on several case study buildings have shown the suitability of this material for the energy retrofit (Schuss et al., ; Stahl et al., ; Ganobjak et al., s.d.). Five final products were developed in the project, based on Kwark®aerogel developed by the partner Enersens [] according to a patented process: an external insulating render, an internal insulating plaster, an internal coating finishing, an insulating patching filler and aerogel filled bricks. Since these solutions are characterized by a super insulating performance, a target value for the thermal conductivity was set at . W/mK (except for the insulating filled bricks). A detail of the main characteristics of the listed products is reported in Table , while in Figure  the different Wall-ACE products are shown.

Figure 1 – a) the insulating patching filler; b) the aerogel filled bricks; c) the insulating render; d) the internal insulating plaster; e) the thermal coating finishing Figura 1 – a) lo stucco riempitivo isolante; b) i mattoni con riempimento di aerogel; c) l’intonaco esterno isolante; d) l’intonaco interno isolante; e) la rasatura isolante

other additional properties (e.g. mechanical and hygrothermal properties, VOC emission, sound absorption) for a complete material characterization. The analyses at component level were carried out through in-field applications on real buildings located in different EU countries (Italy, France, United Kingdom, Switzerland) in order to test the products’ thermal behaviour under different boundary conditions. Moreover, numerical simulations were performed both at component level to assess the performances of different materials configurations (Fantucci et al., ) and at building scale to investigate the energy demand reduction achievable by using the Wall-ACE products as a retrofit solution in representative building typologies. This paper deals with the thermal insulating plaster developed to be used on the indoor side of the wall, being this activity specifically carried out by the Authors.

The Wall-ACE aerogel based thermal insulating plaster The developed aerogel based thermal insulating plaster is mineral-based and applicable both manually and with a spraying machine in thickness that can range between  and  cm. Several formulations were produced and tested. First results not achieving the target value but quite promising from the thermal point of view, were presented in (Fantucci et al., ) and (Fantucci et al., ). The results of the overall analysis related to the last thermal insulating plaster formulation matching a thermal conductivity lower than . W/mK ± %, is hereafter presented.

Table 1 – The Wall-ACE products Tabella 1 – Prodotti Wall-ACE Manufacturer

Application

λ-value [W/mK]

ρ [kg/m]

Insulating render

Quick-Mix

External

.



Internal insulating plaster

Vimark

Internal

.



Internal coating finishing

Vimark

Internal

.



Insulating patching filler

Toupret

Internal

,



Aerogel filled bricks

LEIPFINGER BADER

-

.

-

Product

The products listed before were optimised and analysed at different levels: at material scale, at component and at building level through in-field application and through dynamic thermal simulations. The laboratory tests were aimed at optimizing the formulations in order to achieve the required target λ-value and at determining

Test at material level As far as the thermal conductivity measurement is concerned, the EN  Standard (CEN, ) was used, reporting the methodology for material characterised by medium-high thermal resistance. In this specific case a heat flux meter apparatus (Figure , Table ) was adopted. According to this method, prismatic samples (~xx cm) of the thermal plaster were prepared. The specimens were thus dried in oven until constant mass was reached and then sealed in a vapourtight envelope to avoid any water vapour migration from the ambient to the sample or vice versa during the test. Once placed the sample between the instrument plates a temperature difference between the plates was set (e.g.  °C) and through the collected data of heat flux and surface temperatures, the λ-value was thus measured. In order to evaluate the reproducibility of the results, two samples of each plaster formulation were tested. Moreover, a cross comparison test on the same formulations was performed by the certified lab of the University of Stuttgart, demonstrating a very good agreement.

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Through the same HFM, adopting a procedure detailed in (Tleoubaev and Brzezinski, ), the specific heat capacity value was also determined so to have actual data to be used in thermal simulations.

materials are applied in thickness of ~ cm, but in this case being the existing wall surface quite irregular, after the material application, on the measurement area, an average thickness of . cm was determined.

Table 2 – Technical data of the HFM adopted Tabella 2 – Specifiche tecniche del HFM utilizzato Range

u.m.

.–.

W/mK

±

%

Reproducibility

±.

%

Figure 3 – a) The ATC building selected as pilot site; b) the plaster application; c) the walls selected for the monitoring; d) the sensors adopted for the monitoring

Temperature control accuracy

±.

°C

Figura 3 – a) L’edificio ATC selezionato come caso studio; b) la fase di applicazione

Temperature range

- to 

°C

dell’intonaco; c) le pareti selezionate per l’applicazione e il monitoraggio; d) i sen-

Thickness accuracy

±.

mm

Measurement area

 x 

mm

Maximum sample size

 x 

mm



mm

Thermal conductivity range Accuracy

Maximum sample thickness

Figure 2 – a) The HFM apparatus for the thermal conductivity and specific heat capacity measurement; b) the climatic chamber adopted for the sample conditioning; c) sample size for the thermal conductivity and specific heat measurement Figura 2 – a)Il termoflussimetro adottato per le misure di conduttività termica e di calore specifico; b) la camera climatica utilizzata per il condizionamento dei campioni; c) dimensioni dei campioni di materiale per condurre i test

In Table  the results are reported. As it is possible to notice the thermal conductivity reached a very low value, below the target set in the project proposal. For an internal plaster this is a very promising result since even when applied in low thickness, it is possible to achieve a very high thermal resistance with a minimum reduction of internal space, which can constitute a relevant barrier when intervening from inside. Table 3 – Results of the thermal insulating plaster test and comparison with Italian limit value (MiSE, )

sori adottati per il monitoraggio

The methodology adopted for the in-situ measurement and the determination of the thermal transmittance followed the ISO - Standard (ISO, ) post processing the data to obtain the thermal transmittance with the progressive average method. The thermal transmittance was measured for both the walls (RW and PW) in order to determine the increment of thermal resistance due to the insulating plaster layer. Moreover, the actual in-field thermal conductivity of the plaster layer was assessed. To perform this direct measurement a heat flux meter was placed on the internal plaster surface along with two thermocouples located respectively on the internal surface and on the plaster-wall interface; the thickness of the plaster layer was determined by several measurement in different points. Through the reverse formula for the thermal resistance calculation, it was possible to assess the in-field thermal conductivity. Results of a representative week in April is reported in Figure . According to the schedule of the project, measurements on this last formulation had to be carried out in the spring season. Nonetheless, the temperature difference between inside and outside was maintained sufficiently high, choosing a week with low outdoor temperature and by setting the room temperature at around  °C with a radiator heating system. The in-field application highlighted the technical feasibility of the solution, showing as the products could be easily applied adopting conventional tools, and demonstrated how . cm layer of this thermal insulating plaster could allow to reduce of ~% the thermal transmittance of the wall (from  to , W/mK). The thermal conductivity of the plaster layer was % higher than those measured in laboratory, due mainly to the higher moisture content in the actual operating conditions. Further measurements are on going.

Tabella 3 – Risultati dei test sull’intonaco termoisolante e confronto con il valore limite italiano (MiSE, 2015)

Thermal insulating plaster

λ [W/mK]

cp [kJ/kgK]

.



In-field measurements In the testing phase under real operating conditions, the internal plaster was applied on a  building located in Turin (Italy) owned and managed by the social housing organization ATC (Agenzia Territoriale per la Casa del Piemonte Centrale). The long-term campaign measurement was carried out on two identical solid brick walls (thickness  cm), with the same orientation (S-E), facing the same indoor environment and presenting the same thermal transmittance, as verified through a pre-test measurement campaign (Figure b). A wall was selected as reference wall (RW), the other was retrofitted with a ~. cm layer of thermal insulating plaster (PW) manually applied. Generally, these

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Figure 4 – In-field measured thermal transmittance Figura 4 – Trasmittanza termica misurata in campo

Generalization and scalability of the intervention In order to evaluate the generalization and scalability of the interventions the Authors with the support of the social housing building


ORIGINAL ARTICLE

Elisa Fenoglio, Stefano Fantucci, Marco Perino, Valentina Serra, Marco Dutto, Valentina Marino stock owners and managers, ATC and CASE (Torino, Italy), carried out an extensive research aimed at selecting representative case studies to be used for assessing the energy demand reduction potential due to this specific intervention on external and party walls. The case studies were identified exploring the ATC database reporting the main features of about  thousand buildings owned/managed by ATC, according to the following criteria: year of construction; external envelopes assembly, surface/volume ratio, as shown in Figure . The analysis was limited to the buildings with more than  years, since, being considered under protection according to the Italian legislation (Italian Government, ), limited external interventions are allowed and the application of an internal thermal plaster can represent the most suitable retrofit strategy. For each category thus, the number and the percentage of buildings were assessed to select the case studies that largely represents the entire building stock and annual dynamic energy simulations were performed. The analysis here reported considers just the buildings built before  and characterized by the same technology as the pilot site adopted for the monitoring (solid brick wall).

Details on case study assumptions are reported in Figure . Table 4 – U-value simulated for the selected building Tabella 4 – Valore di trasmittanza simulato per l’edificio selezionato U value [W/mK] Existing

Retrofit  cm

Limit value D.M. //

.

.

.

CASE STUDY Via Arquata

Building

Construction Year Typology ATC building [%]

 Bearing wall with solid brick 

Floor area [m]



Gross opaque envelope [m]



Net opaque envelope [m]



Transparent [m]



U opaque envelope [W/mK]

.

U opaque partition [W/mK]

.

U transparent envelope [W/mK]

.

Figure 5 – ATC buildings per construction period and building envelope assembly’s typology

Figure 6 – Main features of ATC case study

Figura 5 – Patrimonio edilizio ATC diviso in base a periodo di costruzione e tipolo-

Figura 6 – Caratteristiche principali del caso studio analizzato

gia di involucro

The dynamic thermal simulations were performed using Design Builder and Energy Plus. The properties of the building opaque element were set according to the data measured during the in-field monitoring, while the transparent element was set according to the database information. The outdoor climatic conditions are those of Turin, Italy (Lat. °N, Long. .°E), while for the indoor conditions the setpoint operative temperature was  °C in winter and  °C in summer respectively. The ventilation rate was set at . ACH. It’s important to underline that no model validations have been done, since the scope of the simulation was just to roughly estimate the energy efficiency improvement related to the application of the developed thermal insulating plaster at building level, not to investigate the outcome of a more general deep renovation approach on existing buildings, which should include other key interventions (i.e. on glazing and HVAC systems). These results represent the first step towards an overall technical and economical feasibility analysis. A first simulation was thus performed on the building “as it is” without any retrofit intervention, then the building was retrofitted with a  cm layer of internal thermal insulating plaster. The plaster thickness was defined in order to achieve the U-value required by the Italian regulation for the zone “E” (MiSE, ): U = . W/mK +% in case of internal retrofit (Table ).

In this case study it is evident that the largest part of energy losses (%) are related to the external walls and the party walls adjacent to unheated space (Figure ); it means that a retrofit intervention on that elements represents a very efficient measure, which allows achieving a heating energy demand reduction of about %.

Figure 7 – Heat losses incidence through different building envelope elements Figura 7 – Incidenza delle dispersioni termiche attraverso i diversi componenti dell’involucro edilizio

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The simulation results are reported in Table . As expected, the energy demand related to heating is predominant and an increase in insulation slightly entails the cooling needs in the summer season. Table 5 – Energy demand reduction for the simulated case study Tabella 5 – Riduzione della domanda energetica del caso studio simulato Existing Retrofit [ cm] reduction [%] Heating need [kWh/m]

.

.



Heating + cooling need [kWh/m]

.

.



CONCLUSIONS The study reports the results of an extensive analysis performed on a new aerogel based internal insulating plaster developed in the framework of the European Horizon  Wall-ACE. The analyses were carried out at material, component and building level. The tests at material level show that this product can reach very low thermal conductivity values (<. W/mK) still maintaining acceptable mechanical properties. The application and monitoring of the product on a real building and under actual operating conditions confirm the easy applicability of the product and the high

Considering the high number of ATC buildings presenting very similar conditions (around  buildings roughly with a floor area of  m in Torino), the impact of this solution when scaled-up is quite powerful, in terms of energy saving and reduction of CO emissions. Barriers exists and strong efforts have to be directed to make these solutions affordable. Much has been done towards the improvement of thermal and mechanical performance and related to technical feasibility, making these products ready for the market, but more actions have to be taken to reduce the high cost of the aerogel material which still remain a key constraint.

thermal insulating performance. A thermal transmittance reduction of ~% was achieved by applying a . cm layer of plaster. Finally, to evaluate the energy-saving potential achievable with an extensive retrofit intervention, a set of simulations were performed. A quite high energy saving level can be achieved (%) and a huge energy saving potential can be expected when scaling-up to the entire building stock owned by ATC presenting the same features (around %). Hygrothermal measurements are still on-going and hygrothermal simulations will be carried out to deeply investigate the compatibility of this material with existing assemblies.

ACKNOWLEDGEMENTS The research project Wall-ACE received funding from the EU Horizon  research and innovation programme under the Grant Agreement No. . The authors thank the project partners ATC (Agenzia Territoriale per la Casa del Piemonte Centrale) and CASE to have made available the demonstration building and ENERSENS to have provided the Kwark aerogel for the development of the thermal insulating plaster and coating. Moreover, the authors wish to thank Prof. Riccardo Pollo and Arch. Matteo Giovanardi who provided support on the ATC building stock database and Giulia Grosso, Federico Lubrano and Ulderico Marco Trocino for their contribution during the experimental and simulation activities. REFERENCES Berardi, U. . Aerogel-enhanced systems for building energy retrofits: Insights from a case study. Energy and Buildings, (), -. Buratti C., Moretti E., Belloni E. e Agosti F. . Aerogel Plasters for Building Energy Efficiency. In: Nano and Biotech Based Materials for Energy Building Efficiency, Ch. . Berlin: Springer. CEN. . Thermal performance of building materials and products – Determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods – Products of high and medium thermal resistance. Standard EN . Bruxelles: European Committee for Standardization. Cuce E., Mert Cuce P., Wood C. J., Riffat S.B. . Toward aerogel based thermal superinsulation in buildings: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, , -. De Fatima Júlio M., Soares A., Ilharco L. M. e Flores-Colen I. . Silica-based aerogels as aggregates for cement-based thermal renders. Cement and Concrete Composites, , -. Fantucci S., Fenoglio E., Isaia F., Serra V., Perino M., Dutto M., et al. . Development of aerogel based internal thermal plasters for the energy retrofit of existing buildings: First results. Proceedings of the th International Conference On Building Energy & Environment . Fantucci S., Fenoglio E., Serra V., Perino M., Dutto M., Marino V. . Hygrothermal Characterization of High-Performance Aerogel-Based Internal Plaster. In: Littlewood J., Howlett R., Capozzoli A., Jain L. (eds) Sustainability in Energy and Buildings. Smart Innovation, Systems and Technologies, vol. . Springer. Ganobjak M., Brunner S., Wernery J. s.d. Aerogel materials for heritage buildings: Materials, properties and case studies. Journal of Cultural Heritage, in press. https://doi.org/./j.culher.... ISO. . Thermal insulation – Building elements – In-situ measurement of

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ORIGINAL ARTICLE

AiCARR Journal / Vol 61, n. 2, 49 - 53, 2020

Tiziano Dalla Mora1, Erika Guolo1, Fabio Peron1, Lorenza Pistore2, Piercarlo Romagnoni1*

Riflessioni e proposte per una metodologia di analisi della qualità globale del patrimonio edilizio scolastico Considerations on the elaboration of a methodology for an overall evaluation of the educational building stock

Dipartimento di Culture del Progetto, Università IUAV di Venezia, Venezia, Italia 2 Dipartimento di Scienze Ambientali, Informatica e Statistica, Università Cà Foscari di Venezia, Venezia, Italia 1

*Corresponding author:

DOI: 10.36164/AiCARRJ.61.02.03

Prof. Piercarlo Romagnoni Dipartimento di Culture del Progetto Università IUAV di Venezia Venezia, Italia tel +39 041 257 1293 pierca@iuav.it

Sommario

Abstract

Nel presente lavoro sono proposte alcune riflessioni relative alla elaborazione di una metodologia di intervento per la valutazione e il miglioramento della qualità globale dell’ambiente negli edifici scolastici. I principali parametri che influenzano i consumi energetici dell’edificio spaziano dai fattori climatici e costruttivi alle azioni sui servizi edilizi e sui sistemi energetici, dall’esercizio e manutenzione dell’edificio all’attività e al comportamento degli occupanti, senza scordare la qualità ambientale fornita. L’insieme di tali elementi non può essere analizzato a compartimenti stagni, ma deve essere integrato in un unico progetto. Parole chiave: ▶ Qualità Ambiente Interno ▶ Riqualificazione energetica ▶ Manutenzione ▶ Edifici scolastici

Some remarks on the development of an intervention methodology for the evaluation and improvement of the overall quality of the indoor environment of school buildings are proposed. The main parameters that influence the energy consumption of the building range from climatic conditions and construction characteristics, to actions on building services and energy systems, from the operation and maintenance of the building to the activity and behavior of the occupants, without forgetting the environmental quality provided. All these elements cannot be analyzed in separated compartments, but must be integrated into a single project. Keywords: ▶ Indoor Environmental Quality ▶ Energy Retrofit ▶ Maintenance ▶ School buildings

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ORIGINAL ARTICLE

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Premessa

La gestione e la manutenzione del patrimonio

Le Direttive Europee (Commissione Europea, ; ; ) pongono l’attenzione sulle prestazioni energetiche degli edifici appartenenti al patrimonio edilizio statale, che costituisce un elemento basilare per affermare e diffondere la cultura dell’efficienza energetica tra la popolazione e tra le giovani generazioni in particolare. Le deboli prestazioni energetiche degli edifici scolastici esistenti in Italia sono state evidenziate in modo estremamente efficace da numerosi studi pubblicati da enti di ricerca, in particolare da ENEA [], e sono accompagnati da una ulteriore considerazione relativa all’adeguamento sismico, tema che evidentemente non fa che accrescere le problematiche relative ai costi (Boscato et al., ). Gran parte del consumo di energia primaria nelle scuole è dovuto al sistema di condizionamento dell’aria e alla produzione di acqua calda sanitaria, ed è stimabile pari a circa  kWh/(m anno). Durante la stagione invernale, il sistema di riscaldamento è la principale fonte di domanda di energia termica. Una valutazione globale dei consumi è fornita dalla Struttura di Missione per l’edilizia scolastica della Presidenza del Consiglio dei Ministri, che indica per i consumi di energia termica nelle scuole un valore di , TWh/anno e per l’elettricità una domanda di circa , TWh/anno []. I dati presentati dal Dossier  proposto da Legambiente [] evidenziano come sia importante da un lato dare continuità agli investimenti nel settore dell’edilizia scolastica, dall’altro procedere con sempre maggiore insistenza alla “valorizzazione di casi virtuosi di scuole che hanno tenuto assieme sicurezza e innovazione in campo energetico e costruttivo, rimodulazione degli spazi sulle esigenze della didattica e loro salubrità e servizi che incidono sulla sostenibilità e condivisione di stili di vita che coinvolgono l’intera comunità”. Si apre uno scenario interessante e complesso nel quale va inserito anche il problema del divario tra consumi effettivi e previsti, in cui il comportamento degli occupanti costituisce una ulteriore variabile (Delzendeh et al., ). L’Agenzia Internazionale per l’Energia, in un report dell’Annex  (Yoshino, ), identifica sei fattori principali che influenzano i consumi energetici dell’edificio: clima, involucro edilizio, servizi edilizi e sistemi energetici, esercizio e manutenzione dell’edificio, attività e comportamento degli occupanti, qualità ambientale fornita. La letteratura avvalla tali indicazioni; a questo proposito si vedano (d’Ambrosio Alfano et al., ; Corgnati et al., ; Arambula et al., ; d’Ambrosio Alfano et al., ; Dall’O’ e Sarto, ; Romagnoni et al., ; Pistore et al., a) in cui si fornisce una panoramica delle dimensioni di questo tema. Risulta intuitivo come le diverse esperienze, a livello nazionale ed europeo, debbano essere riviste in modo organico e critico alla luce dei diversi fattori sopra illustrati, cercando di unire i diversi studi, le diverse esperienze, nonché i diversi fattori che influenzano il livello di apprendimento degli studenti, quali l’ambiente termico, il rumore, il livello di illuminamento interno e la qualità dell’aria (d’Ambrosio Alfano et al., ). Lo scenario dovrebbe poi contemplare le misure di gestione e manutenzione del patrimonio, azione che consentirebbe la definizione di un consistente database relativo ai monitoraggi e alle diagnosi energetiche. L’acquisizione di dati “sul campo” consente la definizione di interventi efficaci che possono essere inseriti in un’ottica di strategia nazionale, uniforme sul territorio nazionale, e permette nel contempo una buona calibrazione delle simulazioni numeriche, strumento a oggi indispensabile nel processo di valutazione delle misure di efficientamento energetico.

Gestione e manutenzione del patrimonio edilizio pubblico costituiscono un primo fondamentale aspetto dal quale la Pubblica Amministrazione deve saper cogliere le potenzialità di risparmio energetico e di arricchimento della conoscenza, non solo tecnologica. L’Amministrazione della Provincia di Treviso, attraverso la pratica del Global Service, ha realizzato un’esperienza in tal senso, unendo l’innovazione tecnologica a una attiva partecipazione degli utenti. L’esperienza, ormai giunta alla quarta generazione, ha permesso di conseguire alcuni importanti obiettivi, fondamentali per l’evoluzione dei successivi strumenti contrattuali adottati: • disponibilità di un’anagrafe tecnica del patrimonio; • conoscenza delle criticità del sistema edificio/servizi di manutenzione; • formazione di un gruppo di lavoro che, utilizzando la migliorata conoscenza tecnologica e analizzando le criticità riscontrate, ha avviato un processo di evoluzione che ha accompagnato lo sviluppo dei successivi contratti. Tali aspetti sono risultati cruciali per una corretta programmazione e gestione degli edifici. La creazione di un sistema informativo strutturato sulle attività dell’impresa appaltatrice e un nuovo sistema IT per la registrazione di tutti gli interventi durante tutto il ciclo di vita dell’edificio ha posto le basi per il consolidamento delle successive generazioni di contratto. Una preliminare e peculiare attività di indagine ha permesso di individuare tre aspetti fondamentali nella definizione e nel controllo del contratto di prestazione energetica: • la definizione del livello di riferimento a partire dal quale misurare la riduzione dei consumi (baseline); • la caratterizzazione energetica del patrimonio (diagnosi energetiche); • la determinazione di un livello minimo di miglioramento della performance da richiedere all’appaltatore. Le azioni intraprese per ottenere i risultati voluti in termini di riduzione dei consumi energetici sono ovviamente riconducibili a interventi di innovazione tecnologica, identificabili prevalentemente nella sostituzione di generatori di tipo tradizionale con nuovi generatori a condensazione, nella metanizzazione, nell’installazione o nel completamento di sistemi di termoregolazione, nell’installazione di valvole termostatiche e nell’installazione di pannelli solari. A questi si affiancano interventi di “innovazione sociale” consistenti nel coinvolgimento dell’utenza scolastica, docenti e studenti in primo luogo, e nell’attivazione di “buone pratiche” a favore del risparmio energetico, utilizzando come principale strumento di coinvolgimento un concorso tra gli istituti scolastici basato su diverse aree tematiche riguardanti il risparmio energetico e la sostenibilità. Importante elemento di collegamento tra innovazione tecnologica e innovazione sociale è stata l’installazione di strumenti per la misurazione in tempo reale dei livelli di consumo energetico, la visualizzazione delle rilevazioni negli ingressi degli edifici scolastici, resa così visibile a tutti gli utenti, e la possibilità per gli utenti più evoluti, ad esempio degli istituti tecnici, di partecipare in modo attivo alle attività di gestione energetica degli edifici. Un ulteriore e fondamentale aspetto critico nella riqualificazione del patrimonio scolastico esistente è ascrivibile alla numerosità del campione da analizzare. Una valutazione caso per caso sarebbe risultata evidentemente onerosa e non avrebbe permesso generalizzazioni in grado di alleggerire e velocizzare il processo di risanamento. L’identificazione di un archetipo di partenza per la stima dei consumi di energia primaria e per la valutazione di potenziali misure di efficienza energetica era quindi fondamentale. Come proposto in (Pistore et al., b), partendo da un cluster eterogeneo di edifici

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Tiziano Dalla Mora, Erika Guolo, Fabio Peron, Lorenza Pistore, Piercarlo Romagnoni scolastici e filtrando dati incoerenti o incompleti, utilizzando algoritmi di clusterizzazione è possibile organizzare le scuole in diversi gruppi in base alle caratteristiche simili geometriche, tecniche e tecnologiche e individuare un elemento reale nel gruppo come edificio di riferimento. Inoltre, con l’utilizzo di modelli di apprendimento per classificazione e regressione, è possibile determinare quali variabili inerenti gli edifici siano più influenti rispetto alla domanda totale di energia, evidenziando anche tra queste un ordine di importanza e di conseguenza un elenco di interventi prioritari per ciascun cluster. Gli interventi così individuati possono essere testati a partire dall’edificio di riferimento di ciascun cluster, superando così un approccio caso-per-caso che risulterebbe troppo dispendioso, al fine di analizzare le misure di riqualificazione applicando l’approccio cost-optimality e individuando così le soluzioni di retrofit più convenienti per un intero gruppo di edifici omogenei. Tale metodologia può fornire un apporto efficace soprattutto quando si posseggano pochi dati di partenza e un gruppo esteso di edifici, scenario che appare sempre più verosimile con l’avvento di smart management systems, smart meters e big data. Mediante l’applicazione di modelli predittivi è possibile stimare il risparmio energetico ed economico per tutti i cluster, effettuando confronti a partire dai dati raccolti durante le future indagini, allo scopo di valutare le capacità di rilevamento o gli effetti di alcune misure di risparmio energetico già implementate. In questa prospettiva, l’applicazione degli interventi di riqualificazione sull’edificio di riferimento e la stima del loro effetto in termini energetici e di co-benefits possono essere condotti tramite modello di simulazione dinamica. A fronte degli interventi applicati, si può procedere alla costruzione di un ulteriore modello che ottimizzi i parametri considerati per ottenere tra l’altro il risparmio energetico e la qualità dell’ambiente interno auspicati, ad esempio tramite l’utilizzo di tecniche di regressione o di metodi di apprendimento automatico. I risultati così ottenuti permettono di comprendere lo spostamento dell’edificio di riferimento e degli edifici dello stesso gruppo all’interno dei cluster, così da predirne il comportamento nel futuro senza dover procedere all’analisi di ogni singolo caso.

La valutazione delle misure di efficientamento energetico Le campagne di monitoraggio, sia ambientale che energetico, peraltro condotte da lungo tempo e in contesti ambientali diversi, hanno dimostrato l’importanza fondamentale di condurre diagnosi energetiche accurate. Uno strumento semplice ed efficace per la valutazione della prestazione e del comportamento energetico è costituito dalle firme energetiche, che consentono una valutazione dei consumi energetici dell’edificio al variare delle condizioni climatiche esterne. Tracciando, per diversi periodi di tempo, la potenza media di riscaldamento o raffrescamento rispetto alla media della temperatura esterna, si ottengono un rapido rilevamento delle disfunzioni del sistema impiantistico e, nel contempo, informazioni utili sulle prestazioni energetiche dell’edificio. Questo metodo di monitoraggio presuppone temperatura e apporti interni costanti, oltre a bassi apporti solari passivi, cosicché la temperatura esterna sia il parametro più influente. Il consumo di energia per il riscaldamento e la temperatura esterna media sono registrati a intervalli regolari, che possono essere di appena un’ora, anche se l’intervallo di una settimana è quello più comunemente usato. In Figura  le firme energetiche sono espresse come linee di tendenza sulla base dei dati del campione esaminato in (Romagnoni et al., ), riferiti alla stagione - e raccolti nel database della Provincia di Treviso su base giornaliera. L’angolo della

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Figura 1 – Esempi di firme energetiche. Da (Romagnoni et al., ) Figure 1 – Energy signature examples. From (Romagnoni et al., 2018)

linea di tendenza rispecchia la sensibilità dell’edificio preso in esame alle variazioni di temperatura esterna. Una linea con una forte pendenza corrisponde a un edificio sensibile alle condizioni climatiche esterne, che richiede quindi una potenza termica maggiore per portarsi alle condizioni interne richieste. Al contrario, una linea di tendenza caratterizzata da bassi valori della pendenza indica un edificio meno sensibile agli apporti esterni, quindi con un buon isolamento termico e con un impianto efficiente (UNI, ). Nel processo decisionale per il rinnovo degli edifici, il progetto IEA EBC Annex  (Ott et al., ) ha sviluppato una metodologia che consente di confrontare diversi scenari di ristrutturazione, alla ricerca dell’ottimizzazione economica del processo di riqualificazione dell’edificio. La metodologia proposta, pur dando grande rilevanza ai costi, è focalizzata alla promozione di edifici a energia quasi zero, gli NZEB, e/o a livelli di emissione quasi zero. Il progetto evidenzia come la mancanza di informazioni sia uno dei motivi principali per cui si riscontra una mancanza di investimenti. Gli audit energetici degli edifici sono il primo passo per valutare la quantità di energia consumata e per identificare possibili misure di recupero energetico per ridurre i consumi energetici e rendere l’edificio più efficiente. L’audit energetico stima, tra l’altro, le perdite di energia termica in base alle dimensioni e alla tipologia di involucro. La combinazione dei dati raccolti con i dati di consumo energetico per il riscaldamento, i costi dell’energia erogata e l’impatto sull’ambiente consente di stimare i costi energetici dell’edificio (Dalla Mora et al., ). Le possibili soluzioni vanno dal livello di isolamento termico dell’involucro alla sostituzione del sistema di riscaldamento, che a sua volta rappresenta una buona opportunità per valutare il ricorso a fonti di energia rinnovabile. Le criticità sono legate agli aspetti impiantistici e, in particolare, alla complessità del sistema di funzionamento e di controllo, alla logica distributiva e di emissione dell’impianto stesso, alla scelta di attuare interventi non radicali e dilatati nel tempo, spesso effettuati senza un progetto ben delineato. Tra i numerosi motivi per adottare misure di retrofit che migliorino le prestazioni energetiche degli elementi dell’involucro, va sicuramente valutata la possibilità di realizzare un miglior comfort termico interno.

L’ambiente interno e gli utenti Gli occupanti all’interno di un edificio hanno un duplice ruolo: • utenti attivi: interagiscono con l’ambiente e lo modificano per soddisfare le loro esigenze di benessere. La conseguenza di tali

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ORIGINAL ARTICLE azioni operative è una modifica del comportamento del sistema edificio-impianto; • utenti passivi: sono soggetti all’ambiente interno di cui fanno uso. Ciò ha delle ripercussioni non solo sul benessere, ma anche sulle prestazioni, sullo stato mentale e sulla salute dell’utente. Questi due aspetti sono intrinsecamente connessi: gli utenti modificano l’ambiente in cui vivono al fine di migliorare la loro esperienza di comfort e queste modifiche influenzano direttamente l’ambiente e il comportamento energetico dell’edificio. La maggior parte degli interventi per l’efficienza energetica è consistita in misure tecnologiche (EEA, a); tuttavia è ormai chiaro come queste misure dovrebbero focalizzarsi sempre di più su un cambiamento di attitudine e di comportamento da parte degli utenti che fruiscono dell’edificio. Le azioni degli utenti sono influenzate da vari fattori e le pratiche degli occupanti cambiano nel tempo e nello spazio e sono, in una certa misura, imprevedibili. Nel rapporto uomo-ambiente, il semplice rapporto tra causa ed effetto acquista complessità: gli atteggiamenti umani e le risposte personali all’ambiente circostante non sono influenzati solo da condizioni spaziali oggettive, ma anche da fattori sociali e psicologici. Secondo (Shove, ) le azioni degli occupanti sono profondamente influenzate dalle norme sociali, nonché da fattori culturali ed economici che plasmano le abitudini e le aspettative delle persone nei confronti dell’ambiente. Per questo motivo, invece di concentrarsi meramente su azioni e atteggiamenti individuali, l’attenzione dovrebbe essere posta sulla comprensione delle convenzioni collettive (Yoshino, ). Questo aspetto potrebbe essere assai più importante in ambienti condivisi, come uffici e scuole, dove l’utilizzo simultaneo di uno spazio da parte di soggetti eterogenei può quotidianamente sottolineare le dinamiche di gruppo e le norme sociali che dettano le azioni dei singoli individui. Diventa fondamentale cercare di definire strategie di intervento non solo tecnologiche, ma che raggiungano livelli promozionali e informativi oltre che definire incentivi economici e attività di tipo normativo-legislativo di supporto (EEA, a). In particolare, (Shove, ) afferma che una teoria centrata sull’utente vede il comportamento dei soggetti influenzato dall’ambiente ma non determinato da esso, mentre è influenzato da altri aspetti come sentimenti, intenzioni, atteggiamenti, aspettative e contesto sociale. In questa tipologia di scenario, l’approccio olistico multilivello è utile per comprendere i diversi fattori che influenzano l’esperienza degli studenti. Pertanto, la raccolta di dati per valutare l’esperienza degli occupanti negli ambienti interni dovrebbe essere in grado di cogliere, oltre alle risposte di soddisfazione e percezione, aspetti relativi alle attitudini individuali e alle dinamiche di gruppo. Comprendere il processo che porta ad agire nei confronti delle condizioni ambientali interne potrebbe essere un significativo passo avanti nell’elaborazione di strategie di gestione specificamente orientate agli utenti, che vedano le preferenze e le aspettative delle persone diventare parte integrante del processo di riqualificazione. In questa prospettiva, è certamente necessario un approccio multidisciplinare nell’elaborazione di questionari POE (Post Occupancy Evaluation). A tale proposito risulta particolarmente interessante quanto riportato in Tabella , in cui vengono illustrate le potenziali scelte strategiche per analizzare il rapporto tra l’interazione umana e la tecnologia (EEA, b).

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AiCARR Journal / Vol 61, n. 2, 49 - 53, 2020 Tabella 1 – Interazione tra attività degli utenti e tecnologia (EEA, b) Table 1 – Four dimensions to analyse human interaction with new energy technologies (EEA, 2013b) Dimensione

Spiegazione

Vincoli

Fattori che possono ostacolare le iniziative, quali partecipazione informata dei consumatori, ostacoli a meccanismi di feedback efficaci, inaspettati costi di capitale, compromessi e considerazioni sui costi, ecc.

Cultura

Tendenze sociali nel diffondersi dei dispositivi e timore della tecnologia.

Vantaggi

Facilità di utilizzo e impostazione degli strumenti di controllo, impatto sulle attitudini del consumatore e potenzialità di cambiamento di abitudini e comportamenti.

Impatto cognitivo

Il legame tra le iniziative di cambiamento di comportamento, l’attività di consumo e l’impatto di tali misure si perde perché diventa irrilevante o è troppo difficile da applicare.

Tra i vari aspetti dell’ambiente interno degli edifici scolastici, il comfort termico e la qualità dell’aria interna, anche nota come IAQ, sono noti per essere altamente influenti sulla produttività e sul processo di apprendimento degli studenti. Inoltre, questi fattori influenzano anche fortemente il risparmio energetico dell’edificio (Zomorodian, ).

Figura 2 – Meccanismi di interazione tra lavoro mentale e ambiente termico. Da (Wargocky e Wyon, ) Figure 2 – The mechanisms by which mental work is affected by the thermal environment. From (Wargocky and Wyon, 2017)

Secondo la letteratura, il miglioramento delle condizioni delle aule, condotto attraverso azioni di progettazione e gestione sostenibili, potrebbe portare a un miglioramento del rendimento scolastico del % (Wargocky e Wyon, ). In particolare, indagini condotte sul campo dimostrano come le condizioni di qualità dell’aria e temperatura dell’aria influenzino le prestazioni degli utenti a scuola, come mostrato in Figura  (Wargocky e Wyon, ; ). In definitiva, nonostante le difficoltà insite in un simile approccio, una effettiva valutazione delle condizioni di qualità ambientale interna è ottenibile, come accennato in precedenza, mediante un approccio olistico, che implica la stima simultanea di comfort termico, qualità dell’aria, livello visivo e acustico percepito. Qualsiasi disagio in ognuna di queste aree potrebbe compromettere l’apprendimento degli utenti. Relativamente alla qualità dell’aria interna è utile ricordare come, in molti casi, l’inserimento di sistemi di ventilazione meccanica controllata in edifici esistenti o vincolati possa essere assai complesso, per


Tiziano Dalla Mora, Erika Guolo, Fabio Peron, Lorenza Pistore, Piercarlo Romagnoni ragioni tecniche ed economiche, e come la valutazione della variazione della concentrazionedi CO interno sia in realtà solo un aspetto

CONCLUSIONI Per far fronte agli obiettivi di efficienza energetica prescritti dall’Unione Europea, l’attenzione di tecnici e progettisti è stata rivolta al patrimonio edilizio esistente. Tuttavia, la necessità di giungere a un effettivo miglioramento del comportamento energetico non deve mettere in secondo piano altri aspetti che riguardano la conduzione e la gestione degli edifici e il benessere globale dell’utente. La pianificazione degli interventi deve passare attraverso la programmazione di una strategia di intervento che da un lato tenga in debita considerazione tali passaggi e dall’altro preveda la raccolta e l’organizzazione sistematica di dati volti alla reale conoscenza dei processi in atto. Nella prospettiva di definire l’esatta dimensione dell’impegno economico che le Amministrazioni Pubbliche dovranno sostenere, è importante che si definiscano approcci strutturati e ripetibili per

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del problema, sicuramente legato alla presenza e all’attività delle persone, ma certamente non esaustivo per valutare la qualità interna.

l’analisi del patrimonio esistente che tengano in considerazione sia l’aspetto energetico sia quello relativo all’utenza, così da poter permettere la creazione di database unificati. Nel processo decisionale per il rinnovo degli edifici, la valutazione delle misure di efficientamento energetico può essere effettuata a diversi livelli, con metodologie e strumenti che evidenzino criticità e indirizzino verso soluzioni convenienti ed efficaci. Le strategie per definire gli interventi devono considerare diversi aspetti: tecnologico e impiantistico innanzitutto, criteri di convenienza economica, diminuzione degli impatti ambientali e, non ultimo, il benessere e la salute degli utenti. La raccolta di dati per valutare l’esperienza degli occupanti negli ambienti interni permette di cogliere il livello di soddisfazione e percezione relativi alle attitudini individuali e alle dinamiche di gruppo in modo da proporre interventi di miglioramento della salubrità e del comfort.

CONFLITTO DI INTERESSI Nell’articolo presentato non sussistono conflitti di interesse di ordine economico o di altro tipo. BIBLIOGRAFIA Arambula R., Cappelletti F., Gasparella A., Romagnoni P., Tufaro M., Zonta A. . Consumi energetici di edifici scolastici della Provincia di Treviso. Atti del ° Congresso Nazionale AiCARR, Bologna,  ottobre, -. Boscato G., Dalla Mora T., Peron F., Pinamonti M., Romagnoni P., Teso L. . Renovation of a School Building: Energy Retrofit and Seismic Upgrade in a School Building in Motta Di Livenza. Sustainability, (), -. Commissione Europea. . Direttiva //UE del  maggio  sulla prestazione energetica nell’edilizia (rifusione). Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea L  del  giugno . Commissione Europea. . Direttiva //UE del Parlamento Europeo e del Consiglio del  ottobre  sull’efficienza energetica, Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea L  del  novembre . Commissione Europea. . Direttiva //EU del Parlamento Europeo e del Consiglio del  maggio  che modifica la direttiva //UE sulla prestazione energetica nell’edilizia e la direttiva //UE sull’efficienza energetica, Gazzetta ufficiale dell’Unione Europea L  del  giugno . Corgnati S.P., Ansaldi R., Filippi M. . Thermal comfort in Italian classrooms under free running conditions during mid-seasons: Assessment through objective and subjective approaches. Building and Environment, , -. d’Ambrosio Alfano F.R., Ianniello E., Ziviello C., . A protocol for objective and subjective assessment of global comfort in school environments, Proceedings of Roomvent  th International Congress, Helsinki (SF), June -, , -. d’Ambrosio Alfano F.R., Bellia L., Boestra A., van Dijken F., Ianniello E., Minichiello, P. Romagnoni P., M. Gameiro da Silva. . Indoor Environment and Energy Efficiency in Schools. Part : Principles. REHVA Guidebook nr . Bruxelles: REHVA. d’Ambrosio Alfano F.R., Ianniello E., Palella B.I. . PMV-PPD and acceptability in naturally ventilated schools. Building and Environment, , -. Dall’O’ G., Sarto L., . Potential and limits to improve energy efficiency in space heating in existing school buildings in northern Italy. Energy and Buildings, , -. Dalla Mora T., Peron F., Romagnoni P., Almeida M., Ferreira M. . Tools and procedures to support decision making for cost-effective energy and carbon emissions optimization in building renovation. Energy and Buildings, , -. Delzendeh E., Wu S., Lee A., Zhou Y. . The impact of occupants’ behaviours on building energy analysis: A research review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, , -. WEBGRAFIA [] https://www.efficienzaenergetica.enea.it/servizi-per/pubblica-amministrazione/ riqualificazione-energetica-degli-edifici-della-pubblica-amministrazione/ediliziapubblica-e-scolastica/guida-all-efficienza-energetica-negli-edifici-scolastici.html ENEA. Guida all’efficienza energetica degli edifici scolastici.

EEA. a. Main factors influencing consumer behaviour and emergence of consumption. European Environmental Agency Technical report. EEA. b. Four dimensions to analyse human interaction with new energy technologies. Appendix. Ott W., Bolliger R., Ritter V., Citherlet S., Favre D., Perriset B., Almeida M., Ferreira M. . Methodology for Cost-Effective Energy and Carbon Emissions Optimization in Building Renovation (M. Almeida ed.). Braga: University of Minho. Pistore L., Cappelletti F., Romagnoni P. a. Indoor environmental quality, individual attitudes and group dynamics in shared environments: investigations of users’ behaviour in school classrooms through a multi-level holistic approach. Proceedings of AiCARR st International Congress “The human dimension of building energy performance”, Venezia (I), February -, -. Pistore L., Pernigotto G., Cappelletti F., Gasparella A., Romagnoni P. b. A stepwise approach integrating feature selection, regression techniques and cluster analysis to identify primary retrofit interventions on large stocks of buildings. Sustainable Cities and Society, . Romagnoni P., Peron F., Cappelletti F., Guolo E., Temporin T., Pernigotto G. . Valutazione dell’efficacia di interventi di efficienza energetica negli edifici scolastici. AiCARR Journal, n°, -. Shove E. . Converging Conventions of Comfort, Cleanliness and Convenience. Journal of Consumer Policy, , -. UNI. . Prestazione energetica degli edifici – Valutazione globale EPB – Parte : Struttura generale e procedure. Norma UNI EN -. Milano: Ente Italiano di Normazione. Wargocki P., Wyon D.P. . Providing better thermal and air quality conditions in school classrooms would be cost-effective. Building and Environment, , -. Wargocki P., Wyon D.P. . Ten questions concerning thermal and indoor air quality effects on the performance of office work and schoolwork. Building and Environment, , -. Yoshino H., Hong T., Nord N. . IEA EBC annex : Total energy use in buildings-Analysis and evaluation methods. Energy and Buildings, , -. Zomorodian Z.S., Tahsildoost M., Hafezi M. . Thermal comfort in educational buildings: A review article. Renewable and sustainable energy reviews, , -.

[] www.legambiente.it/ecosistema-scuola/ XIX Rapporto di Legambiente sulla qualità dell’edilizia, delle strutture e dei servizi.

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ORIGINAL ARTICLE

AiCARR Journal / Vol 61, n. 2, 54 - 59, 2020

Sonia Longo1, Francesco Guarino1, Giovanni Tumminia2, Daniele Friscia1, Maria Anna Cusenza1, Marco Ferraro2, Maurizio Cellura1*

Reaching net zero energy at the neighbourhood scale: feasibility studies in the south of Italy Raggiungere l’energia netta zero a livello di quartiere: studi di fattibilità nel sud Italia Department of Engineering, University of Palermo, Viale delle Scienze, Building 9, 90128, Palermo, Italy 2 Institute for Advanced Energy Techonologies “Nicola Giordano” - National Research Council of Italy, Via Salita S. Lucia sopra Contesse 5, 98126 Messina, Italy 1

*Corresponding author:

DOI: 10.36164/AiCARRJ.61.02.04

Prof. Maurizio Cellura Department of Engineering University of Palermo Viale delle Scienze, Building 9 90128, Palermo, Italy maurizio.cellura@unipa.it

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Abstract

Sommario

The concept of “net zero energy building” has been recently implemented in regulations throughout Europe: however, some aspects regarding e.g. the interaction of generation and load between buildings and the energy interactions of each building between each other are often overlooked by an approach that focuses mostly on the single building scale. The objective of the study is to evaluate the potential for reaching net zero energy target on a district level in a mixed-use community in southern Italy. The paper identifies a district case study, made of around twenty buildings having mixed uses. The buildings were modeled in Energy Plus environment and a set of retrofit solutions are identified, including HVAC and envelope components, as well as energy generation options from photovoltaic systems. The retrofitted neighbourhood shows an overall electricity yearly energy use of around  MWhe, with a reduction of around % if compared to the existing one. All retrofit solutions show payback times below  years. Keywords: ▶ Net zero energy building ▶ nZEB ▶ Energy retrofit ▶ Net zero energy clusters

Il concetto di “edificio a energia netta zero” è stato recentemente implementato in tutti i regolamenti dei paesi europei. Tuttavia, l’approccio dettato dall’Europa si concentra principalmente sulla scala dell’edificio singolo, tralasciando alcuni aspetti riguardanti ad esempio l’interazione di generazione e carico tra edifici e le interazioni energetiche tra edifici. L’obiettivo di questo studio consiste nell’applicazione della definizione di net zero energy building ad un gruppo di edifici ubicati nell’Italia meridionale e caratterizzati da una destinazione d’uso variegata. Lo status quo di una ventina di edifici è stato simulato in ambiente energy plus e sono state successivamente selezionate una serie di soluzioni di retrofit applicate sia sull’involucro sia sugli impianti. Per raggiungere il target di edificio a energia netta zero si è ipotizzato di generare energia da sistemi fotovoltaici a scala di distretto. Grazie alle soluzioni di retrofit il quartiere avrà un consumo complessivo annuo di circa  MWhe, con una riduzione di circa il % rispetto alla situazione precedente. Tutte le soluzioni di retrofit proposte hanno tempi di ritorno dell’investimento inferiori ai  anni. Parole chiave: ▶ Edificio a energia netta zero ▶ nZEB ▶ Retrofit energetico ▶ Quartieri a energia netta zero

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Sonia Longo, Francesco Guarino, Giovanni Tumminia, Daniele Friscia, Maria Anna Cusenza, Marco Ferraro, Maurizio Cellura

Introduction Net zero energy buildings (nZEB), defined as a grid-connected building that generates as much energy as it uses over a year (Salom et al., ) are currently included in research agendas as well as policy plans throughout the world. The concept of net zero energy on a single building level, in any of its declinations and shapes, is of particular relevance to several domains of application. Although a wide variability of definitions exist for how “net zero” should actually be achieved throughout the world (i.e. uncertainty on conversion factors and energy uses to include in the energy balance) (Mohamed et al., ; Noris et al., ) some of the aims and targets are usually shared in any regulatory framework. Firstly, the idea of nZEB aims at a decarbonization of the economy and of the energy sector through an intensive deployment of renewable energy technologies, but also is oriented towards the new paradigm in distributed energy generation (D’Agostino e Mazzarella, ; Candanedo e Athienitis, ) as well as to relieve the load on the energy distribution system (Guarino et al., ; Bobba et al., ). However, applying the definition of net zero energy to the single building has some limits: basically focusing on a single building with specific use profiles, occupants behaviour, features and specifics of the energy load to cover, may have only limited impacts on the actual achievement of the on-site consumption as the heterogeneity in energy generation/use profiles might still cause lack of alignment between generation and energy use (Marique et al., ). Moreover, another issue may lie within specific buildings features, i.e. the historical value in heritage buildings, whereas it may be impossible to perform energy oriented retrofits or installing renewable based systems, or the geometry i.e. tall buildings may not have sufficient areas where to physically place renewable energy generation systems to cover the whole of their needs. Thus the step towards the neighbourhood level when defining net zero energy targets may be particularly effective, as the load diversity may smooth load profiles inside the district, generation excesses from one building may be re-directed towards those with higher needs at the specific time – thus reducing the need for energy storage. Moreover, reasoning on a district scale can allow a more efficient energy planning of the renewable energy systems being needed in the neighbourhood with no constraints on the fulfilment of an energy balance limited on the boundaries of the single unit (Franzitta et al., ; ). In previous studies, the net zero energy objective is most often considered at the building scale. Several papers propose thus definitions of net zero energy buildings (Marszal et al., ), calculation methodologies (Cellura et al., ; ), renewable technologies (Beccali et al., ; Finocchiaro et al., ; Guarino et al., ) or support tool for early stages of design (Cellura et al., ; Ciulla, ). However, despite the different advantages to extend the net zero energy targets from the single unit to neighbourhood level, research and papers dealing with net zero energy at larger scales are not numerous: a few papers study the design of a net zero energy neighbourhood (Hachem-Vermette et al., ), while only a limited range of research addressing the problem of retrofit at neighbourhood scale (Sartori e Calmon, ). Moreover, comprehensive retrofit guidelines for achieving high-energy performance mixed-use neighbourhoods are sorely lacking. In this context, this paper aims at contributing the existing papers relating to net zero energy by investigating the feasibility of this objective at the neighbourhood scale. Moreover, the study forms part of a large scope research programme aimed at assessing the effects

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of multiple retrofit parameters on energy performance of such neighbourhoods, and the development of guidelines for their redesign. This study therefore aims to analyse the energy consumption and the application of different retrofit measures in an existing neighbourhood located in the southern coast of Sicily (Italy). The buildings were modeled in Energy Plus environment and a set of retrofit scenario is identified, including HVAC and envelope components, as well as energy generation options from PV systems. In addition, a preliminary analysis of the economic feasibility of the different scenario options have been conducted.

Methods Case study The selected neighbourhood is located in the city of Sciacca, in the southern coast of Sicily (Italy). This location is characterized by a comfortable climate, with mild winters and moderately hot summers. Although not representative of all the locations of the Mediterranean, this climate is very close to a wide range of coastal Mediterranean sites. Figure  shows an aerial image of the selected neighbourhood and identifies the location and quantity of the buildings analysed.

Figure 1 - Aerial image of the selected neighbourhood Figura 1 - Foto aerea del quartiere esaminato

The case studies were selected to obtain a sample of buildings having mixed uses, such as residential, offices, commercial activities and schools. In total,  multi-storey buildings were identified, including  residential apartment (R),  school (S),  commercial activities (C) and  offices (O). In detail, all the selected buildings are detached building with balconies. Of these,  are six floors buildings,  have five floors, while the remaining  buildings are  and  floors buildings, respectively. All buildings were built in the period between  and . Since it was not possible to analyse the envelope features of each building, they were chosen according to the typical construction used in the Sicilian context during the decade -. In particular, the thermophysical properties of existing buildings envelope components in terms of U-values are estimated at . W/(m K) (walls), . W/(m K) (windows), . W/(m K) (roofs), . W/(m K) (basement concrete slab floor) and . W/(m K) (ceiling floor). All external walls have a mass layer (brick,  cm for external walls) without insulation material. The buildings were fitted with clear single-glazed aluminium window, whit a solar heat gain coefficient equal to about .. For each building, heating is based on a conventional natural gas boiler and an autonomous air-to-air heat pump, which also covers cooling needs. The only exception is Building  (the school), which is not provided of a cooling system. Table  shows the intended use and useful area of all the buildings

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AiCARR Journal / Vol 61, n. 2, 54 - 59, 2020

selected. One building has a useful surface less than , m (Building ), five buildings have a useful surface between , m and , m, while nine of these have a useful surface between , m and , m, finally four buildings have a useful surface higher than , m.

the electric equipment included different appliances depending on the type of building, such as refrigerators, computer, etc.

Table 1 - Intended use and useful surface of the analysed buildings. R: residential apartment; S: school; C: commercial activities; O: offices Tabella 1 - Destinazione d’uso e superficie utile degli edifici analizzati. R: appartamenti residenziali; S: scuole, C: attività commerciali; O: uffici Useful Intended Useful Building Intended use Surface [m] Building use Surface [m] 

S

,

a

R-C-O

,

a

R

,

b

R-C

,

b

R-C

,

c

R-C

,

c

R

,

R-C

,

d

R

,



R-C

,

R-C

,

a

R

,

R



b

R

,

R - C - O.

,

c

R

,

O

,

d

R

,

R-C

,

Neighbourhood

-

,

Modeling Buildings have been modeled in Energy Plus environment (Crawley et al., ). Simulations were run with meteorological data from the Meteonorm database [] for the city of Sciacca. Infiltration, always active during the day, is modeled using the equation (ASHRAE, ): Infiltration = Id  (A + B  (Tz – To)) + C  Ws + D  Ws²) () where Id is the expected average infiltration hourly value, Tz is the air temperature of the zone, To is the outside air temperature and Ws is the wind speed. All constants (A, B, C, D) are those used for the BLAST software and reported in the Energy Plus documentation []. Natural ventilation is modeled through the separate contributions of wind and stack to the airflow through the Wind and stack empiric formulation (ASHRAE, ). In detail, wind induced ventilation is obtainable through equation (), while equation () is used for calculating the ventilation rate due to stack effect. Qw = Co  A  F  Ws () Qs = CD  A  Fs  √   g  ∆HNPL  (|Tz – To| / Tz) ()  where Co is the opening effectiveness, A is the opening area [m ], F is the opening area fraction, CD is the discharge coefficient for opening, ∆HNPL is the height from midpoint of lower opening to the neutral pressure level [m]. In detail, windows are open when external air temperature is in the range of  °C < Te <  °C, internal temperature is higher than  °C and wind speed is lower than  m/s. Levels of occupancy were based on the real occupancy levels of the investigated buildings. In detail, for the residential use, through surveys analysis to the owners of each building, ten different types of representative use profiles were identified. The offices and the commercial activities, were occupied during working days from : a.m. until : p.m., with a break for lunch from : p.m. to : p.m., while the school (Building ) was occupied from : a.m. until : p.m. Lighting and electrical loads are determined in terms of average load per unit area, through site investigations. In detail, Figure  shows the electric daily profile for lighting and electrical loads assumed for each building analysed. The lighting systems use light bulbs while

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Figure  - Electric daily profile for electrical loads Figura 2 - Profilo giornaliero dei carichi elettrici

Heating is based on a conventional natural gas boiler (total efficiency equals to .) and an air-to-air heat pump (coefficient of performance (COP) of about  and energy efficiency ratio (EER) of about .). To cover the heating and cooling demand an ideal loads air system, using  °C and  °C as heating and cooling set-points, was used. Electricity and gas data for heating and cooling are calculated as generated with a heat pump and a gas boiler with constant performance coefficients over time. Retrofit solution scenario Five retrofit solutions, commonly used in the Mediterranean building retrofitting projects, were selected for the retrofit analysis, as shown in Table . The energy-saving measures were applied to both the building envelope and the heating system. Within the five solutions, two are HVAC measures covering efficiency of cooling and heating equipment; one is for lighting upgrade to LED; another one is replacement with high-performance windows. Finally, insulation measures were taken for the roof, façade and floor.

Table  - The proposed retrofit solution Tabella 2 - Soluzioni proposte per il retrofit Name

Description

HVAC - heating

Replace existing heating systems with highefficiency natural gas condensing boiler with an annual fuel utilization efficiency of .

HVAC - cooling

Replace existing cooling systems with an air-to-air heat pump with an EER of .

Transparent envelope

Replace existing window glasses and frames with high performance windows (U-value:  W/(m K) - SHGC: .)

Installation of a layer of insulating material Opaque envelope (thickness:  cm; thermal conductivity: . W/(m K) on the external side of all external walls Lighting

Replace existing lighting systems with LEDs

In addition to the measures applied to the buildings envelope and the HVAC systems, the potential of renewable energy generation on site was analysed. Therefore the economic and energy impacts of adding a photovoltaic system were calculated for each examined building. In detail, a PV system is assumed to cover all the available roof surfaces of each building. The tilt angle of ° is selected for being within the optimal range for the studied location (Sciacca, latitude . °N) corresponding to latitude ±°. The Equivalent One-Diode model employed in EnergyPlus is selected to perform electricity generation


Sonia Longo, Francesco Guarino, Giovanni Tumminia, Daniele Friscia, Maria Anna Cusenza, Marco Ferraro, Maurizio Cellura simulations of the PV systems. This model employs a four-parameter empirical model to predict the electrical performance of PV modules []. Table  shows the nominal power of the photovoltaic systems installed on each building. In detail, the nominal power of photovoltaic systems varies between . kWp (Building ) and . kWp (Building ), with a total nominal power equals to about  kWp.

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retrofit solution, a simple investment payback time was calculated as the retrofit investment cost divided by the annual savings (the general assumptions are summed up in Table ). Table 4 - Systems costs assumed for the retrofit solution Tabella 4 - Costi dei sistemi assunti nelle soluzioni per il retrofit [€/kWp]

Table  - Nominal power of the photovoltaic systems installed on each building Tabella 3 - Potenza nominale dei sistemi fotovoltaici installati su ciascun edificio Building

PV system [kWp]

Building

PV system [kWp]

.

a



a

.

b

.

b

.

c

.

c

.

.

d

.



.

.

a



.

b

.



c

.

.

d

.

.

-

-

[€/m]

HVAC - heating 

Transparent envelope 

HVAC - cooling

Opaque envelope



[€/W] Lighting 

.

Results and discussions Results of the simulations of each type of building for the base case, in terms of electricity consumption, natural gas (NG) consumption and of primary energy consumption are summarized in Table . At the neighbourhood scale, the yearly electricity and the natural gas demand are about  MWhe and   m, respectively. The primary energy consumption is about , MWhp, it is for the most part due to appliances and lighting (%). Limited impact on the consumptions are due to heating (%), cooling (%).At building level, the primary energy consumption is variable between . MWhp (Building ) and . MWhp (Building ). Table  - Simulation results for the base case neighbourhood

Assessment Criteria The comparison between the existing neighbourhood (the base case) and the retrofitted one was performed based on primary energy consumption. Moreover, to verify if the nZE district target, defined in this work as primary energy balance greater than or equal to zero, on a single and on district level is achieved, the following primary energy balance was considered: Primary Energy Balance = G  Wgen (Lel  Wel + Lgas  Wgas) () where G is the generated energy, Lel is the electrical load, wel is the weighting factor for the electricity energy carrier (. kWhp/kWhf ), wgen is a generation weighting factor (. kWhp/kWhf ), which in this study is considered equal to the grid electricity generation conversion factor in order to give value to the fact that the PV generated energy substitutes the energy generation from the conventional power grid. Lgas is the natural gas consumptions and wgas the weighting factor for the natural gas energy carrier (. kWhp/kWhf ). Moreover, also an import/export balance was calculated, considering only the electric energy: Import / Export Balance = Eexport – Eimport () where Eexport and Eimport are the exported and imported energy, respectively.In order to investigate the temporal match between load and generation for the retrofitted neighbourhood, the load cover factor (γload) index was calculated. Defined in equation (), it represents the percentage of the electrical demand covered by on-site electricity generation: τ₂ τ₂ Υload = ∫τ₁ min[g(t),l(t)] dt ∫τ₁ l(t) dt () where g(t) is the on-site generation (kW), while l(t) is the building load (kW), t is the time, τ and τ are the start and the end of the evaluation period, respectively. Finally, since to reach the target of nZEBs, the technical feasibility in general is not sufficient to help the diffusion of nZEBs into building current practice, a preliminary analysis of the economic feasibility of the different retrofit option was conducted. However, since the research goal was not the costs minimization of the proposed retrofit solutions, a method for the cost minimisation was not taken into account, but to investigate the economic feasibility of the proposed

/

Tabella 5 - Risultati della simulazione per il caso base del quartiere Final energy Building

NG

Primary Energy

Electricity

NG

Electricity

Total

[ m ]

[MWhe]

[MWhp]

[MWhp]

[MWhp]

.

.

.

.

.

a

.

.

.

.

.

b

.

.

.

.

.

c

.

.

.

.

.

d

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

a

.

.

.

.

.

b

.

.

.

.

.

c

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.



.

.

.

.

.

a

.

.

.

.

.

b

.

.

.

.

.

c

.

.

.

.

.

d

.

.

.

.

.

Neighbourhood

.

.

.

,.

,.

Table  presents the simulation results for the proposed retrofit solutions summarized in Table . At neighbourhood scale, the results show an overall electricity energy use and an overall natural gas consumption of around  MWhe and   m, respectively, marking a reduction of around % and of about %, respectively, if compared to the existing one. Considering the primary energy uses, the results show an overall reduction of about %, while at building level, if

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compared to the base case, it decrease between the -% (Building c and Building d) and the -% (Building ). Due to the measures applied to the buildings envelope and the HVAC systems, if compared to the base case, the heating primary energy demand and the cooling primary energy demand show an overall reduction of about % and %, respectively. Considering the heating energy demand, if compared to the base case, Building  is characterized by the lowest reduction (-%), while Building  is characterized by the highest decrease (-%). On the other hand, for the cooling energy demand, Building  is characterized by the lowest decrease (-%) while Building  is characterized by the highest reduction (-%). Finally, Table  also shows also the preliminary cost analysis results in terms of simple payback time (PBT). The results show that the proposed retrofit solutions are economically feasible because for all buildings the return times of economic investments are lower than the mean useful life of the proposed solutions. In detail, in all cases the PBTs are lower than  years; for % of the buildings the PBTs are below  years. Table  - Simulation results for the retrofitted neighbourhood Tabella 6 - Risultati della simulazione del quartiere post retrofit Final energy Building

Primary Energy Total

PBT

NG

Electricity

NG

Electricity

[ m]

[MWhe]

[MWhp]

[MWhp]

.

.

.

.

.

.

a

.

.

.

.

.

.

b

.

.

.

.

.

.

c

.

.

.

.

.

.

d

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.



.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

a

.

.

.

.

.

.

b

.

.

.

.

.

.

c

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.



.

.

.

.

.

.

a

.

.

.

.

.

.

b

.

.

.

.

.

.

c

.

.

.

.

.

.

d

.

.

.

.

.

.

Neighbourhood

.

.

.

,.

,.

.

[MWhp] [years]

Figure  shows the potential yearly electricity PV generation for each building (Figure a) and the monthly electricity generation at neighbourhood scale (Figure b). Moreover it shows two yearly different energy balances at building level: a primary energy balance calculated using equation () (Figure c) and an import/export energy balance considering only the electricity energy (Figure d). Finaly, Figure e and Figure f show monthly the primary energy balance and the import export energy balance at at neighbourhood scale, respectively. The yearly electricity energy produced at neighbourhood level is about  MWhe (, MWhp of primary energy), while

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at building level it varies between . MWhe (Building , . kWp PV system) and . MWhe (Building , . kWp PV system). As shown by Figure c for the base case, even if photovoltaic systems are installed on each building with a total installed power equal to  kWp, the NZE target at neighbourhood scale is not achievable, with a deficits of about  MWhp of primary energy. Moreover, although the primary energy deficit (- MWhp) has decreased significantly compared to the base case, also the retrofitted district does not achieve the nZEB target. Only Building a (+. MWhp), Buidling  (+. MWhp) and Building  (+. MWhp) are able to achieve a positive primary energy balance, while for all the  buildings analysed, the NZE target is not attainable: the primary energy balance varies between -. MWhp (Building ) and -. MWhp (Building ). As shown in Figure d, while the base case neighbourhood shows a negative import/export balance (-. MWhe), the retrofitted neighbourhood shows a positive balance (+. MWhe), which means that yearly at district level the building export electricity. Moreover, at building level, for the retrofitted district, only the building  shows a negative import/export balance (-. MWhe), while for all the others investigated building the import/export balance varies between +. MWhe (Building ) and +. MWhe (Building ).

Figure  - a) yearly PV electric energy generation at building level; b) monthly PV electric energy generation at neighbourhood scale. c) yearly primary energy balance at building level; d) yearly import/export energy balance at building level; e) monthly primary energy balance at neighbourhood scale; f) monthly delivered/exported energy balance at neighbourhood scale Figura 3 - a) generazione annua di energia elettrica da PV a livello di edificio; b) generazione mensile di energia elettrica da PV a livello di quartiere. c) bilancio annuo di energia primaria a livello di edificio; d) bilancio annuo di energia importata/esportata a livello di edificio; e) bilancio mensile di energia primaria a livello di quartiere; f) bilancio mensile a livello di quartiere; f) bilancio di energia importata-esportata a scala di quartiere

Finally, the yearly graphical representations of γload for the retrofitted neighbourhood (Fig.) shows the correlation between on-site


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energy demand and supply. In detail, X-axis in the graph represents the hours of the day (-), the y-axis are the days of the year (-), while the levels of colours in the graph represent the values γload. The γload strictly follows the on-site PV energy generation. In particular, sometimes it can reach  during the day as generation reaches its peak, decreases during low solar radiation hours while during the night it is equal to zero.

Figure  - Hourly γload for the retrofitted neighbourhood Figura 4 - γload orario relativo al caso studio post-retrofit

CONCLUSIONS This paper presents a set of retrofit solutions to reach the NZE target at district level of a mixed-use neighbourhood located in Sciacca, Italy. The neighbourhood comprises offices, a school, commercial activities and about  residential units for a useful buildings surface of about , m. The measures applied to the buildings envelope and the HVAC systems allow to reduce primary energy consumption at district level by % compared to the base case. Moeover, while the base case yearly at district level imports about  MWhe, retrofitted neighbourhood annually exports . MWhe. The preliminary cost analysis shows that the proposed retrofit solutions are economically feasible: in all cases the PBTs are lower

than  years. In this context, the paper shows as analysing energy performance of a mixed-use community as an integrated system represents a prospect to share energy resources (e.g. between energy positive buildings and others), and to explore opportunities for seasonal storage, controlling peak electricity production timing and reducing utility peak demand. Further benefits could be achieved by the use of energy flow optimization algorithms or by the use of Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) systems between the various buildings. Finally, this work is intended to serve as a model for the redesign and analysis of mixed-use neighbourhoods in the Mediterranean climate.

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Efficienza energetica

NuovaEPBD : il contributo dei BACS al risparmio energetico degli edifici Analisi dei dati sugli impatti conseguenti all’applicazione delle misure approvate nella nuova Direttiva sulla prestazione energetica nell’edilizia riguardanti l’installazione di sistemi di automazione e controllo negli edifici esistenti e di nuova costruzione P. Waide*

Introduzione La Direttiva  del  sulla prestazione energetica nell’edilizia (Commissione europea, ), revisione della EPBD del  (Commissione europea ), mira a migliorare ulteriormente l’efficienza energetica degli edifici. La Direttiva riconosce che il controllo dei sistemi impiantistici per l’edilizia, e cioè quelli di riscaldamento, raffrescamento, produzione di acqua calda sanitaria, ventilazione e illuminazione, è un elemento essenziale dell’efficienza energetica di tutto il sistema e contiene un grande potenziale di risparmio energetico. Mentre la EPBD del  conteneva incoraggiamenti piuttosto indiretti o ambigui a migliorare la

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prestazione energetica dell’edificio utilizzando un miglior controllo di questi sistemi, la Direttiva  colma questa lacuna inserendo alcune specifiche misure intese a migliorare il monitoraggio e il controllo dei sistemi energetici a servizio degli edifici. Tali misure riguardano l’installazione e l’utilizzo dei Building Automation and Control System – BACS, sistemi che contribuiscono al controllo automatico e all’ottimizzazione dell’esercizio di un edificio e che nel testo della norma UNI EN - (UNI, ) vengono definiti come tutti i prodotti, i software e i servizi di ingegneria che sovraintendono al controllo di uno o più impianti per la climatizzazione invernale ed estiva, la ventilazione,

la produzione di acqua calda sanitaria o l’illuminazione. In sintesi, le misure previste dalla Direttiva  sono le seguenti (in parentesi gli articoli interessati): • requisiti di obbligatorietà di installazione e ammodernamento entro il  dei BACS negli edifici non residenziali esistenti e di nuova costruzione dotati di impianti con potenza nominale superiore a  kW (Articoli  e ); • incentivi per la installazione di sistemi per il monitoraggio continuo


della efficienza energetica e per un efficace controllo degli impianti HVAC in edifici multifamiliari esistenti e di nuova costruzione (Articoli  e ); • requisiti circa l’installazione nei nuovi edifici, laddove tecnicamente ed economicamente fattibile, di dispositivi autoregolanti di controllo della temperatura, quali ad esempio valvole termostatiche e valvole di zona. Negli edifici esistenti, sempre purché tecnicamente ed economicamente fattibile, i dispositivi autoregolanti vanno installati contestualmente alla sostituzione dei generatori di calore (Articolo ); • esenzione dalle ispezioni fisiche degli impianti di riscaldamento e di condizionamento dell’aria per gli edifici non-residenziali dotati di BACS e per gli edifici residenziali dotati di sistemi di monitoraggio (Articoli  e ); • ottimizzazione delle prestazioni energetiche in condizioni di carico massimo e di carico parziale, anche tramite l’installazione di dispositivi per il bilanciamento dinamico idraulico (Premesse); • requisiti rafforzati riguardanti l’ottimizzazione delle prestazioni dei Technical Building Management System – TBMS, che nel testo della norma UNI EN - vengono identificati come i sistemi che rendono disponibili tutte le informazioni utili alla gestione degli impianti, quali il monitoraggio dei valori delle grandezze ambientali ed energetiche, gli allarmi e le diagnosi (Articolo ); • definizione di BACS in conformità agli Standard Europei richiamati nella Direttiva (Articolo ). La valutazione d’impatto sul risparmio di energia degli edifici che ha accompagnato la revisione dell’EPBD non ha preso esplicitamente in considerazione l’effetto delle suddette misure riguardanti i BACS, in quanto esse sono state ricomprese nell’impatto complessivo conseguente all’applicazione della Direttiva revisionata. Pertanto si ritiene importante, sia per il legislatore che per tutti coloro che sono direttamente o indirettamente coinvolti nell’implementazione della Direttiva nei singoli Stati Membri, comprendere il contributo che le

nuove misure, riguardanti specificamente i BACS, potranno dare nel contesto degli obiettivi complessivi di risparmio energetico e il peso che esse avranno nel complesso delle azioni che verranno attivate in relazione all’applicazione dell’EPBD .

Scenari Lo studio, che riguarda l’analisi di dettaglio dell’impatto atteso sul risparmio energetico degli edifici in conseguenza dell’implementazione delle misure concernenti i BACS previste nella nuova EPBD, è stato svolto facendo ricorso a una simulazione “bottom-up” sviluppata ad hoc, nell’ambito della quale sono stati previsti tre diversi scenari, proiettati all’anno  (Ecofys, ): • scenario “conforme alla nuova EPBD”, dove tutte le misure relative ai BACS vengono implementate in maniera adeguata, così come previsto dalla nuova EPBD; • scenario “conforme alla nuova EPBD senza BACS”, dove vengono implementate tutte le misure previste dalla nuova EPBD tranne quelle relative ai BACS; • scenario “frozen BACS”, dove non solo le misure relative ai BACS non vengono implementate come previsto dalla nuova EPBD (vedi scenario precedente), ma le prestazioni dei BACS rimangono “congelate” alla situazione registrata nel ; anche in questo scenario è comunque considerata l’implementazione di tutte le altre misure previste nella nuova EPBD. Il primo scenario, quello “conforme alla nuova EPBD”, è identico allo scenario “agreed amendments” previsto nella valutazione dell’impatto sul risparmio di energia degli edifici di cui si è detto. Prevede rilevanti risparmi energetici nel patrimonio immobiliare al , presumendo una serie di misure, da quelle che migliorano sensibilmente la prestazione energetica dell’involucro edilizio e degli impianti a quelle relative ai BACS. Nel secondo scenario, che è necessario considerare per isolare l’impatto delle misure relative ai BACS, sono implementate esclusivamente le misure non relative ai BACS esattamente come nello scenario “agreed amendments”. Il contributo al miglioramento della prestazione energetica degli edifici connessa ai BACS evolve dunque così come era atteso nella precedente versione dell’EPBD (Commissione europea, ). Il nome di questo scenario è in qualche modo fuorviante, in quanto è di fatto del tutto conforme con le misure previste nella nuova EPBD, esclusi i BACS, per i quali si presume la stessa progressione che ci sarebbe stata nel caso in cui l’EPBD non fosse stata revisionata. Il terzo scenario è simile al precedente, con la differenza che la prestazione energetica dei BACS non progredisce in alcun modo, ma resta ferma ai livelli rilevati nel , cioè all’inizio del periodo considerato. In sintesi, per quanto riguarda il controllo dei

sistemi energetici, lo scenario “frozen BACS” non considera alcun miglioramento rispetto alla situazione attuale, lo scenario “conforme all’EPBD senza BACS” si potrebbe identificare come “business as usual” e lo scenario “conforme all’EPBD” è quello in cui tutte le misure della nuova EPBD sono implementate in linea con le norme. Lo specifico impatto delle misure riguardanti i BACS in termini di energia, di emissioni di CO e di aspetti economici si ottiene come differenza tra lo scenario “conforme all’EPBD senza BACS” e lo scenario “conforme all’EPBD”.

Metodologia Per analizzare i tre scenari individuati è stato sviluppato un dettagliato modello Excel con logica “bottom-up” che ha consentito di simulare il parco edilizio europeo. Così come la valutazione d’impatto della nuova EPBD, esso è basato sui dati dettagliati provenienti dall’EU Building Stock Observatory, un database creato dalla Direzione Generale Energia della Commissione Europea per monitorare la prestazione energetica degli edifici in Europa. Il modello prevede l’evoluzione nel tempo del parco edilizio utilizzando le stesse assunzioni della valutazione d’impatto della nuova EPBD, così che la superficie per tipo di edificio, le risorse energetiche impiegate, i materiali utilizzati e la loro composizione, i profili di utilizzo, i tipi di sistemi impiantistici per l’edificio e la loro efficienza evolvono coerentemente con la valutazione d’impatto ufficiale. Gli aspetti innovativi di questo studio sono l’analisi esplicita e la sovrapposizione dello scenario relativo all’evoluzione della prestazione energetica dei sistemi di automazione e controllo dell’edificio a quello scenario evolutivo già considerato nella revisione della EPBD e quindi l’esame dell’evoluzione delle prestazioni del BACS se le misure previste nella EPBD non venissero implementate, mentre le altre lo fossero. L’approccio utilizzato è stato quello di applicare i fattori BAC semplificati riportati nella norma UNI EN - (UNI, ), che classifica i BACS in ragione della prestazione energetica attesa grazie alla loro installazione: dalla classe D, con la prestazione energetica peggiore, alla classe A, con la prestazione energetica migliore. I fattori BAC sono indici della prestazione energetica media della classe e sono associati a ciascuna delle classi, consentendo di scalare il consumo energetico dei sistemi impiantistici a servizio dell’edificio in ragione delle modalità di controllo adottate. A un BACS di classe C, utilizzata come riferimento nell’ambito di questo studio, corrisponde un fattore BAC di valore , mentre a un BACS di classe D corrisponde un valore superiore a  e ai BACS di classe B o A valori inferiori a . Tali valori sono stati derivati da un’analisi dei risultati di un insieme piuttosto esteso di simulazioni numeriche riguardanti le prestazioni energetiche di edifici a diversa destinazione d’uso dotati di BACS caratterizzati da diverse modalità

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di automazione e controllo degli impianti. Le classi di prestazione energetica dei BACS e i corrispondenti fattori BAC sono connessi ai graduali miglioramenti nelle funzionalità dei BACS adottati. Un esempio può essere quello del passaggio da un interruttore che controlla l’illuminazione manualmente (classe D) a un dispositivo che controlla automaticamente il livello di illuminamento mediante sensori di presenza e schermature mobili, in risposta ad aumenti del livello di luce naturale (classe A). Simili descrizioni di funzionalità riguardano le diverse classi di BACS, in relazione agli impianti installati negli edifici e alle soluzioni utilizzate per fornire il servizio. Inoltre, i valori dei fattori BACS sono riferiti alle tipologie di edifici considerate, quali case mono o plurifamiliari oppure uffici, edifici in ambito educativo e negozi, e vi è dunque una serie di tipologie assai estesa cui possono essere applicati i diversi livelli di funzionalità dei BACS: non solo edifici di tipo diverso, ma anche diversi impianti e servizi tecnici per gli edifici. La combinazione delle diverse possibili funzionalità ingenera una specifica classe di prestazione energetica e quindi uno specifico valore del fattore BAC secondo lo standard EN . Il modello di simulazione utilizzato in questo studio è stato elaborato in modo da trattare tutte le possibili combinazioni di parametri, proiettandole nel tempo in relazione alle possibili evoluzioni delle funzionalità dei BACS in coerenza con i tre scenari in precedenza descritti. Il quadro corrispondente all’inizio del periodo considerato per l’evolversi degli scenari, cioè la distribuzione delle classi energetiche dei BACS per tipi di edifici e impianti nell’anno , è stato determinato applicando le informazioni provenienti da questionari inviati ai membri dell’European Building Automation and Controls Association e da dati disponibili in letteratura. Mentre lo scenario “frozen BACS” è piuttosto intuitivo, nel senso che la distribuzione delle classi energetiche dei BACS si considera immutata in tutto il periodo -, per gli altri due scenari è previsto che la distribuzione dei BACS in base alla classe energetica migliori nel corso del tempo. Al fine di stimare i trend attesi nello scenario “conforme all’EPBD senza BACS” è stata condotta una analisi dei tassi storici di miglioramento connessi alla progressiva sostituzione dei BACS e i trend così ricavati sono stati assunti come riferimento per il futuro. Per quanto riguarda lo scenario “conforme all’EPBD”, l’impatto delle misure presenti nella nuova EPBD è stato sovrapposto ai suddetti trend storici considerando però il preciso adeguamento ai requisiti della nuova EPBD. In generale si è visto che nei casi di riqualificazione come in quelli di nuova installazione si verifica, approssimativamente, un avvicinamento alle funzionalità di cui alla classe B; ciò accade sia che

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Figura 1 – Percentuale di risparmio totale di energia primaria per tutti gli edifici europei, ottenuto comparando lo scenario “conforme all’EPBD” e lo scenario “conforme all’EPBD senza BACS”

Figura 2 – Energia risparmiata negli usi finali di energia per tutti gli edifici europei, ottenuto comparando lo scenario “conforme all’EPBD” e lo scenario “conforme all’EPBD senza BACS” (SFH = Single Family House; MFH = Multi Family House)

Figura 3 – Consumo di energia negli usi finali per tutti gli edifici europei e per tutti gli scenari considerati


si tratti di un adeguamento alle specifiche misure previste dalla nuova EPBD sia che si tratti di una evoluzione nel contesto di uno scenario “conforme all’EPBD senza BACS”. Gli impatti energetici relativi ai diversi scenari sono stati quindi derivati dall’applicazione dei fattori BACS ai consumi energetici di ogni sistema impiantistico considerato. Il mix di combustibili, il prezzo dell’energia, i fattori di energia primaria e i fattori di emissione di CO sono stati assunti in linea con quelli utilizzati nella valutazione d’impatto sul risparmio di energia degli edifici che ha accompagnato la revisione dell’EPBD.

Risultati Complessivamente i risultati dell’analisi hanno dimostrato che una implementazione appropriata delle nuove misure relative ai BACS contenute nella nuova EPBD possono portare, nel , a un risparmio complessivo del % rispetto al consumo totale di energia primaria degli edifici, come mostrato in Figura . Questi dati si traducono in un risparmio energetico finale annuale di circa  TWh nel , in Figura , che avviene contestualmente a un netto calo complessivo del consumo energetico del parco edilizio, dovuto all’effetto dell’insieme delle misure previste nella nuova EPBD. Il trend generale del consumo energetico del parco edilizio europeo nei tre diversi scenari considerati è riportato in Figura .

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Per quanto riguarda le emissioni di CO, lo scenario “conforme all’EPBD” comporterebbe delle significative riduzioni, con un picco di circa  Mt nel . Gli investimenti necessari all’installazione dei BACS aumentano drasticamente fino a raggiungere un picco di circa , miliardi di Euro nel  per poi scendere rapidamente negli anni seguenti. Il valore dei risparmi energetici in bolletta, effetto di tali investimenti, aumenta rapidamente, raggiungendo i  miliardi di Euro nel  e successivamente aumenta in modo più graduale, fino a raggiungere un picco di  miliardi di Euro nel , per poi lentamente scendere nel periodo successivo. Complessivamente, il valore dei risparmi energetici ottenibili supera largamente il valore degli investimenti; in tutto il periodo considerato, dal  al , tale valore risulta circa  volte superiore (. volte nel settore residenziale e . volte nel settore non residenziale).

Conclusioni L’analisi riportata in questo studio integra la valutazione d’impatto sul risparmio di energia degli edifici che ha accompagnato la revisione dell’EPBD, mettendo a disposizione dei dati circa gli specifici impatti conseguenti all’applicazione delle misure approvate riguardanti l’installazione di sistemi di automazione e controllo (BACS) negli edifici esistenti e di nuova costruzione. I risultati dell’analisi dimostrano che una parte importante dell’impatto previsto è attribuibile proprio alle misure riguardanti l’accelerazione imposta dalla Direttiva europea all’installazione di sistemi di automazione e controllo negli edifici. È dunque pienamente giustificata l’attenzione riservata a tali tecnologie. Anche se alla piena implementazione di queste misure sono associati risparmi energetici non certo trascurabili, superiori al % rispetto al consumo totale di energia primaria degli edifici, va sottolineato che ben maggiori risparmi energetici si otterrebbero se fosse promosso l’impiego di BACS ancor più efficienti, ad esempio quelli di classe A secondo la norma EN .  * Paul Waide, Waide Strategic Efficiency Limited

Libera traduzione del sommario del rapporto “The impact of the revision of the EPBD on energy saving from the use of building automation and controls” redatto nel 2019 da Paul Waide, della Waide Strategic Efficiency Limited, per l’European Building Automation and Controls Association. La traduzione è stata curata da Simone Alessandri e Marco Filippi.

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BAS

Le potenzialità dell’analisi dei dati per il miglioramento della gestione energetica degli edifici I metodi di data analytics possono essere uno strumento per migliorare la prestazione energetica degli edifici, anche in virtù dell’opportunità di concepire le attività di gestione e controllo con un approccio predittivo

A. Capozzoli*

L

di sistemi di “building automation”, noti come BAS, di tecnologie dell’informazione e della comunicazione, ICT, così come di sistemi di monitoraggio pervasivi, sta di fatto contribuendo a una maggiore disponibilità di dati di lungo periodo relativi alla prestazione energetica e alla qualità dell’ambiente interno degli edifici. Questi dati possono essere riferiti alla domanda di energia totale degli edifici, a quella di sistemi impiantistici e alle variabili che ne influenzano l’intensità e la variazione nel tempo. Dimensione, complessità ed eterogeneità dei database relativi agli edifici, intesi come sistema fabbricato-impianto, rendono sempre più necessaria l’adozione di processi metodologici che si fondino su un opportuno connubio tra il dominio fisico tecnico e quello della “data science” (Capozzoli et al., a). In questo contesto, i processi di data

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A CRESCENTE DIFFUSIONE

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analytics rappresentano uno strumento in grado di valorizzare in modo effettivo la conoscenza estraibile da tali dati al fine di supportare l’ottimizzazione della prestazione energetica degli edifici (Molina-Solana et al., ). Le più promettenti applicazioni relative all’utilizzo di tecniche di data analytics negli edifici, in Figura , sono relative alla modellazione per la previsione della domanda di energia, all’ottimizzazione energetica dei sistemi energetici in esercizio, all’individuazione automatica di anomalie energetiche o guasti ai componenti impiantistici, alle analisi avanzate di benchmark, alla caratterizzazione dei profili di domanda energetica e alla gestione dei processi direttamente legati al comportamento dell’occupante e ai relativi profili occupazionali. Esiste una pletora di metodi afferenti alla branca del data analytics che possono essere utilizzati per

estrarre conoscenza significativa da complessi set di dati. Una prima classificazione di questi metodi prevede la loro categorizzazione in metodi supervisionati e non supervisionati, i quali possono essere utilizzati anche in combinazione e/o in serie (PangNing et al., ). I metodi supervisionati consistono principalmente in modelli predittivi o di stima, che descrivono relazioni funzionali quantitative o qualitative tra variabili di input e di output. Questa tipologia di modelli si fonda su un’analisi inversa guidata dai dati per cui le variabili di ingresso, cioè le variabili influenzanti sia numeriche sia categoriche, ad esempio condizioni climatiche,


parametri microclimatici interni, occupazione e caratteristiche dell’edificio, e quelle di uscita, solitamente la domanda di energia dell’edificio, sono note e frutto di osservazioni misurate e l’obiettivo diventa la stima dei parametri di un modello matematico in grado di spiegare il loro legame (ASHRAE, ). Tra le metodologie di modellazione inversa, è possibile classificare ulteriormente i modelli completamente empirici, i “black box”, e i modelli semi-empirici, i “grey box”, dove, per questi ultimi, i parametri identificati conservano una significatività fisica. I modelli inversi si differenziano dai modelli diretti o “white box”, che invece si fondano su

principi ed equazioni che governano la fisica degli scambi di energia e di massa negli edifici. L’utilizzo di modelli empirici o semi-empirici è sempre più comune nel settore dell’energetica degli edifici poiché questi assicurano spesso maggiore flessibilità e minore costo computazionale rispetto alla modellazione diretta e consentono di stimare in modo accurato relazioni complesse non note a priori. In letteratura esistono numerosi casi di studio che dimostrano le potenzialità connesse allo sviluppo di modelli predittivi inversi per l’ottimizzazione del controllo degli impianti, per l’implementazione di strategie di gestione della domanda o per il supporto a strategie di identificazione di anomalie energetiche. L’approccio della modellazione inversa è efficacemente utilizzato anche per sviluppare modelli di riferimento di prestazione che tengono conto di molteplici variabili

Figura 1 – Applicazioni nel settore dell’energetica degli edifici (adattata da Capozzoli et al. a; b)

Figura 2 – Processo metodologico di classificazione di utenti o edifici (DSM – Demand Side Management, DR – Demand Response)

di influenza per condurre processi di benchmark (Capozzoli et al., c). Le variabili di ingresso e di uscita sono predefinite nel dataset di training che, pertanto, assume grande importanza affinché il modello costruito sia robusto e affidabile (Fan et al., ). I modelli inversi possono essere più o meno complessi (stazionari o dinamici) e la loro accuratezza è strettamente legata alla qualità e alla frequenza di campionamento dei dati di monitoraggio a disposizione, al tipo di algoritmo scelto e alle variabili di ingresso selezionate. Modelli inversi dinamici che si sono rivelati particolarmente affidabili in questo ambito di applicazione sono le reti neurali artificiali, ANN, e le macchine a vettori di supporto, SVM (Amasyali e El-Gohary, ). L’opportunità di effettuare previsioni energetiche a breve termine, fino alle  ore successive, desta grande interesse in quanto strettamente collegata alla possibilità di introdurre strategie di gestione della domanda, ottimizzazione della produzione energetica o della prestazione di un sistema impiantistico. Modelli di previsione della domanda energetica dell’edificio sono anche alla base di sistemi di regolazione e controllo di natura predittiva che fanno uso di modelli grey-box o black box (Yu et al., ). I metodi non supervisionati, invece, sono di natura esplorativa e consentono di spiegare la struttura intrinseca del set di dati che si analizza, di individuare similarità e associazioni tra le variabili, correlazioni e tendenze non facilmente deducibili, che sono la rappresentazione dei caratteri complessi della domanda di energia nella relazione con le sue forzanti. In questo caso, le variabili sono tutte trattate come input per cui i metodi consentono di estrarre proprietà del dataset anche inaspettate o comunque non banali. I metodi non supervisionati più frequentemente utilizzati nell’ambito dell’energetica degli edifici sono i metodi di clustering e le regole di associazione (Yu et al., ). Negli anni più recenti sta trovando diffusa applicazione l’analisi condotta su serie storiche per identificare, attraverso processi non supervisionati, profili di carico elettrico o termico caratteristici del sistema oggetto di studio, sia esso l’intero edificio o uno specifico componente di impianto (Capozzoli et al., ). L’estrazione di profili tipologici o ricorrenti apre alla possibilità di condurre ulteriori analisi finalizzate a individuare proprietà di variazione nel tempo della domanda di energia per supportare strategie di gestione attiva o anche per operare processi diagnostici di anomalie nei profili, oppure per individuare profili di riferimento o di benchmark (Luo et al., ). Nelle applicazioni relative agli edifici la serie temporale di potenza termica o elettrica è scomposta in sottosequenze caratterizzate da uno stesso periodo, che corrisponde spesso a quello giornaliero. La forma e l’intensità del profilo giornaliero di carico è di fatto rappresentativa di una determinata dinamica che può occorrere con una certa frequenza

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in uno specifico periodo, che può essere l’anno, la stagione, i giorni feriali o quelli festivi, in determinate condizioni al contorno. Quando le analisi vengono effettuate considerando più edifici spesso viene sviluppato un processo di classificazione di utenze tipologiche (Capozzoli et al. ), schematizzato in Figura . Questa classificazione, in un mercato energetico proteso verso la liberalizzazione, è particolarmente affascinante per i fornitori energetici e per le autorità sia locali che nazionali per implementare strategie di gestione energetica basate anche su programmi finanziari di demand response (Wang et al., ). Una delle principali applicazioni del data analytics è il processo di Fault Detection and Diagnosis – FDD, che ha lo scopo di individuare e isolare in modo automatico anomalie, malfunzionamenti o inaspettate dinamiche della richiesta energetica di un sistema, che può essere rappresentato dall’intero edificio o da uno specifico componente impiantistico, Fault Detection, e poi di individuare le cause che le hanno generate, Diagnosis (Katipamula e Kim, ). Al fine di identificare le anomalie, è necessaria l’identificazione di un dataset di riferimento, che possa definirsi privo di anomalie, rispetto al quale comparare il sistema oggetto di studio. L’identificazione dell’anomalia può avvenire sia attraverso un processo supervisionato che prevede il confronto tra la prestazione energetica attesa definibile in funzionamento “normale” di un sistema, risultato di un modello previsionale, e la domanda di energia reale, oppure attraverso l’applicazione di opportune metodologie statistiche o di data mining non supervisionate. Nel primo caso, analisi statistiche più o meno complesse sulle differenze di richiesta energetica predetta e reale consentono di verificare l’esistenza di anomalie, mentre nel secondo caso le anomalie sono identificate per mezzo di processi di partizione o di associazione (Yu et al., ). Tecniche di data analytics vengono infine adottate per operare processi sia di caratterizzazione, sia di modellazione di dati di monitoraggio legati a schemi comportamentali dell’occupante. Il divario tra consumi reali e simulati della prestazione energetica dell’edificio è spesso imputabile alla complessa modellazione dei profili di occupazione reali e all’effetto del comportamento dell’occupante a causa della loro natura spesso stocastica e comunque complessa (Yu et al., ). Una modellazione energetica “white box” risulta di conseguenza non sempre efficace a rappresentare la natura complessa legata ai comportamenti dell’occupante in un edificio. Particolarmente interessante risulta la possibilità di sfruttare la conoscenza estratta attraverso l’analisi dei dati per migliorare l’accuratezza di modelli diretti della prestazione energetica dell’edificio. Numerosi studi sviluppano modelli supervisionati per spiegare il processo di apertura e chiusura delle finestre o anche l’uso del termostato in funzione

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di variabili influenzanti, per esempio variabili climatiche esterne o legate ad aspetti sociologici (D’Oca e Hong, ). In altri casi modelli di previsione di profili di occupazione sono stati ricavati analizzando i consumi energetici di apparecchiature in ambiente uffici (Zhao et al., ). È evidente che l’efficacia e l’affidabilità di processi basati su un approccio data-driven è fortemente legata alla qualità, quantità e risoluzione dei dati a disposizione. Spesso i dataset relativi ai sistemi edificio–impianto sono caratterizzati da inconsistenze di natura diversa che rendono l’operazione di preparazione dei dati molto laboriosa, al punto da rappresentare mediamente la fase del processo di analisi che richiede la maggior parte del tempo. Per porre rimedio a questo limite è necessario concepire il progetto dell’architettura della rete di sensori già in prospettiva delle successive analisi che si intende condurre e degli obiettivi che si intende perseguire, considerando quali grandezze monitorare, le proprietà metrologiche, la frequenza di campionamento e la distribuzione spaziale rispetto alla quale è opportuno misurarle. Tutto questo d’altronde sottende la grande attenzione da porre alle politiche e direttive sulla privacy dei dati. Per far fronte quindi a diverse esigenze di analisi, le piattaforme alla base dei sistemi di gestione e automazione dovrebbero essere progettate per organizzare e archiviare i

BIBLIOGRAFIA

dati in modo da soddisfare requisiti minimi, ad esempio frequenza di campionamento e aggregazione spaziale, e abilitare processi di data analytics che possono diventare per molte applicazioni automatici e condotti in tempo reale, se supportati da processi metodologici robusti. In sintesi, diverse promettenti applicazioni nel settore dell’energetica degli edifici possono trarre beneficio dai metodi di data analytics come strumento per migliorare la prestazione energetica, anche in virtù della opportunità o necessità di concepire gestione e controllo con un approccio che si evolve da reattivo a predittivo. L’adozione di tecniche di data analytics in questo settore è relativamente recente, per cui è necessario continuare a sviluppare processi metodologici che possano guidare l’estrazione di conoscenza attraverso il loro corretto utilizzo e incentivare approcci multidisciplinari anche nel campo dell’energetica degli edifici.  * Alfonso Capozzoli, Politecnico di Torino – Socio AiCARR

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Pubblicazioni

La nuova Guida REHVA-ISHRAE “IndoorEnvironment and Energy Efficiency REHVA-ISHRAE GUIDEBOOK: Indoor Environment and Energy Efficiency in Educational Buildings

Magnis eos ratur, comnistor aut ut dolore, ommollorum ut litius essimi, sequias sum adio qui tor ad enis pelente ssitatempor solupis rest, sequis destem illandi tassinis inis re nonsecu ptusam arum doluptus, quibusda por alis delique

si doluptat resecea id ullenis veliquamus sit, quae aspellit undande rumquaes seroribus repudipsam recaborum sam, arit, quas millacc aborumqui tem quibeaquis et, que alitio delescide et exceraest, conserum as nimus doluptatem in pa sita dolorentem quatur, ium quat que videl evenienient dessin resti ipid quate erum ut quia cum et quia si velitatiis.

L. Mazzarella*

Q

UESTA NUOVA GUIDA in procinto di essere rilasciata da RHEVA è la revisione ed estensione della guida “Indoor Environment and Energy Efficiency in Educational Buildings – Part  Principles” di cui AiCARR era stata principale artefice e coordinatrice e la cui traduzione è disponibile nel catalogo dell’Associazione con il titolo “Ambiente interno ed efficienza energetica negli ambienti scolastici”. AiCARR si è assunta la responsabilità del coordinamento anche di questa seconda edizione, che vede da una parte l’aggiornamento rispetto alle normative vigenti e la estensione ai temi del Nearly Energy Building e della sostenibilità, dall’altra, l’applicabilità della guida anche alla realtà indiana, grazie alla collaborazione con ISHRAE, l’associazione indiana del settore della climatizzazione. Come la precedente guida, anche questa è suddivisa in due parti: la parte , già completata e sotto revisione prima della stampa finale, che tratta i principi generali, è focalizzata sul sistema edificio in generale; seguirà una parte , che analizzerà più dettagliatamente gli aspetti impiantistici e che riporterà una serie di soluzioni tecniche, così come implementate in Europa e in India. La parte  verrà prodotta subito dopo la pubblicazione della parte . La guida consta di sei capitoli, più i riferimenti bibliografici. Il primo capitolo, “Benessere ambientale e sostenibilità energetica” fa il punto sulla situazione legislativa europea a seguito delle tre successive direttive sull’efficienza energetica degli edifici, sottolineando che finalmente, con l’ultima, è stato introdotto il requisito di ambienti salubri oltre che energeticamente efficienti. Il secondo capitolo, “Aspetti del benessere negli ambienti interni”, spiega cosa si intende per qualità dell’ambiente interno, IEQ – Indoor Environmental Quality, e quali sono i requisiti per il suo ottenimento.

Il terzo capitolo, “Risparmio energetico e comfort globale”, analizza le norme UNI EN -: e ISO -:, che sono le norme di riferimento per la definizione dei valori delle grandezze progettuali e per il calcolo della prestazione energetica che consentono di soddisfare a diversi livelli i requisiti di qualità dell’ambiente interno. Il quarto capitolo, “Requisiti progettuali REHVAISHRAE”, introdotto in questa riedizione e non presente nella vecchia guida, riporta in forma sintetica tabellare sia i requisiti contenuti nella norma CEN e adottati da REHVA, sia i requisiti usati in India e indicati da ISHRAE. In tal modo, requisito per requisito, vengono evidenziate le differenze con i relativi pro e contro. Il quinto capitolo, anch’esso nuovo, introduce una serie di temi: quello della progettazione NZEB-Nearly Zero Energy Building, così come richiesto dalle direttive europee e del suo legame con la qualità dell’ambiente interno, quello del confronto dello NZEB con il net Zero Energy Building, perché non ci siano fraintendimenti sull’obbiettivo, quello riguardante il processo decisionale da seguire nella progettazione di un edificio NZEB che deve essere olistica, e quello delle specificità di un edificio a uso educazione che sia progettato secondo l’ottica NZEB. Infine il sesto capitolo, “Processo del ciclo di vita dell’edificio e sostenibilità”, anch’esso nuovo, introduce il tema dell’analisi del sistema edificio lungo il suo ciclo di vita, con specifico riferimento al concetto di sostenibilità globale tramite l’insieme di norme prodotte da CEN e ISO per quantificarne l’impatto in modo normalizzato e unificato: la EN  per la verifica della sostenibilità globale dell’edificio (LCSA), la UNI EN  per la sostenibilità ambientale (E-LCA), la UNI EN  per la sostenibilità economica (LCC) e la UNI EN  per la sostenibilità sociale (S-LCA). Tutte queste norme si REHVA Reports: No. 1 REHVA Workshops at No. 2 REHVA Workshops at No. 3 REHVA Workshops at No. 4 REHVA nZEB Report No. 5 REHVA Workshops at No. 6 REHVA Workshops at

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Indoor Environment and Energy Efficiency in Educational Buildings

REHVA Guidebooks: No. 1 Displacement Ventilation in Non-industrial Premises No. 2 Ventilation Effectiveness No. 3 Electrostatic Precipitators for Industrial Applications No. 4 Ventilation and Smoking No. 5 Chilled Beam Cooling No. 6 Indoor Climate and Productivity in Offices No. 7 Low Temperature Heating And High Temperature Cooling No. 8 Cleanliness of Ventilation Systems No. 9 Hygiene Requirement for Ventilation and Air-conditioning No. 10 Computational Fluid Dynamics in Ventilation Design No. 11 Air Filtration in HVAC Systems No. 12 Solar Shading – How to integrate solar shading in sustainable buildings No. 13 Indoor Environment and Energy Efficiency in Schools — Part 1 Principles No. 14 Indoor Climate Quality Assessment No. 15 Energy Efficient Heating and Ventilation of Large Halls No. 16 HVAC in Sustainable Office Buildings — A bridge between owners and engineers No. 17 Design of energy efficient ventilation and air-conditioning systems No. 18 Legionellosis Prevention in Building Water and HVAC Systems No. 19 Mixing Ventilation – Guide on mixing air distribution design No. 20 Advanced system design and operation of GEOTABS buildings No. 21 Active and Passive Beam Application Design Guide — For Global Application No. 22 Introduction to Building Automation, Controls and Technical Building Management No. 23 Displacement Ventilation No. 24 Fire Safety in Buildings — Smoke Management Guidelines No. 25 Residential Heat Recovery Ventilation No. 26 Energy Efficiency in Historic Buildings No. 27 HVAC Commissioning Process No. 28 NZEB Design Strategies for Residential Buildings in Mediterranean Regions No. 29 Quality Management for Buildings No. 30 Hygiene in Potable Water Installations in Buildings Indoor Environment and Energy Efficiency in Educational Buildings

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2020 REHVA - Federation of European Heating, Ventilation and Air Conditioning Associations ISHRAE - The Indian Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers

basano su un’analisi sul ciclo di vita dell’edificio; in particolare quella relativa alla sostenibilità ambientale si appoggia all’insieme di norme ISO sulla “Life Cycle Cost Analysis” di componenti, prodotti e processo costruttivo stesso dell’edificio. In ultimo, nell’analisi sulla sostenibilità sociale, viene introdotto un requisito aggiuntivo rispetto alla norma CEN, che riguarda la specificità degli edifici per usi educativi, quello dell’integrazione dell’edificio sostenibile nella formazione proposta agli studenti, non più come concetto astratto, ma tramite una sperimentazione diretta partecipando a una gestione consapevole dello stesso, scuola o università che sia. Infine la bibliografia riporta più di duecento voci di riferimenti ai vari temi trattati nella guida per ogni possibile approfondimento.  * Livio Mazzarella, Politecnico di Milano – Vice Presidente di AiCARR per i Rapporti Internazionali

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Glossario La rubrica il Glossario ha l'obiettivo di fare chiarezza sulla terminologia in uso in un determinato ambito tecnico-scientifico. Senza alcuna pretesa intellettuale, speriamo che questa raccolta possa essere un utile strumento per chiunque. Il decimo contributo è dedicato ai sistemi idronici

Sistemi idronici COSA SONO In campo termotecnico, il sistema o impianto idronico è quell’insieme preordinato di componenti che consentono di trasportare l’energia termica prodotta dal generatore alle utenze impiegando come fluido termovettore un liquido, generalmente acqua, ma anche miscele acqua e glicole o olio diatermico, o vapore d’acqua. Nel caso di un

CLASSIFICAZIONE I sistemi idronici possono essere classificati in funzione del fluido impiegato, delle modalità di attivazione del moto del fluido, della configurazione dei circuiti di distribuzione e della tipologia dei terminali d’impianto. Rispetto al fluido impiegato: • ad acqua calda: ⚬ a bassa temperatura, θ <  °C; ⚬ a media temperatura,  °C < θ <  °C; ⚬ ad alta temperatura, θ >  °C; ⚬ ad acqua surriscaldata, θ >  °C; • ad acqua refrigerata: ⚬  °C < θ <  °C, solitamente θ =  °C; • ad acqua calda e refrigerata: ⚬ θ = ÷ °C per l’acqua calda, θ = ÷ °C per quella refrigerata; • a vapore (d’acqua). Rispetto alle modalità di attivazione del moto del fluido: • a circolazione naturale (termosifone); • a circolazione forzata;

impianto per il riscaldamento degli ambienti il fluido è normalmente acqua calda, per quelli di raffrescamento è acqua refrigerata. I principali componenti di un sistema idronico, escludendo i generatori termici, sono la rete di distribuzione con le valvole, i terminali, le pompe, gli accumulatori termici, i vasi di espansione e la regolazione.

⚬ a bassa pressione; ⚬ a media pressione; ⚬ ad alta pressione. Rispetto alla configurazione dei circuiti di distribuzione: • monotubo; • a due tubi: ⚬ a ritorno diretto; ⚬ a ritorno inverso; • a tre tubi; • a quattro tubi; • ad anello. Rispetto alla tipologia dei terminali d’impianto: • ad aerotermi; • a corpi scaldanti; • a pannelli radianti; • a pavimenti radianti; • a ventilconvettori.

TERMINOLOGIA GENERALE Addolcimento dell’acqua intervento funzionale per ridurre la concentrazione di carbonati di calcio e magnesio (definita durezza dell’acqua, cfr.), necessario per evitare incrostazioni nelle tubazioni e nelle apparecchiature. Altezza cinetica, HU altezza equivalente corrispondente all’energia cinetica specifica della massa del liquido, in [m]. È definita come HU ≡ U2 / (2g), con g accelerazione del campo gravitazionale, in [m/s]. Altezza di pressione, Hp altezza equivalente corrispondente all’energia per unità di massa relativa alla pressione termodinamica, in [m]. È definita come: Hp ≡ p / (ρg) con: ρ = densità, [kg/m]; g = accelerazione del campo gravitazionale, [m/s].

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Altezza equivalente, Hx rapporto tra l’energia di tipo x posseduta dalla unità di massa di liquido e l’accelerazione gravitazionale; corrisponde all’altezza di una colonna di liquido a riposo, che esercita sulla sua base una pressione equivalente all’energia per unità di massa dovuta all’azione dell’accelerazione gravitazionale, espressa in [m]. Altezza geodetica o quota, Hz quota z del punto di circuito idraulico considerato, rispetto a un piano di riferimento; corrisponde al potenziale gravitazionale specifico della massa del fluido in quel punto, in [m]. È definita come: Hz ≡ z per cui ep = gz [J/kg], con g accelerazione dl campo gravitazionale, in [m/s].


Altezza manometrica, HM altezza equivalente corrispondente all’energia per unità di massa relativa alla pressione manometrica (cfr.) rilevata in un punto del circuito, in [m]. È definita come: HM ≡ pM / (ρg) con: p = pressione manometrica, [Pa]; ρ = densità, [kg/m]; g = accelerazione del campo gravitazionale, [m/s]. Altezza totale, Ht somma dell’altezza cinetica (cfr.), di pressione o manometrica (cfr.), e geodetica (cfr.), in [m]. Occorre specificare se è relativa all’altezza di pressione o all’altezza manometrica. Batteria alettata scambiatore di calore tra fluidi monofase a tubi e alette costituito da un rango di tubi dello stesso diametro tra loro collegati in parallelo (da ciò il nome di batteria) quindi collegati a due collettori, disposti sullo stesso piano e solitamente inseriti in una serie di alette continue indispensabili per rendere efficiente lo scambio termico tra il flusso d’aria che l’attraversa trasversalmente e il fluido idronico termovettore. Caratteristica del circuito idronico relazione grafica o analitica che lega le variazioni di portata alle variazioni di perdita di carico (cfr.) del circuito idronico: ∆HR = fi (Q). Caratteristica della pompa relazione grafica o analitica che lega le variazioni di portata alle variazioni di prevalenza (cfr.) della pompa, H = fp (Q). Carico cfr. Altezza equivalente. Carico cinetico cfr. Altezza cinetica. Carico di pressione cfr. Altezza di pressione. Carico geodetico cfr. Altezza geodetica. Carico manometrico cfr. Altezza manometrica. Carico totale cfr. Altezza totale. Circuito cfr. Circuito idronico. Circuito aperto circuito idronico (cfr.) che in un suo punto pone a contatto con l’atmosfera il fluido termovettore, che quindi in quel punto si trova a pressione atmosferica; impropriamente, anche segmento di un circuito idronico, identificabile con un tratto di tubazione con un ingresso e una uscita.

Circuito chiuso cfr. Circuito idronico. Circuito idronico insieme di tubazioni disposte in serie che partendo da un punto si ricollegano nello stesso punto dopo aver trasportato il fluido termovettore ai terminali (cfr.) d‘impianto. Circuito primario circuito idronico (cfr.) che collega il generatore termico con un collettore di mandata e di ritorno, o con una valvola a tre vie oppure con una valvola a quattro vie (cfr. Terminologia specifica delle valvole). Circuito secondario circuito idronico (cfr.) che collega con l’utenza un collettore di mandata e di ritorno, o una valvola a tre vie oppure una valvola a quattro vie (cfr. Terminologia specifica delle valvole). Coefficiente di perdita di carico localizzata, ξ coefficiente adimensionale di proporzionalità tra energia dissipata ed energia cinetica disponibile a monte della singolarità che genera la caduta di pressione statica (cfr.). Condensatore scambiatore a fascio utilizzato nelle applicazioni industriali, generalmente per lo sfruttamento di vapore di risulta, che attraversa il fascio di tubi, e, negli impianti di condizionamento dell’aria e refrigerazione, nei quali uno dei due elementi (fascio o mantello) è attraversato da un fluido bifase condensante. Confluenza innesto di due o più tubazioni in una unica tubazione. Densità, ρ massa per unità di volume, in [kg/m]. Nel contesto idronico questo termine è riferito all’acqua liquida a  °C, se non altrimenti specificato. Diagramma di Moody rappresentazione grafica del fattore di attrito (cfr.) per condotti in funzione del numero di Reynolds (cfr.) e parametrica rispetto alla scabrezza relativa (cfr.). Diramazione separazione di una tubazione in più tubazioni, dette rami della tubazione principale. Durezza dell’acqua contenuto totale di ioni di calcio e magnesio, dovuti alla presenza di sali solubili nell’acqua, e di eventuali metalli pesanti. Si misura come quantità di CaCO in mg/kg o in ppm; l’unità di misura più diffusa è il grado francese (°F) equivalente a  g di carbonato in  L di acqua. In termini di gradi francesi l’acqua si classifica in: • dolce: durezza <  °F; • media: durezza compresa tra  °F e  °F; • dura: durezza compresa tra  °F e  °F; • durissima: durezza compresa tra  e  °F. Evaporatore scambiatore a fascio utilizzato principalmente negli impianti di condizionamento dell’aria e refrigerazione nei quali però uno dei due elementi (fascio o mantello) è attraversato da un fluido bifase evaporante.

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Fattore di attrito, f gruppo adimensionale rappresentativo dello sforzo di taglio alla parete, che rappresenta il rapporto tra sforzo di taglio e forze inerziali e quindi tra l’energia meccanica dissipata in energia interna e l’energia cinetica del fluido; per una tubazione è una funzione del numero di Reynolds, Re, e della scabrezza relativa interna della tubazione. La sua rappresentazione grafica è data dal diagramma di Moody. Fattore di attrito di Fanning cfr. Fattore di attrito. Fattore di sporcamento resistenza addizionale allo scambio termico tra fluido e parete dovuta allo strato di sporcizia o ad altre sostanze inquinanti che si accumulano sulla superficie di scambio, generalmente all’interno delle tubazioni della rete di distribuzione; può essere di origine chimica e meccanica (corrosione, erosione) e quindi dipende dalla scelta del materiale. Il fattore di sporcamento è un parametro essenziale nel dimensionamento di alcuni specifici componenti delle reti idroniche per la sua influenza sul coefficiente di trasmissione di scambio termico. Si esprime in mK/kW. Fluido termovettore fluido che, negli impianti idronici, trasporta ai terminali (cfr.) d‘impianto l’energia termica prodotta dal generatore; può essere di diversa natura: • acqua calda, a bassa, media e alta temperatura, con θ <  °C; • acqua surriscaldata (per impianti industriali), con θ >  °C; • miscele anticongelanti con glicole etilenico in percentuali variabili secondo il grado di protezione che si vuole ottenere; • vapore a bassa pressione: pressione effettiva p ≤  bar; • vapore ad alta pressione (per impianti industriali): pressione effettiva p >  bar. Fouling factor cfr. Fattore di sporcamento. Idronica scienza e tecnica del moto dei liquidi, con particolare riferimento all’acqua. Impianto a collettore impianto idronico in cui il circuito principale alimenta un collettore dal quale si dipartono in parallelo i circuiti secondari, ognuno dei quali alimenta direttamente un singolo terminale (cfr.) nella cosiddetta configurazione a ragno o più terminali tramite un circuito a ritorno diretto o indiretto. Impianto a ritorno diretto impianto idronico in cui più terminali (cfr.), posti in parallelo tra di loro, sono collegati in successione al ramo di mandata, dal più vicino al generatore al più distante, e al ramo di ritorno, dal più lontano al più vicino. Con tale configurazione il circuito seguito dal fluido termovettore tra generatore e singolo terminale ha lunghezze e quindi portate diverse per ogni terminale.

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Impianto a ritorno inverso è un impianto idronico in cui più terminali (cfr.), posti in parallelo tra di loro, sono collegati in successione al ramo di mandata, dal più vicino al generatore al più distante, e al ramo di ritorno, dal più vicino al più lontano. Con tale configurazione, invertita rispetto a quella a ritorno diretto (cfr.) e che rispetto a quest’ultima utilizza una maggiore lunghezza complessiva di tubazione, il circuito seguito dal fluido termovettore tra generatore e singolo terminale ha lunghezze e quindi portate in linea di principio uguali per ogni terminale. Massa volumica cfr. Densità. Moto in transizione moto instabile del fluido che prelude a una transizione da moto laminare a moto turbolento o viceversa. Per il moto in tubazioni (condotti cilindrici) è identificato da un valore del numero di Reynolds (cfr.)  ≤ Re ≤ . Moto laminare moto del fluido che avviene con scorrimento di strati fluidi gli uni sugli altri senza alcun tipo di rimescolamento, neanche su scala microscopica: il moto è governato dalle forze viscose. Per il moto in tubazioni (condotti cilindrici) è identificato da un valore del numero di Reynolds (cfr.) Re < . Moto turbolento moto del fluido in cui le forze viscose non sono sufficienti a contrastare le forze di inerzia: il moto delle particelle del fluido avviene in maniera caotica, senza seguire traiettorie ordinate come nel caso di moto laminare (cfr.). Per il moto in tubazioni (condotti cilindrici) è identificato da un valore del numero di Reynolds (cfr.), Re > . Numero di Reynolds rapporto tra le forze di inerzia e quelle viscose agenti su un fluido in moto, espresso come: Re = ρUD / μ con: ρ = densità del fluido, [kg/m]; U = velocità media del fluido nella tubazione, [m/s]; D = diametro interno della tubazione, [m]; μ = viscosità dinamica, [m/s]. Perdita di carico, ∆HR , ∆pR termine utilizzato in modo generico per indicare la dissipazione (trasformazione irreversibile) di energia meccanica in energia interna per un fluido in moto tra due punti, e quindi la quantità di energia meccanica che deve essere fornita al fluido per ottenere il moto desiderato. Originariamente espressa in termini di altezza equivalente, ∆HR in [m], viene spesso indicata in termini di variazione (caduta) di pressione statica, ∆pR (cfr.), in [Pa]: ∆pR = ρg∆HR , con: g = accelerazione gravitazionale, [m/s]; ρ = densità del fluido, [kg/m].


Perdita di carico concentrata perdita di carico (cfr.) dovuta a repentine variazioni dello stato di moto del fluido conseguenti alla presenza di variazioni di sezione della tubazione, confluenze o diramazioni, passaggio attraverso valvole o rubinetti, ecc. Viene solitamente espressa in termini di caduta di pressione statica (cfr.) a cavallo della singolarità di flusso: ∆pR = ξ · ½ ρU2 con: ∆pR = caduta di pressione statica, [Pa]; ξ = coefficiente di perdita di carico localizzata, [-]; ρ = densità, [kg/m]; U = velocità media del liquido nel condotto, [m/s].

Pressione totale, pt somma della pressione statica (cfr.) e della pressione dinamica (cfr.), in [Pa]: pt = ps + pd = p + ½ ρU2

Perdita di carico distribuita perita di carico (cfr.) per unità di lunghezza di un condotto o tubazione. Viene solitamente espressa in termini di caduta di pressione statica (cfr.) tramite la relazione di Darcy-Weisbach: ∆pR / L = f(Re, ε) · ½ ρ U2 ⁄ D con: ∆pR = caduta di pressione statica, [Pa]; L = lunghezza del condotto, [m]; f(Re, ε) = fattore d’attrito, [-]; ρ = densità, [kg/m]; U = velocità media del liquido nel condotto, [m/s]; D = diametro idraulico del condotto, [m].

Scabrezza relativa, ε proprietà adimensionale delle superfici delle condotte, data dal rapporto tra la rugosità della superficie d e il diametro della condotta, D: ε = d/D

Pompa macchina operatrice a fluido, considerato praticamente incomprimibile, che, azionata meccanicamente, fa defluire il fluido da una condizione di pressione più bassa a una di pressione più alta o anche semplicemente trasferisce il liquido tra due condizioni di uguale pressione vincendo le resistenze al moto. Una pompa è costituita da una parte fissa e da una parte mobile che può avere moto rotatorio o moto rettilineo alternato e che ha la funzione di trasferire l’energia al fluido che entra nella macchina dalla sezione di aspirazione ed esce dalla sezione di mandata. Il termine pompa è spesso usato come sinonimo di pompa idraulica. Portata massica, q massa di liquido che fluisce nell’unità di tempo, in [kg/s] o [kg/h]. Portata volumica, Q volume di liquido che fluisce nell’unità di tempo, in [L/s] o [L/h] o [m/s] o [m/h]. Pressione dinamica, pd incremento di pressione termodinamica p del fluido derivante dalla conversione ideale dell’energia cinetica del fluido in energia interna che si avrebbe arrestando improvvisamente il suo moto, in [Pa]: pd = ½ ρU2 Pressione manometrica, pM pressione letta dal manometro collegato a un punto del circuito idraulico; corrisponde alla pressione relativa cioè alla differenza tra la pressione termodinamica e la pressione atmosferica, in [Pa]. Pressione statica, ps coincide con la pressione termodinamica p del fluido e, se il fluido è in quiete, con la pressione idrostatica, cioè la forza esercitata da un fluido in quiete sull’unità di superficie con cui è a contatto normalmente a essa, in [Pa].

Punto di lavoro valori di prevalenza (cfr.) e di portata della pompa che soddisfano i requisiti d’impianto; incrocio tra la curva caratteristica della pompa e dell’impianto. Rete idronica composizione di circuiti e/o chiusi e/o aperti.

Scambiatore di calore a fascio tubiero scambiatore di calore a tubi e mantello costituito da un fascio di tubi collegato in parallelo e posizionato all’interno di un contenitore cilindrico: tubi e contenitore sono attraversati da due flussi di fluido separati attraverso i quali deve avvenire lo scambio termico. Scambiatore di calore a piastre pacco di piastre metalliche (generalmente rettangolari) recanti sulla superficie una particolare incisione continua che con il suo percorso forma un circuito idraulico; ciascuna piastra del pacco è ruotata di ° rispetto alla precedente alla quale viene affacciata in modo da formare due circuiti indipendenti in cui scorrono i due fluidi che scambiano energia termica; le piastre sono generalmente in acciaio inox, ma anche in leghe con nichel, palladio, titanio ecc. Scambiatore di calore tra fluidi monofase dispositivo che consente la trasmissione dell’energia termica tra fluidi che si trovano a differenti temperature separati da una parete di contenimento. Sono classificati: • relativamente alle condizioni di flusso: ⚬ a correnti parallele; ⚬ a flusso incrociato: dopo l’attraversamento dello scambiatore i fluidi escono in posizioni perpendicolari l’uno rispetto all’altro: • equicorrente: i fluidi scorrono nella stessa direzione; • controcorrente: i fluidi scorrono in direzioni opposte; • in relazione alla conformazione: ⚬ a piastre; ⚬ doppia parete (rari); ⚬ fascio tubiero e mantello; ⚬ tubi e alette (batterie alettate). Tubazione cfr. Tubo. Tubo condotto di sezione circolare. Valvola organo di in circuito idraulico che modifica la portata o le caratteristiche termiche del fluido circolante in funzione della propria tipologia (vedere sezione dedicata).

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Vaso di espansione serbatoio che compensa le variazioni volumiche del circuito di acqua che si ha normalmente a seguito delle variazioni di temperatura dell’acqua. Se superano la capacità di  L sono considerati recipienti in pressione e, secondo la normativa, debbono essere dotati di valvola di sicurezza. Il vaso di espansione può essere: • pressurizzato con membrana di separazione tra acqua e aria o gas inerte, per sistemi medio-piccoli con volumi d’espansione fino a - L; • pressurizzato senza membrana, per impianti con volume d’espansione elevato; deve essere sottoposto a verifiche; • aperto, poco usato.

Viscosità cinematica, ν rapporto tra viscosità dinamica (cfr.) e densità del liquido pompato, in [m/s]. Termine nel contesto idronico riferito all’acqua liquida a  °C, se non altrimenti specificato. Viscosità dinamica, μ grandezza fisica che misura la resistenza di un fluido allo scorrimento, in [Pa·s]. Termine nel contesto idronico riferito all’acqua liquida a  °C, se non altrimenti specificato.

TERMINOLOGIA SPECIFICA DELLE RETI DI DISTRIBUZIONE Bilanciamento operazione che, con successive tarature, assegna a ogni elemento della rete idronica la portata calcolata considerando le tolleranze ammesse. Coibentazione cfr. Rivestimento isolante. Collettore corpo cilindrico o tubazione da cui si dipartono o si innescano diversi rami della rete di distribuzione collegati in parallelo. Collettore di mandata collettore (cfr.) che alimenta in parallelo i diversi rami della rete di distribuzione. Collettore di ripresa collettore (cfr.) che riceve i diversi rami di ritorno della rete di distribuzione collegati in parallelo. Giunti di dilatazione elementi di tubazione conformati a U o a Ω, costituiti dello stesso materiale delle tubazioni, che servono ad assorbire le dilatazioni in senso longitudinale delle tubazioni stesse per effetto termico. Giunzioni elementi di tubazione sagomati in modo da consentire di collegare tra loro singoli tratti di tubazione assicurandone al contempo la tenuta. Rete di distribuzione sistema di tubazioni costituenti un impianto inteso a trasportare il fluido termovettore dal generatore termico o frigorigeno agli ambienti in cui si vuole effettuare un apporto o una sottrazione (o entrambi) di energia termica. Rete di distribuzione a circuito aperto sistema di tubazioni che trasferisce il fluido termovettore, in questo caso sempre acqua a contatto con l’atmosfera, dal generatore all’utilizzazione. Si distingue in: • circuito aperto a pressione: fornito di pompa o autoclave; • circuito aperto a caduta: l’acqua è distribuita alla rete da un serbatoio posto in posizione elevata rispetto alla rete; • circuito aperto misto.

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Rete di distribuzione a circuito chiuso sistema di tubazioni che costituisce un anello senza comunicazione con l’atmosfera, nel quale la circolazione dell’acqua è indotta e mantenuta da una pompa, solitamente di mandata e di ritorno dal generatore. Si distingue in: • rete di distribuzione monotubo: utilizzata soprattutto negli impianti di riscaldamento di tipo autonomo monofamiliare con corpi scaldanti collegati in derivazione dotati di particolari attacchi, detti a quattro vie, che permettono a una parte dell’acqua di entrare nel terminale (cfr.) d’impianto mentre la restante parte viene bypassata e inviata al terminale successivo della rete insieme all’acqua risultante dall’utilizzo; • rete di distribuzione a due tubi: tipologia più diffusa, nella quale due reti separate provvedono una a inviare l’acqua calda o refrigerata dal generatore al terminale(cfr.) d’impianto, l’altra a riportarla allo scambiatore dopo l’utilizzo; • rete di distribuzione a tre tubi: tipologia ormai obsoleta usata negli impianti di condizionamento dell’aria nella quale una prima rete reca acqua refrigerata a un terminale (cfr.) d’impianto dotato di valvola motorizzata a tre vie, alla stessa valvola arriva una seconda rete recante acqua calda; una terza rete infine provvede al ritorno della miscela tra le due dopo l’utilizzo; • rete di distribuzione a quattro tubi: utilizzata per terminali (cfr.) d’impianto, in genere ventilconvettori, dotati di due batterie di scambio termico ciascuna utilizzante acqua refrigerata o riscaldata. Rivestimento isolante isolante termico generalmente applicato sulla superficie esterna delle tubazioni per evitare dispersioni o guadagni termici al fluido che le attraversa. È caratterizzato da: • materiali: semirigidi o morbidi: polistirolo espanso, prodotti a base di carbonati idrati di magnesio e fibre, sughero, vetro puro espanso, lane minerali; • conduttività termica, che varia da , a , W/m K; • spessore, che dipende dal diametro esterno delle tubazioni; • protezione esterna dell’isolamento, che può essere in lamierini di alluminio o verniciatura. Terminale apparato alimentato da un circuito idronico che scambia energia termica con l’ambiente in cui è posto ai fini di riscaldarlo o raffrescarlo.


Tubazioni tubi per il traporto del fluido termovettore, che possono essere di materiali diversi: • in acciaio nero, con carbonio solitamente tra , e ,%: si distinguono per composizione della lega, classe normale e classe superiore; per spessore; per sistema di costruzione, saldati e senza saldatura; per conformazione di testa, filettati, lisci, a bicchiere;

per la protezione, grezzi, trattati antiruggine, bitumati ecc.; • in acciaio zincato: come i neri, ma in più hanno subito un processo di zincatura per proteggerli dall’ossidazione; • in rame puro ,%: ricavati per trafilatura, si distinguono per lo spessore, normale o pesante; per la protezione, grezzi protetti, rivestiti; • in materiale plastico, PVC, polietilene, propilene, polibutene.

TERMINOLOGIA SPECIFICA DELLE POMPE Cavitazione fenomeno per cui in un liquido in movimento, a causa della depressione che si genera all’aspirazione della pompa, si formano bolle di vapore e di altri gas disciolti che vengono trascinate dal liquido in zone ad alta pressione; si possono anche produrre all’interno del corpo pompa. Circolatore piccola pompa centrifuga monoblocco con attacchi in linea, prevalenza (cfr.) dell’ordine di  m e portate di ÷ L/s. Curva caratteristica della pompa cfr. Caratteristica della pompa. Gruppo pompa insieme di pompa e motore, elementi di trasmissione, basamento e qualsiasi attrezzatura ausiliaria. Elettropompa pompa idraulica che include il motore elettrico di azionamento direttamente nel gruppo pompa. Impianto di pompaggio insieme di tubi, supporti, basi, controlli, azionamenti, ecc., cui è collegata la pompa o il gruppo pompa al fine di ottenere il servizio cui è dedicata. Leggi di similitudine delle pompe centrifughe per due pompe A e B appartenenti alla stessa famiglia di macchine simili che lavorano nello stesso punto della caratteristica adimensionalizzata, le loro portate, le prevalenze (cfr.) e le potenze stanno fra loro nei seguenti rapporti:

nello stesso modo i rendimenti si rapportano con la seguente formula empirica:

Numero di giri caratteristico, Ns numero di giri, in [giri/min], che individua per le pompe rotodinamiche la relazione tra portata e prevalenza (cfr.) nel punto di miglior rendimento tra macchine simili:

con: n = numero di giri, [giri/min]; Q = portata volumica, [m/s]; H = prevalenza totale al punto di miglior rendimento, [m].

Numero tipico di macchina, K parametro adimensionale usato per la scelta delle pompe rotodinamiche (cfr.). Esplicita le caratteristiche geometriche di macchine simili funzionanti nel punto di miglior rendimento, p.m.r. o BEP - best efficiency point. Perdita di potenza meccanica della pompa, PJ,ab potenza assorbita dall’attrito nei cuscinetti e nella tenuta meccanica della pompa, in [W] o [kW]. Pompa centrifuga pompa rotodinamica (cfr.) centrifuga. Pompa idraulica pompa che trasforma l’energia meccanica che riceve in energia idraulica del fluido, quasi sempre acqua liquida considerata incomprimibile, incrementandone la pressione e/o l’energia cinetica. Pompa rotodinamica turbomacchina operatrice che trasferisce al fluido il momento della quantità di moto del rotore (la girante) come incremento della sua energia cinetica (accelera il fluido). La più diffusa è la pompa centrifuga, la cui girante, dotata di palette, ruota ad alta velocità in una voluta circonferenziale (la chiocciola), che costituisce parte del corpo della pompa insieme al diffusore, che impone al fluido di convertire parte dell’energia cinetica acquisita in energia di pressione. Altre tipologie di pompe rotodinamiche sono dotate di un diffusore all’interno della chiocciola, costituito da palette fisse, che può essere: • a singola voluta: il fluido viene trattato dalla girante nella chiocciola come unico flusso; è il tipo di pompa centrifuga generalmente usata negli impianti HVAC; • a doppia voluta: parte del fluido viene convogliato in una seconda voluta interna e concentrica alla chiocciola la cui mandata si unisce alla prima. Le pompe rotodinamiche vengono classificate in base: • alla geometria della girante (K = numero tipico di macchina, cfr.): ⚬ pompa dinamica a flusso radiale; aspirazione e mandata sull’asse radiale della girante, K = , ÷ ,; ⚬ pompa dinamica a flusso misto: K = , ÷ ,; ⚬ pompa dinamica a flusso assiale: mandata ortogonale all’aspirazione, si sviluppa lungo il raggio della voluta, K = , ÷ ,; ⚬ pompa radiale monostadio ad un ingresso: alimentata da un solo lato; ⚬ pompa radiale monostadio a due ingressi posti sui due lati opposti della voluta; ⚬ pompa radiale multistadio: dispone di due o più giranti collegate da condotti diffusori posti in un’unica voluta; ⚬ pompa a girante chiusa;

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⚬ pompa a girante semiaperta: per pompaggio di liquido con materiale solido in sospensione; ⚬ pompa a girante aperta: cfr. Pompa a girante semiaperta; • all’accoppiamento con il motore elettrico: ⚬ pompa monoblocco: la girante è calettata sull’albero del motore elettrico; ⚬ pompa a giunto elastico: il corpo pompa è collegato al motore elettrico con giunto su un unico basamento; • all’orientamento di aspirazione e mandata: ⚬ pompa in linea: aspirazione e mandata sullo stesso asse, ortogonale all’asse girante-motore; ⚬ pompa ad aspirazione assiale: aspirazione sull’asse girantemotore e mandata sull’asse ortogonale al primo. Pompa sommersa pompa idraulica rotodinamica (cfr.) monoblocco completamente immersa nel fluido da movimentare. Prevalentemente utilizzata nei pozzi ha di norma il motore elettrico posto all’estremità inferiore del corpo pompa. Pompa volumetrica pompa idraulica (cfr.) che realizza lo spostamento del fluido con la formazione ciclica di volumi costanti trasferiti dall’aspirazione alla mandata; la caratteristica fondamentale è che la portata erogata non dipende dalla prevalenza (cfr.), ma solo dal numero di cicli effettuati nell’unità di tempo. Pompa volumetrica alternativa pompa idraulica (cfr.) che trasferisce volumi di fluido attraverso il moto alternativo di pistoni o diaframmi all’interno di una camera di compressione (cilindro); ne risulta una portata pulsante. Si distingue in: • pompa a pistone aderente: il pistone si muove all’interno del cilindro; • pompa a pistone tuffante: il pistone è massiccio e la tenuta è realizzata nel lato fisso delle superfici di scorrimento. Si presta a pressioni elevate; • pompa a diaframma: all’interno della camera un diaframma in materiale flessibile a essa solidale viene azionato da un pistone tuffante; non produce trafilamento. È preferita per fluidi viscosi. Pompa volumetrica rotativa pompa idraulica (cfr.) che trasferisce volumi di fluido attraverso il moto rotativo di un organo mobile all’interno di una camera. Si distingue in: • pompa a ingranaggi interni: due rotori dentati posti uno all’interno dell’altro spingono il fluido; • pompa a ingranaggi esterni: due rotori dentati rotanti in direzione opposta in posizione complanare spingono il fluido; • pompa a lobi: simile alla pompa a ingranaggi esterni; in questo caso i rotori dentati sono sostituiti da elementi loboidali; • pompa a vite: uno o più settori longitudinali a vite compiono il trasferimento del fluido per avvitamento; • pompa a palette: il rotore eccentrico è dotato di diverse palette a molla che strisciano sulla superficie del corpo interno della pompa spingendo il fluido dalla aspirazione alla mandata; • pompa peristaltica: un rotore triangolare trasferisce il fluido con una rotazione completa dall’aspirazione alla mandata, che si trovano entrambe sullo stesso lato della pompa. Pompaggio spostamento di un fluido, generalmente liquido, da un posto a un altro per mezzo di una pompa e di tubazioni.

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Potenza assorbita dalla pompa, P potenza trasmessa alla pompa dal suo motore, in [W] o [kW]. Potenza assorbita dal motore, Pmot potenza assorbita ai morsetti del motore elettrico della pompa, in [W] o [kW]. Potenza assorbita disponibile, Pa potenza meccanica trasferita al fluido dentro la pompa, in [W] o [kW]. È data dalla differenza tra la potenza assorbita e la potenza meccanica dissipata dalla pompa: Pa = P – PJ,ab Potenza idraulica della pompa, Pu potenza meccanica utile trasferita al liquido dalla pompa, in [W] o [kW]. Corrisponde al prodotto della prevalenza (cfr.) fornita dalla pompa per la accelerazione di gravità e la portata massica: Pu = qgH con: q = portata massica, [kg/s]; g = accelerazione gravitazionale, [m/s]; H = prevalenza, [m]; Se la prevalenza è espressa in termini di pressione, ∆pH , si calcola come: Pu = q∆pH Prevalenza, H o ∆ph differenza tra l’altezza totale alla bocca di mandata della pompa e l’altezza totale alla bocca di aspirazione della pompa, in [m] o in [Pa]. Rendimento della pompa, η rapporto tra la potenza idraulica della pompa (cfr.) e la potenza assorbita dalla pompa (cfr.), oppure prodotto del rendimento meccanico (cfr.) con quello idraulico (cfr.) della pompa, [-]: η = Pu' / P η = ηm . ηh Rendimento idraulico della pompa, ηh rapporto tra la potenza idraulica della pompa, Pu' , e potenza assorbita disponibile, Pa , che tiene conto delle perdite derivanti dall’attrito dovuto al movimento relativo delle superfici interne e alla perdita interna. in [-]: ηh = Pu' / Pa Rendimento globale della pompa, ηgr rapporto tra la potenza idraulica della pompa (cfr.) e potenza assorbita dal motore, (cfr.), [-]: ηgr = Pu / Pmot Rendimento meccanico della pompa, ηm rapporto tra la potenza assorbita disponibile, Pa , e la potenza assorbita dalla pompa, P, in [-]: ηm = Pa / P Similitudine teoria che consente di mettere in relazione le caratteristiche di funzionamento di macchine simili (famiglie di macchine) per consentire di scegliere il tipo di macchina che meglio risponde a specifiche esigenze operative.


Trafilamento passaggio di fluido tra pistone e camera di pompaggio a seguito del quale si genera un modesto calo di pressione che dipende dai valori della differenza di pressione (aspirazione/mandata) e della viscosità del fluido.

Velocità specifica cfr. Numero di giri caratteristico.

TERMINOLOGIA SPECIFICA DELLE VALVOLE Classificazione Le valvole sono organi inseriti nelle reti di distribuzione di fluidi liquidi (acqua) con diverse funzioni e si distinguono: • per funzione: ⚬ arresto: servono a impedire il moto del fluido in un circuito; ⚬ deviazione: servono a deviare il fluido da una tubazione ad un’altra; ⚬ di by-pass (shunt valve): servono ad aggirare un componente del circuito; ⚬ di fondo o di drenaggio: permettono l’evacuazione dell’acqua da un serbatoio atmosferico; ⚬ equilibratrici di flusso: introducono opportune perdite di carico per ottenere nel circuito la portata desiderata; ⚬ intercettazione: servono a chiudere al fluido l’accesso a una tubazione di un circuito, lasciandolo libero di circolare in altre parti dello stesso; ⚬ regolazione: servono a regolare la portata di fluido in una tubazione; sono caratterizzate dal rapporto di regolazione (cfr.) tra la portata della valvola tutta aperta e la portata minima ancora regolabile (il valore ottimale è , cioè la valvola garantisce la regolazione fino a / della portata massima); ⚬ scarico: permettono l’evacuazione del fluido dal circuito; ⚬ sicurezza: dotate di una molla antagonista che consente l’apertura del circuito in caso di sovrappressione; ⚬ sfiato: permettono l’evacuazione dell’aria esistente nel circuito; • per tipo di costruzione: ⚬ a farfalla: lo stelo attuatore è solidale con un disco che ruotando provoca la regolazione del flusso o la sua completa intercettazione; ⚬ a globo o a otturatore: lo stelo attuatore termina con un otturatore a semisfera che interferisce sulla luce del passaggio del liquido nel corpo valvola; l’attuatore può essere lineare (che procede a vite) o rotativo (con manopola); ⚬ fuso: l’otturatore è costituito da un corpo interno fusiforme con la parte di monte e quella centrale (di forma cilindrica), fisse, e quella di valle mobile, longitudinalmente guidata dalla parte centrale (funzionamento a telescopio), che in posizione di chiusura aderisce al tratto convergente di valle del corpo esterno della valvola; ⚬ a maschio: lo stelo attuatore termina con un otturatore troncoconico a foro passante, che ruotando consente o meno il passaggio del fluido tramite il foro; ⚬ a saracinesca: il disco agisce in posizione ortogonale al flusso del fluido e ne intercetta il passaggio; ⚬ a sfera: lo stelo attuatore è solidale con una sfera che reca un foro centrale in modo che ruotando nella direzione del flusso ne limita la portata o ne determina la completa intercettazione; ⚬ anti-sifone: simili a quelle di ritegno; ⚬ di ritegno o unidirezionale: che non permettono il ritorno del fluido nella direzione opposta a quella di provenienza; • per configurazione: ⚬ diritte; ⚬ inclinate; ⚬ a semplice sede; ⚬ a doppia sede;

⚬ a maschio; ⚬ a passaggio integrale; • per numero di vie: ⚬ a due vie: con un ingresso e una uscita; ⚬ a tre vie: con un ingresso e due uscite, o due ingressi e una uscita; ⚬ a quattro vie: con due ingressi e due uscite; • per sistema di azionamento: ⚬ manuale: • a leva; • a volantino; ⚬ elettrico: • a solenoide (elettromagnetiche); • con motore elettrico; ⚬ meccanico; ⚬ idraulico: il movimento dell’otturatore è determinato dall’energia idraulica del fluido che scorre nella tubazione; ⚬ termostatico: il movimento è causato dalla dilatazione termica di un elemento solidale allo stelo attuatore; • per funzione di regolazione: ⚬ di bilanciamento: servono a bilanciare le portate nei vari rami di un circuito idronico. Si classificano in valvole di: • bilanciamento manuale: vengono regolate durante la messa in servizio iniziale dell’impianto per fornire una resistenza idronica prefissata in un dato ramo del circuito idronico; • bilanciamento manuale con orifizio e prese di pressione: incorporano un orifizio calibrato e prese di pressione per la misura della portata durante la procedura di bilanciamento; • bilanciamento automatico a portata costante: mantengono una portata costante indipendentemente dalla pressione differenziale che agisce su di esse; l’azione di bilanciamento è ottenuta attraverso un equilibrio fluidodinamico su un corpo mobile; • bilanciamento automatico con controllo indipendente della pressione differenziale: mantengono una portata costante indipendentemente dalla pressione differenziale che agisce su di esse; l’azione di bilanciamento è ottenuta tramite un equilibrio tra pressioni statiche in diversi punti del circuito; ⚬ di intercettazione: a solenoide o elettromagnetiche sono del tipo tutto chiuso – tutto aperto e si differenziano in: • dirette, nelle quali il nucleo del magnete è solidale con l’elemento di chiusura; • indirette o valvole a pilota (di maggiore applicazione), nelle quali il movimento del nucleo crea una differenza di pressione che determina la chiusura o l’apertura del circuito attraverso l’apertura di un elemento secondario a monte dell’elemento di chiusura; ⚬ modulanti a due vie: valvole a due vie (cfr.) in cui la posizione di apertura dell’otturatore (o di un altro organo di regolazione, e quindi la portata, vengono modulate da un attuatore in funzione del segnale di controllo; ⚬ modulanti a tre vie deviatrici: valvole a tre vie con un ingresso e

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due uscite (cfr.) in cui la posizione dell’otturatore o di un altro organo di regolazione, controllata da un attuatore in funzione del segnale di controllo, determina la frazione della portata in ingresso che viene deviata verso le due diverse uscite; ⚬ modulanti a tre vie miscelatrici: valvole a tre vie con due ingressi e una uscita (cfr.) in cui la posizione dell’otturatore o di un altro organo di regolazione, controllata da un attuatore in funzione del segnale di controllo, determina il grado di miscelamento dei due fluidi in ingresso;

Autorità per una valvola di regolazione, è una misura percentuale della caduta di pressione a cavallo della valvola rispetto alla caduta di pressione che si ha su tutto il circuito regolato, entrambe valutate alla portata che si ottiene a valvola completamente aperta. Corrisponde alla capacità della valvola di controllare la portata dell’acqua all’interno di un circuito in relazione alla sua posizione da aperta a chiusa. Coefficiente di efflusso, Kv portata di un fluido attraverso una valvola a una certa apertura dell’otturatore. È riferito alle condizioni standard di temperatura del fluido, tra  °C e  °C, e a una differenza di pressione statica (cfr.) ai capi della valvola di  bar ( Pa), in [m/h]:

⚬ a quattro vie o valvole reversibili: più propriamente valvole di inversione, sono usate nelle pompe di calore per invertire il flusso del refrigerante; ⚬ modulanti a quattro vie miscelatrici: valvole a quattro vie con due ingressi e due uscite (cfr.) in cui la posizione dell’otturatore o di un altro organo di regolazione, controllata da un attuatore in funzione del segnale di controllo, determina il grado di miscelamento dei due fluidi in ingresso.

relativa è una funzione potenziale di h (sottolineare); • ad apertura rapida: la relazione tra coefficiente di efflusso e corsa relativa è a derivata crescente (sopralineare). Diametro nominale, DN indicatore della taglia di riferimento della valvola, indirettamente legata alla taglia fisica del foro di passaggio. Otturatore organo della valvola di forma varia che consente di aprire e chiudere, totalmente o parzialmente, l’orifizio di uscita del fluido dal corpo della valvola. Pressione di prova pressione normata cui si verificano la resistenza meccanica e la capacità di tenuta delle valvole, generalmente , PN.

con: Q = portata volumica del fluido, [m/h]; ∆p = differenza di pressione statica alla portata Q ai due capi della valvola, [Pa]; ρ = densità del fluido, [kg/m]; ρw = densità dell’acqua, in [kg/m].

Pressione effettiva di esercizio pressione dell’impianto che la valvola deve effettivamente sopportare in condizioni di esercizio.

Coefficiente di efflusso standard, Kvs coefficiente di efflusso determinato per la massima apertura dell’otturatore, quindi alla portata massima ottenibile in condizioni standardizzate.

Pressione massima differenziale ammissibile differenza di pressione statica (cfr.) massima ammissibile per la quale la valvola garantisce la chiusura rispettando il valore di trafilamento (cfr.) dichiarato.

Corsa relativa dell’otturatore, h parametro adimensionale compreso tra  (posizione di completa chiusura dell’otturatore della valvola) e  (posizione di completa apertura).

Pressione nominale, PN pressione di esercizio per sopportare la quale la valvola è stata costruita; va scelta in base alla pressione di esercizio e di temperatura prevista per l’impianto e ai materiali impiegati.

Curva caratteristica relazione funzionale tra il coefficiente di efflusso (cfr.) e la corsa relativa dell’otturatore (cfr.). È detta anche curva caratteristica intrinseca della valvola di regolazione. In funzione delle caratteristiche costruttive della valvola le curve caratteristiche si distinguono in: • lineari: la relazione tra coefficiente di efflusso e corsa relativa è lineare; • equipercentuali: la relazione tra coefficiente di efflusso e corsa

Rapporto di regolazione, r rapporto tra la portata massima e la portata minima ottenibili tramite modulazione della valvola, a parità di caduta di pressione.

Pressione massima ammissibile pressione massima per la quale il componente è stato progettato.

Trafilamento portata di fluido attraverso la valvola quando questa è chiusa e teoricamente la portata dovrebbe essere nulla.

TERMINOLOGIA SPECIFICA DEGLI IMPIANTI IDRONICI Aerotermo apparecchio per il riscaldamento forzato dell’aria. È composto comunemente da una batteria di scambio termico, alimentata ad acqua calda o anche a vapore, e da un elettroventilatore, che

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muovendo l’aria attraverso la batteria a velocità elevata aumenta il coefficiente di scambio termico e consente una migliore diffusione in ambiente dell’aria riscaldata. Tipicamente di applicazione industriale, può essere:


• a proiezione orizzontale: posizionato solitamente in alto sulla parete, con alette di diffusione orientate verso il basso; • a proiezione verticale: collocato a soffitto con getto unico verso il basso. Batterie alettate delle unità trattamento aria elementi terminali dell’impianto idronico. Non sono considerabili terminali dell’impianto di climatizzazione. Cassetta miscelatrice serve a miscelare flussi separati d’aria calda e fredda negli impianti di condizionamento dell’aria in modo da controllare la temperatura dell’aria in ambiente. Solitamente è dotata di batterie supplementari di scambio termico alimentate dal circuito idronico. Convettore mobiletto metallico a sviluppo verticale di modesta profondità contenente una batteria alettata (cfr.) alimentata dal fluido scaldante posta immediatamente sopra all’ingresso dell’aria, attraverso la quale, per tiraggio naturale l’aria ambiente passa e, riscaldata esce da un’apertura superiore. Corpo radiante pensile è un corpo scaldante a sviluppo longitudinale, che viene appeso al soffitto in modo che risulti ad esso parallelo, funzionante per irraggiamento; è composto da un rango di tubi scaldanti solidale a una piastra posteriore che ne esalta l’effetto radiante ed è racchiuso da una lastra anteriore di copertura variamente lavorata che aumenta lo scambio termico. È solitamente utilizzato nei capannoni industriali. Corpo scaldante nome generico per i terminali d’impianto a funzionamento passivo e identificabili come apparati a contatto diretto con l’aria dell’ambiente nella quale sono immersi. Induttore terminale d’ambiente del tipo a mobiletto, a vista o incassato, utilizzato negli impianti di condizionamento dell’aria. Nell’induttore l’aria ambiente viene circolata attraverso una o più batterie alettate (cfr.), alimentate dal circuito idronico, per induzione da un flusso d’aria, cosiddetta primaria, ad alta velocità proveniente da una centrale di trattamento e diffusione. Il mobiletto contiene un filtro d’aria e una serie di alette orientabili per la diffusione dell’aria nel locale. Pannello radiante piastra a sviluppo quadrato (solitamente  cm x  cm o  cm x  cm) o rettangolare (solitamente  cm x  cm) recante tubi scaldanti o raffrescanti racchiusi in un contenitore solitamente di alluminio anodizzato a formare un vero e proprio pannello a sé stante utilizzato per creare un falso soffitto di un locale (necessario per l’ispezione del sistema che comprende diverse valvole e regolatori di flusso). Pannelli radianti possono anche essere utilizzati in posizione verticale per creare pareti scaldanti. Parete radiante cfr. Pannello radiante.

Pavimento radiante sistema di tubi monostrato o anche multistrato solitamente in materiale plastico percorsi da acqua calda o refrigerata, stesi sul pavimento di un ambiente, che può essere isolato o non isolato rispetto a tali tubi, e ricoperti da una malta che costituisce il sottofondo del pavimento. I pannelli dei diversi locali fanno capo a un collettore centrale o di zona dotato di valvole deviatrici che permettono il bilanciamento delle portate ai singoli pannelli per ottenere un riscaldamento o un raffrescamento uniforme dell’ambiente. Radiatore scambiatore di calore acqua-fluido di varia forma a sviluppo verticale di modesta profondità per installazione a parete, percorso da un fluido termovettore che cede calore all’ambiente circostante per convezione e irraggiamento. Soffitto radiante cfr. Pannello radiante. Termosifone cfr. Radiatore. Termostriscia corpo scaldante costituito da strisce radianti poste a soffitto, isolata posteriormente per non disperdere l’energia termica verso l’alto, recante una serie di tubi in cui fluisce acqua calda o refrigerata. Trave fredda terminale a induzione o induttore da installare a soffitto che, alimentato con un flusso d’aria primaria a bassa pressione, crea una zona di depressione tale da provocare l’aspirazione dell’aria ambiente attraverso la griglia inferiore. L’aria, passando attraverso una batteria alettata (cfr.) alimentata dal circuito idronico, viene reimmessa in ambiente raffrescata. Tubi alettati tubazioni dotate di alette per scambio diretto con l’aria per convezione. Sono impiegate principalmente per locali accessori e magazzini. Ventilconvettore terminale d’ambiente del tipo a mobiletto, a vista o incassato, utilizzato negli impianti di condizionamento dell’aria, nel quale l’aria ambiente viene circolata attraverso una batteria alettata (cfr.) per mezzo di un elettroventilatore di tipo centrifugo o tangenziale; il mobiletto contiene un filtro d’aria e una serie di alette orientabili per la diffusione dell’aria nel locale. La batteria di scambio termico può essere dotata di elettrovalvola di regolazione con sensore di temperatura per controllare la temperatura dell’aria in uscita. La capacità termica varia solitamente tra  e  W circa con una portata d’aria da circa  a  L/s; si distinguono relativamente alla configurazione: • ventilconvettore a mobiletto verticale; solitamente posizionato a pavimento; • ventilconvettore orizzontale; generalmente montato a soffitto; • ventilconvettore canalizzato; montato in controsoffittatura e collegato all’ambiente da climatizzare con condotte aerauliche.

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Nuova data per l'esame di certificazione per EGE Sempre più richiesti sul mercato del lavoro, gli Esperti in Gestione dell’Energia dal 2016 devono essere certificati per poter condurre le diagnosi energetiche periodiche prescritte per grandi imprese e imprese energivore (D.Lgs 102 del 4/07/2014 di recepimento della Direttiva Europea sull'efficienza energetica). In quest’ottica, AiCARR Formazione organizza periodicamente esami di certificazione per EGE, realizzati in collaborazione con ICMQ, secondo lo schema di certificazione e accreditamento per la conformità alla norma UNI CEI 11339:2009 in materia di EGE. La prossima sessione d’esame è a Milano il 6 maggio. Per accedere all’esame, il candidato deve dimostrare di possedere i requisiti in materia richiesti dall’Organismo di Certificazione: un titolo di studio, almeno il diploma di scuola media superiore, riconosciuto o equipollente a quelli italiani, e l’esperienza lavorativa, dimostrando di aver ricoperto mansioni tecniche e/o manageriali nella gestione dell’energia (energy management) e di aver svolto almeno 7 sui 17 compiti previsti al Capitolo 4 della Norma UNI CEI 11339:2009. Sono obbligatori quelli ai punti 1, 4, 6 e 7, ovvero almeno una diagnosi energetica completa comprensiva dell’individuazione di interventi migliorativi anche in relazione all’impiego delle fonti energetiche rinnovabili che includa: un’analisi del sistema energetico di un edificio civile o industriale (analisi dei processi, degli impianti, delle tecnologie e della politica energetica); gestione di una contabilità energetica analitica, valutazione dei risparmi ottenuti dai progetti di risparmio energetico e relative misure; analisi tecnico-economica e di fattibilità degli interventi e valutazione dei rischi. Data e sede 6 maggio, Milano

www.aicarr.org a cura di Lucia Kern

I documenti AiCARR su SARS-CoV2-19 e ambienti di lavoro Il 27 febbraio scorso l’OMS ha pubblicato la guida di orientamento “Getting your workplace ready for COVID-19”. A seguito dei quesiti pervenuti in Associazione e delle informazioni non sempre verificate che circolano nei media, AiCARR ha ritenuto opportuno integrare la guida con alcune informazioni relative ai suoi ambiti di competenza con un documento, scaricabile dal sito AiCARR. Nel documento, dopo una premessa sulle possibili modalità di contagio studiate finora, AiCARR fornisce consigli sugli aspetti legati alla gestione degli impianti per la corretta aerazione degli ambienti al fine di ridurre al minimo potenziali rischi di propagazione dell’infezione,

al livello di occupazione degli ambienti lavorativi condivisi da più persone e alle operazioni di igienizzazione dei condotti degli impianti di climatizzazione. A questo primo documento, di carattere generale, è seguito un secondo, anch’esso scaricabile dal sito AiCARR, che contiene un protocollo per minimizzare il potenziale rischio da diffusione del SARS-CoV2-19 in impianti HVAC esistenti. Questo secondo documento è rivolto ai tecnici del settore ai quali vengono fornite alcune indicazioni su come operare sugli impianti esistenti, a esclusione degli ambienti ospedalieri e sanitari, delle camere bianche e dei laboratori.

Rinviato il 37º Convegno nazionale AiCARR A causa della pandemia che sta preoccupando l’intero pianeta, il 37° Convegno nazionale AiCARR, dal titolo “Obiettivo 2030: scenari, tecnologie e strategie per la sostenibilità energetica nella climatizzazione”, programmato a Verona per l’11 giugno prossimo, è stato rinviato. La sede e la data saranno rese note appena pos-

sibile. I termini per l'invio degli abstract sono prorogati al 30 aprile. AiCARR ringrazia tutti coloro che hanno risposto al suo invito inviando l’abstract e coloro che lo faranno e dà appuntamento a tutti per un futuro si spera molto prossimo.

È uscito il volume 26 della Collana Tecnica AiCARR

Appuntamento a maggio con il Percorso Approfondimenti È in programma a partire dal 25 maggio a Milano il Percorso Approfondimenti, che si rivolge a chi ha frequentato i corsi del percorso Fondamenti e ai professionisti che hanno un’esperienza consolidata e intendono acquisire contenuti avanzati per la progettazione degli impianti di climatizzazione. L’agenda vede in calendario il corso dedicato a Calcolo, progettazione e costruzione di reti idroniche, che offre un approfondimento teorico e pratico sull’argomento, seguito dal modulo sulla Regolazione degli impianti ad aria, pensato per offrire al progettista, all’installatore e al gestore una buona padronanza di tali impianti, e dalla giornata sui Sistemi di automazione integrata e reti di comunicazione, un argomento sempre più attuale. Il Percorso proseguirà poi con il corso sulla Diagnosi energetica, che descrive fra l’altro i vari livelli di diagnosi, determinandone scopi e campi di applicazione, con la giornata sul dimensionamento e le applicazioni delle Pompe di calore, sempre più utilizzate come generatori degli impianti di riscaldamento, e terminerà in giugno con il corso su Calcolo, progettazione e costruzioni di reti aerauliche, che descrive nel dettaglio uno dei temi più complessi della progettazione impiantistica.

Apparsi alla fine degli anni ’50 e presto abbandonati a causa dei problemi legati tra l’altro alla mancanza dell’isolamento termico nei solai interpiano, i sistemi radianti sono tornati in voga alla fine del secolo scorso e sono sempre più diffusi. La storia di questi sistemi risale almeno al III secolo a.C., come testimoniano i resti delle terme romane, ma ha radici ancora più antiche. Nel nuovo Volume pubblicato nella Collana AiCARR, dal titolo “Le terme romane da Pompei a Cuma”, viene ripercorso un periodo della storia dei sistemi radianti, con la descrizione dei componenti e dei principi di funzionamento del sistema di riscaldamento e di produzione dell’acqua calda in alcune terme romane della Campania Felix. Il testo è dedicato a chi opera nel settore della tecnologia, che troverà affa-

scinante scoprire come nell’antichità si risolvessero problemi moderni, a chi si occupa di discipline umanistiche e in particolare di archeologia del mondo classico, che troverà delle spiegazioni fisiche a situazioni nelle quali si imbatte quotidianamente, e a tutti coloro che si interessano di storia dell’ingegneria, una disciplina nuova che conferma quanto la nostra professione sia antica e degna di rilievo e quanto la storia sia maestra di vita e di tecnica.

Efficienza energetica: serve un Testo Unico. La nota di AiCARR È stata diffusa dalle maggiori agenzie e ripresa da organi di stampa di settore la nota nella quale AiCARR riassume i punti salienti di quanto ha proposto nel documento depositato il 25 febbraio scorso, in occasione dell’Audizione presso la 10ª Commissione permanente Industria, commercio e turismo del Senato, in rela-

zione al D.Lgs. sulla prestazione energetica e all’efficienza energetica in edilizia. In particolare, l’Associazione ribadisce la necessità di un Testo Unico sull’efficienza energetica, «al fine di avere un coordinamento tra tutti i testi legislativi interessati» ed evidenzia che «Il testo attuale recepisce formalmente la


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Direttiva, modificando e integrando il testo del D.Lgs. 192/05, ma non fa cenno all’indice SRI (Indicatore di predisposizione degli edifici all’intelligenza), per cui viene il dubbio che l’Italia non intenda adottare questo indicatore». Inoltre AiCARR dichiara che: «Lo schema di Decreto si propone come modifica del solo D.Lgs. 192/05, ma a nostro avviso va coordinato con il D.P.R. 74/2013, il D.M. 26/6/2015 e il D.Lgs. 28/2011 all’allegato III. A questo proposito, va sottolineato che l’articolo 8 della Direttiva 844 stabilisce che in caso di nuova installazione, sostituzione o miglioramento di sistemi tecnici per l’edilizia effettuati per ottimizzarne il consumo energetico, gli Stati membri stabiliscono i requisiti di impianto da applicare per quanto tecnicamente, economicamente e funzionalmente fattibile. Questa impostazione è in netto contrasto con quella a oggi prevista dall’allegato III del D.Lgs. 28/11 sulla copertura da fonti energetiche rinnovabili, che considera solo l’impossibilità tecnica. A maggior ragione, si auspica che parallelamente al Decreto di recepimento della Direttiva si metta mano anche alla revisione

dell’Allegato III del D.Lgs. 28/2011 senza aspettare il recepimento della nuova direttiva sulle FER». AiCARR rileva anche che «Il testo parla di qualità dell’aria ma non fornisce indicazioni o provvedimenti concreti su tale tema». Infine, AiCARR evidenzia che «La Direttiva 844 prevede che la strategia a lungo termine contenga le politiche e le azioni senza alcuna distinzione temporale, ovvero fin da subito, impegno non recepito dal comma 4 del testo, che rappresenta una deviazione dal testo e dagli intenti della Direttiva. Se si considera che il PNIEC è stato pubblicato il 21 gennaio scorso e che il primo aggiornamento del PNIEC, da proporre alla Commissione europea è previsto per il 30 giugno 2023, si rischia di non avere le politiche e le azioni, almeno fino a quella data». Segnaliamo che i medesimi commenti depositati in Senato sono stati inviati anche alla Commissione Attività Produttive della Camera e discussi il giorno 17 marzo a porte chiuse, data l’attuale impossibilità di organizzare riunioni frontali. Il documento depositato in Senato è consultabile sul sito AiCARR nella sezione Normativa/Consultazioni.

Le nuove date di MCE 2020: il commento di AiCARR e l’agenda dei Seminari Com’è noto, con un comunicato datato 25 febbraio, Reed Exhibitions Italia ha ufficializzato le nuove date per Mostra Convegno Expocomfort 2020 e Biomass Innovation Expo, che si terranno dall’8 all’11 settembre 2020. A questo proposito la Presidente di AiCARR ha commentato: “Mostra Convegno Expocomfort è la fiera di riferimento per i nostri Associati, che sono professionisti, ricercatori e aziende leader del settore della climatizzazione. AiCARR, che da sempre collabora con MCE, plaude alla decisione di spostare la fiera a settembre, responsabilmente presa dagli organizzatori ancor prima che la situazione legata al coronavirus esplodesse. Sono e siamo certi che questa decisione porterà a un ennesimo successo di MCE, che supererà quello delle precedenti edizioni: Mostra Convegno Expocomfort sarà uno dei motori che contribuirà in maniera significativa all’economia del nostro paese, oggi decisamente provata dai recenti accadimenti”. Naturalmente, i Seminari AiCARR a MCE sono stati riorganizzati sulla base delle nuove date e in accordo con le importanti realtà internazionali che collaborano agli eventi. Il Seminario di AiCARR-ASHRAE Group sul ri-

schio legionella negli impianti si terrà dunque il pomeriggio dell’8 settembre, mentre la giornata del 9 settembre sarà dedicata al tema della IEQ, sviluppato al mattino con ASHRAE, IEQGA e REHVA nel corso del Seminario internazionale “Progettare la qualità dell’ambiente interno” e il pomeriggio con la partecipazione di esperti italiani al Seminario nazionale “La qualità dell’ambiente interno negli edifici per l’istruzione”. Il mattino del 10 settembre vedrà in programma il Seminario in collaborazione con IIR sull’impiego dei refrigeranti infiammabili in ambito nazionale ed europeo, mentre il pomeriggio dello stesso giorno sarà dedicato alle novità relative alla progettazione termotecnica dell’edificio, illustrate nel Seminario “Nuovi orizzonti della progettazione”, che si occuperà di aspetti quali l’antisismica, l’acustica, la qualità dell’aria e il Commissioning. Gli eventi AiCARR si concluderanno il mattino dell’11 settembre con il Seminario sul tema degli Smart Building, sviluppato con il supporto di REHVA. Il nuovo programma è disponibile nella home page del sito dell’Associazione.

I corsi in calendario sono affiancati da una serie di corsi a richiesta , presenti sul sito di AiCARR Formazione, nella sezione Approfondimenti, che verranno attivati con un numero minimo di 12 iscritti. Come sempre, i corsi sono selezionabili in base alle personali esigenze di formazione. Le date dei potrebbero essere riprogrammate anche in base alla ripresa dei corsi Fondamenti. Vi invitiamo a consultare il sito www.aicarrformazione.org per informazioni e per il calendario aggiornato. Data e sede Dal 25 maggio, Milano

Progettazione di impianti per la Sanità: il modulo Specializzazione È stato riprogrammato dal 20 al 22 maggio il modulo Specializzazione del Percorso dedicato alla Progettazione di impianti di climatizzazione in ambito ospedaliero. Ricordiamo che il modulo, ora proposto con un programma aggiornato e ampliato rispetto all’edizione dello scorso anno in modo da offrire una preparazione ancora più ampia e approfondita, si articola in 3 giornate intere, concludendosi con l’illustrazione dei riferimenti normativi e legislativi relativi alla prevenzione degli incendi in ambito ospedaliero. Più nel dettaglio, le tre giornate si occuperanno di: Impianti per Reparti Speciali; Requisiti progettuali e costruttivi dei componenti degli impianti HVAC per applicazioni ospedaliere; Impianti VCCC per il blocco operatorio; Impianti per i laboratori e per i locali UFA preparazione farmaci antiblastici; Impianti diversi da HVAC: gas medicali, antincendio, idricosanitari; Prevenzione Incendi in ambito ospedaliero: riferimenti normativi e legislativi. Sono previsti Crediti Formativi Professionali per ingegneri e periti industriali. Il calendario 20-21-22 maggio Sede: Milano

A due importanti Soci AiCARR il REHVA Professional Award C’è grande soddisfazione in Associazione per la notizia dell’assegnazione del prestigioso REHVA Professional Award ai due Soci AiCARR Adileno Boeche e Alberto Cavallini. Adileno Boeche, laureato in Ingegneria Meccanica, libero professionista e Socio AiCARR dal 1976, riceverà il “REHVA Professional Award in Design”; ad Alberto Cavallini, Professore Emeri-

to ed ex Professore ordinario di Scienze dell’energia presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Padova, Socio AiCARR dal 1982 e Presidente dell’Associazione dal 1996 al 1998, verrà assegnato il “REHVA Professional Award in Sciences”. Ai due vincitori vanno le congratulazioni di tutta l’Associazione.

Tutte le informazioni relative ai corsi sono pubblicate sul sito www.aicarrformazione.org


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ANNO10 - MAGGIO-GIUGNO 2019

INTERVISTA I TREND NELLA PROGETTAZIONE DI UFFICI

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Data Center

Efficienza energetica

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Edifici scolastici

BEMS BACS

#62

Efficienza negli impianti industriali

Sistemi ibridi

#63

ZEB

Accumulo

#64

Impiantistica residenziale

Rinnovabili

#65

Edifici per la sanità

Pompe di calore

LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R

ANNO10 - SETTEMBRE 2019

NORMATIVA DIAGNOSI ENERGETICA EDIFICI AUTOMAZIONE E CONTROLLO NEL RETAIL

VMC IN BIBLIOTECA

IMPIANTO TRANSCRITICO A CO

HVAC NEI SITI DELLA RICERCA SCIENTIFICA

PREVENZIONE INCENDI NELLE ATTIVITÀ COMMERCIALI

RACCORDI NEGLI IMPIANTI DI REFRIGERAZIONE

CLIMATIZZAZIONE PER IL CENTRO DI RICERCA

STRATEGIE DI RIDUZIONE DEL PARTICOLATO

CAMBIAMENTO CLIMATICO IMPATTO DELLA REFRIGERAZIONE MODELLI CLIMATICI E PROGETTAZIONE SMART READINESS INDICATOR

TERZIARIO

REFRIGERAZIONE

RETAIL

CAMBIAMENTI CLIMATICI

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ISSN:2038-2723

LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R

ANNO10 - OTTOBRE 2019

DECRETO FER1 IMPIANTISTICA NEGLI ALBERGHI CONDIZIONAMENTO DELL’ARIA NEL RESORT PROGETTAZIONE INTEGRATA E LEED STRUTTURE RICETTIVE A CONFRONTO BIM SVILUPPO DI UN PROGETTO IMPIANTISTICO MODELLO DI CALCOLO DELLE PERDITE DI CARICO REFRIGERAZIONE ASHRAE, LE NOVITA’ DELLO STANDARD 15

ISSN:2038-2723

LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R

ANNO10 - DICEMBRE 2019

F-GAS NUOVI OBBLIGHI PER VENDITORI E OPERATORI NEL D.P.R. 146/2018 CONDIZIONAMENTO E CLIMATIZZAZIONE: ANALISI DI MERCATO TARIFFE ELETTRICHE, SPINTA PER LE PDC RIQUALIFICAZIONE ACUSTICA DEGLI EDIFICI STORICI CARATTERISTICHE TERMOACUSTICHE DEI COMPONENTI EDILIZI BACS, IL VADEMECUM

GLOSSARIO UNITÀ DI TRATTAMENTO DELL’ARIA

GLOSSARIO FILTRI PER L’ARIA NEGLI IMPIANTI HVAC

POSTE ITALIANE SPA – POSTA TARGET MAGAZINE - GIPA/LO/CONV/003/2013.

Pompe di calore BACS/Acustica

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ISSN:2038-2723

Organo Ufficiale AiCARR

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LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R

REFRIGERANTI ALTERNATIVI A R134A

FOCUS TECNOLOGICO

Strutture ricettive BIM

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ISSN:2038-2723

DOSSIER MONOGRAFICO

Organo Ufficiale AiCARR

#56

Retail Cambiamenti climatici

Organo Ufficiale AiCARR

Terziario Refrigerazione

Fascicolo

ORIGINAL ARTICLES

ANALISI SPERIMENTALE DELLA SOSTITUZIONE DEL R134A CON R1234YF, R1234ZEE, R450A E R513A IN UNA POMPA DI CALORE ACQUAACQUA DI PICCOLA TAGLIA EXPERIMENTAL ANALYSIS OF THE SUBSTITUTION OF R134A WITH R1234YF, R1234ZE(E), R450A AND R513A IN A SMALL CAPACITY WATER-TO-WATER HEAT PUMP VERSO LA TRASFORMAZIONE DEL PATRIMONIO EDILIZIO ITALIANO IN NZEBS NEARLY ZERO ENERGY BUILDING: IL PROGETTO PRIN 2015 TOWARDS THE ITALIAN BUILDING HERITAGE TRANSFORMATION INTO NZEBS (NEARLY ZERO ENERGY BUILDING): THE PRIN 2015 PROJECT MONITORAGGIO E SIMULAZIONE DINAMICA DI UN EDIFICIO PILOTA DOTATO DI TETTO VERDE MONITORING AND DYNAMIC SIMULATION OF A PILOT BUILDING EQUIPPED WITH A GREEN ROOF CONFRONTO SPERIMENTALE TRA TECNICHE DI MISURA DELLA VENTILAZIONE NATURALE DEGLI EDIFICI AN EXPERIMENTAL COMPARISON BETWEEN DIFFERENT METHODS TO MEASURE BUILDING NATURAL VENTILATION

STRUTTURE RICETTIVE BIM

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AiCARR Journal #61 – Covid-19 | BACS  

NORMATIVA Attuazione della direttiva EED II | SPECIALE COVID-19 Impianti HVAC e Coronavirus: facciamo chiarezza | BACS E RISPARMIO ENERGETIC...

AiCARR Journal #61 – Covid-19 | BACS  

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