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Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
"SafeSchool 4.0"L’ APP ENEA per smartphone e tablet in grado di
misurare la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Bari: 08 Febbraio 2018Sala Consiliare ‐ Palazzo della Città Metropolitana, Lungomare Nazario Sauro 29
ing. Nicolandrea Calabresenicolandrea.calabrese@enea.it
Coordinatore task force diagnosi energetiche di edifici
SafeSchool 4.0
SafeSchool 4.0 è l’applicazione per smartphone etablet (liberamente scaricabile da Google Play edApp Store) in grado di misurare la vulnerabilitàenergetico‐strutturale degli edifici scolastici perprogrammare e gestire in modo più economico esostenibile gli interventi di riqualificazione emanutenzione degli immobili adibiti ad usoscolastico.
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Chi si deve prendere cura degli edifici scolastici?In quanto proprietari degliimmobili, provvedono allacostruzione, alle fornitureed alla manutenzioneordinaria e straordinariadegli edifici scolastici:
‐ i Comuni per le scuolematerne, elementari emedie;
‐ le Province e le Cittàmetropolitane per lescuole superiori.
Gli edifici scolastici in Italiarisultano essere 42.408
Fonte: school book 2 – Aprile 2016, #italiasicura
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Fascia di età di costruzione:
Fonte: Presentazione Arch. LAURA GALIMBERTI ‐ 17 ottobre 2017 Fondazione Exclusiva, #italiasicura
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Circa il 55.6% di queste strutture sono state edificate prima del 1974, anno in cui entrano in vigore i primi provvedimenti in materia di sicurezza sismica.
Presenza di accorgimenti per la riduzione dei consumi energetici:
Fonte: school book 2 – Aprile 2016, #italiasicura
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Indagine energetica:La procedura prende spunto dalle linee guida ENEA‐FIRE per il contenimento della spesa energetica nelle scuole ed è stata attualizzata ed approfondita dai tecnici UTEE
Indagine strutturale:La procedura prende spunto dalle schede di valutazione della Vulnerabilità Sismicaredatte dal Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti e distingue le due principalitipologie di strutture portanti, Cemento Armato e Muratura
SafeSchool 4.0
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: Struttura Applicativo e gestione dei processi
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: dati Generali• tecnico rilevatore
• dati generali
• dati geometrici
• manutenzione edilizia
• manutenzione impianti
• conformità normative
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Nella prima fase del rilievo vengono acquisite tutte le informazioni disponibili,lasciando traccia di tutto ciò che non è al momento conosciuto per le integrazionisuccessive. Alcuni dati inseriti in questa fase saranno poi utilizzati nell’indagineenergetica o in quella strutturale (o in entrambe).Importante, in questa fase, conoscere se l’edificio è sottoposto a vincolo di tutela delPatrimonio Culturale perché tale aspetto condiziona pesantemente le azioni chepossono essere fatte per il suo miglioramento.
SafeSchool 4.0: dati Generali
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
L’applicativo, nella maschera «conformità normative»,consente l’inserimento di alcuni dati riportati nell’Attestato diPrestazione Energetica (qualora disponibile).
Vecchio APE (D.M. 26/06/2009)EPi: indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale[kWh/m3/anno];
EPi,invol: indice di prestazione termica dell’edificio per il raffrescamento[kWh/m3/anno].
Nuovo APE (D. Interministeriale 26/06/2015):EPH,nren: fabbisogno energia primaria non rinnovabile per climatizzazione invernale[kWh/m2/anno];
EPH,nd: indice di prestazione termica utile per riscaldamento [kWh/m2/anno].
Questi valori, confrontati con l’Epilimite (allegato C del DLgs311/2006), consentono di valutare la qualità dell’involucro esaranno utilizzati per analizzare criticamente la classe dimerito per riscaldamento calcolata con i consumi reali dabolletta.
Questo confronto consentirà di capire se gli eventuali elevaticonsumi energetici saranno causati da una scarsa qualitàdell’involucro edilizio, da bassi rendimenti degli impianti odalla errata gestione degli stessi.
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: Indagine strutturale
• Pericolosità del sito – consente diacquisire le informazioni relative allasismicità dell’Area in cui sorge l’edificio;
• Elementi di vulnerabilità ‐ consente,attraverso l’analisi di diversi aspetti fisici edocumentali, di acquisire le informazioninecessarie per la successiva valutazionedel Livello di Intervento ipotizzato perl’edificio; si distinguono le valutazioni pergli edifici in muratura e per quelli in C.A.La struttura dei dati richiesti è ispirata alleschede di valutazione della VulnerabilitàSismica redatte dal Gruppo Nazionale perla Difesa dai Terremoti (GNDT);
L’indagine strutturale si articola in tre sezioni:
• Livello di intervento (output) – Riepilogaquali sono gli aspetti più critici fino adefinire il livello degli interventi necessariper migliorare le capacità dell’edificio.
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: Indagine strutturale
• pericolosità del sito• vulnerabilità • livello di intervento
(output)
Categoria di Sottosuolo:es. (A) Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi.........(D) Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati oterreni a grana fina scarsamente consistenti....;
Categoria Topografica:es. (T1) Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati coninclinazione media i ≤ 15°....... (T2) Pendii con inclinazionemedia i > 15°....;
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: Indagine strutturaleINDAGINE STRUTTURALE:• Vulnerabilità intrinseca (storia
progettuale dell’edificio)
• Strutture (Organizzazione del sistema resistente)
• Qualità strutture• Fondazioni• Orizzontamenti• Regolarità pianta (valutazione
eventuali effetti torsionali)
• Regolarità elevazione• Distanza massima tra le
murature / Elementi critici• Coperture (valutazione natura
«spingente» delle coperture)
• Elementi critici• Elementi non strutturali• Stato di fatto (presenza di lesioni,
ammaloramenti e problematiche in fondazione evidenti)
Edifici in Muratura: Edifici in C.A.
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: Indagine strutturaleEseguito il rilievo sarà possibile verificare gli aspetti per cui si sono inseriti i dati necessari per lavalutazione del livello di intervento richiesto, quelli per cui non è stato possibile avereindicazioni e quelli per cui sono necessari ulteriori approfondimenti.In un sopralluogo iniziale si otterranno valutazioni approssimate assumendo, per i diversi aspettilegati alla vulnerabilità, gli indici peggiori per i dati completamente mancanti o quelli di livelloinferiore in attesa dei necessari approfondimenti.
• vulnerabilità intrinseca
• strutture
• qualità strutture
• fondazioni
• orizzontamenti
• regolarità pianta
• regolarità elevazione
• distanza murature
• coperture
• elementi non strutturali
• stato di fatto
Vengono riassunti tutti i livelli riscontrati per i vari aspetti analizzati
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: Indagine strutturale
*Per operare un confronto con edifici collocati in areea differente pericolosità sismica di base, è possibiledefinire un Livello di Priorità incrociando i dati delLivello di Intervento con la Zona Sismica in cui ricadel’edificio scolastico *
Viene calcolato il Livello di Intervento,graduato attraverso una scala cromatica:
SafeSchool 4.0: Indagine energetica• consumi e dati tecnici• involucro• climatizzazione invernale• climatizzazione estiva• ACS• ventilazione• cottura cibi• energia elettrica• solare termico• solare fotovoltaico• valutazioni (output)• interventi (output)
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: Indagine energetica
Compilando quindi i dati di input richiesti nelle diverse sezionidell’applicativo, si ottengono come risultati finali:
• il report del rilievo eseguito in formato editabile (completo di foto e riferimenti adelaborati progettuali analizzati in fase di sopralluogo);
• il livello della Classe di merito energetica (per riscaldamento ed elettrica) el’elenco degli interventi necessari per migliorarne la prestazione;
• il Livello di Intervento ed il Livello di Priorità, evidenziando situazioni critiche dalpunto di vista strutturale e permettendo una prima valutazione delle priorità diintervento;
• un file in formato .xml contenente tutte le informazioni inserite dal tecnico, cheverrà utilizzato da ENEA per creare una piattaforma informatica di pianificazionestrategica per l’attuazione di interventi di sicurezza e di riqualificazione energeticaper le scuole e che consentirà di individuare le zone con maggiore necessità diinterventi.
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: la classe di merito energetica
La valutazione della classe dimerito energetica della scuolaviene effettuata secondo lelinee guida ENEA‐FIRE per ilcontenimento della spesaenergetica nelle scuole. Laguida individua delle classi dimerito dei consumi specificiper il riscaldamento e perl’energia elettrica.
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: la classe di merito energeticaLa classe di merito della scuola in esame si individua in base allacollocazione nelle tabelle di riferimento dell’indicatore energeticonormalizzato (IEN) calcolato:
dove
C = fabbisogno energia termica [Wht]
Fe = fattore di normalizzazione consumodovuto a forma edificio (S/V);
Fh = fattore di normalizzazione rispettoall’orario di funzionamento del riscaldamento;
dove
E = fabbisogno energia elettrica [kWhe]
Fh = fattore di normalizzazione rispettoall’orario di funzionamento della scuola;
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: la classe di merito energeticaLa guida ENEA‐FIRE risale ad oltre dieci anni fa: le tabelle di riferimento delleclassi di merito sono in fase di rivalutazione sulla base degli sviluppi tecnologiciche in questi anni ci sono stati.
Attraverso l’analisi economica, chetiene conto dell’aspettocosto/beneficio dei vari interventipossibili, sono stati rivisti i valori diriferimento in maniera piùrestrittiva rispetto a quantoattualmente la guida propone.
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Rif. Regolamento Delegato (UE) N. 244/2012 della Commissione del 16 gennaio 2012
SafeSchool 4.0: la classe di merito energetica
Analizzati oltre mille istituti scolastici su tutto il territorio nazionale, isole comprese..
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
dove
C = fabbisogno energia termica [Wht]
Fe = fattore di normalizzazione consumodovuto a forma edificio (S/V);
Fh = fattore di normalizzazione rispettoall’orario di funzionamento del riscaldamento.
SafeSchool 4.0: la classe di merito energetica
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Classe di merito dei consumi specifici per riscaldamento:[Wht /m3 x GG x anno]
Classe di merito dei consumi specifici per energia elettrica:
[kWhe /m2 x anno]
SafeSchool 4.0: esempi di interventi per il miglioramento della performance energetica della scuola
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: esempi di interventi per il miglioramento della performance energetica della scuola
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: esempi di interventi per il miglioramento della performance energetica della scuola
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: esempi di interventi per il miglioramento della performance energetica della scuola
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: esempi di interventi per il miglioramento della performance energetica della scuola
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
UNI EN 15459:2008. Vita utile componenti ‐Estratto allegato A
SafeSchool 4.0: gli interventi suggeriti dall’applicativo saranno valutati anche in funzione della vita tecnica degli impianti presenti
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: esempi di interventi per il miglioramento della performance energetica della scuola
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Involucro
Interventi individuati
INV. 1Coibentazione del solaio di base delle saldature dall’esterno
INV. 2Coibentazione del solaio sottotetto
INV. 3Coibentazione interna delle pareti perimetrali
INV. 4Sostituzione serramenti
A
INV. 1 INV. 2 INV. 3
INV. 4
INV. 5Isolamento cassonetti
INV. 5
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Impianti meccanici
Interventi individuati
INM. 1Sistema di Building Automation and Control System
INM. 2Caldaia a Condensazione
INM. 3Installazione valvole termostatiche sui radiatori
A
INM. 1 INM. 2 INM. 3
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Interventi individuati
Impianti elettrici
INE. 3Sensori di presenza WC (60 ambienti)
INE. 1Sostituzione delle elettropompe con nuovi modelli ad alta efficienza e con inverter
INE. 2Lampade a LED per gli spazi comuni
A
INE. 1 INE. 2 INE. 3
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Interventi individuati
Fontirinnovabili
INF.1Fotovoltaico
INF.2Solare Termico
A
INF. 1 INF. 2
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Interventi individuati
Altri interventiINMO.1Monitoraggio dei consumi
A
INMO. 1
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
SafeSchool 4.0: per non avere dei lavori ISOLATI!!
L’applicativo fornirà come output un file in formato .xml contenente tutte le informazioni inserite dal tecnico:
ENEA svilupperà una piattaforma informatica di pianificazione strategica interrogabile che potrà dare tutta una serie di risposte,
come ad esempio:
quante e quali scuole hanno impianti che ormai sono arrivati a fine vita?
quante scuole hanno una classe di merito insufficiente?
quante scuole utilizzano le fonti energetiche rinnovabili?
....
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
Grazie per la vostra attenzione !
SafeSchool 4.0 è un prodotto dellaCampagna Italia in Classe A, realizzatoda ENEA e promosso dal MISE
SafeSchool 4.0: la vulnerabilità energetico‐strutturale degli edifici scolastici
ing. Nicolandrea Calabresenicolandrea.calabrese@enea.it
Coordinatore task force diagnosi energetiche di edifici