Analisi di fattibilità della riqualificazione energetica degli impianti ospedalieriper la valutazione dell’indice di redditività dell’investimento.
Il caso del progetto MARTE
Paolo PrincipiDipartimento di Ingegneria Industriale e Scienze MatematicheUniversità Politecnica delle Marche
Milano 10 Novembre 2015
MARTE mira a creare modelli di finanziamento innovativie a sviluppare strategie per sostenere investimenti perl’efficienza energetica nel settore sanitario
mobilita finanziamenti per progetti di riqualificazioneenergetica di 5 complessi sanitari( 3 ospedali e 2 residenze sanitarie)
cofinanziato dal programma Intelligent Energy EuropeSez-MLEI/PDA Mobilising Local Energy InvestmentProject Development Assistance
Coordinatore
Servizio Infrastrutture, Trasporti ed Energia
Durata: Marzo 2014 – Ottobre 2016
Partners:
Progetto europeo
Promuove contratti sul modello degli EPCEnergy Performance Contracts
Nel quadro del POR FESR Marche 2014 – 2020 la Regione Marche staistituendo il Fondo Energia e Mobilità-FEM, fondo rotativo che interesseràvari settori tra cui quello dell’efficienza energetica negli edifici
Efficientamento edifici pubblici (es. scuole, strutture sanitarie, inclusa lapubblica illuminazione) e opzione per la Mobilità urbana (rinnovo flotta bus)
La Regione Marche promuovere il dialogo con le ESCOs, rendendo piùfacile l’accesso delle stesse ai finanziamenti, semplificando l’accesso alprestito e riducendo i rischi (con l’istituzione del fondo rotativo)
Investimento previsto: ca 9 milioni €(post audit energetici e piano economico EPC)
Strategie e strumenti finanziari innovativi
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Metodologia comune per gli audit energetici degli edifici in funzionedelle gare per gli Energy Performance Contracts-EPC nel settoresanitario
Creare un modello standard di contratto EPC per le strutture sanitarie;
Sviluppo ed attuazione di progetti di efficienza energetica di 5 strutturesanitarie: 3 ospedali e 2 presidi sanitari;
Promuovere la istituzione di un fondo energia (FEM);
Aumentare la competenza dei decision makers in EPC nel settorepubblico;
Replicare la metodologia e l’approccio del progetto in altri settori epresso le autorità locali
Obiettivi principali
Manuale per audit energetici per EPC settore sanitario
Audit energetici e scenari di retrofit energetico su 5 strutturesanitarie
Pubblicazione bando di gara EPC per efficientamento energetico
Evento seminario per informare su fondo rotativo(FEM)
Firma contratti EPC (aggiudicazione gara)
Attività di Capacity building, comunicazione e disseminazione a livelloregionale e nazionale
Report finale (pubblico)
Conferenza nazionale finale per trasferire risultati e metodologia delprogetto.
Outputs principali
Metodologia (prEN 16247-2 Annex A)
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Incontri preliminari con i partners e i soggetti interessati
Raccolta dati
Sopralluoghi
Valutazione energetica e economica dello stato attuale e degliscenari di intervento
Report Finale
Incontro finale
Dati richiesti Elaborati progettuali di progetto
Elaborati progettuali as-built
Libretto di impianto e manutenzione
Bollette energetiche degli ultimi tre anni
Informazioni qualitative sull’occupazione,
utilizzo, livelli di temperatura, gestione degli impianti, ecc.
Criticità Edifici modificati e adattati nel tempo
(variazione destinazione d’uso)
Assenza di elaborati progettuali e as-built
Assenza archivi bollette energetiche
Assenza di una gestione energetica integrata
Raccolta dati
Sopralluoghi
Simulazione dei consumi energetici
Metodo norma UNI TS 11300
Software MC4
STATO ATTUALE: costruzione del modello attuale (Base) conl’inserimento dei profili e condizioni di utilizzo reali e il confronto con iconsumi acquisiti dalle fatture di fornitura dell’energia elettrica e gas.
INTERVENTI PER LA RIDUZIONE DEI CONSUMI ENERGETICI:variazione del modello “Base” attraverso la sostituzione degli elementicostruttivi (es. cappotto), impiantistici (es. sostituzione caldaie) e profilidi utilizzo. Valutazione della consumi energetici e dei costi.
stato attuale e degli scenari di intervento
Valutazione energetica e economica
Report (Annex J pr EN16247-2)
Introduzione
Sommario dei consumi energetici e delle possibilità di risparmio
Dati generali dell’edificio
Audit dell’edificio e dei sistemi impiantistici meccanici ed elettrici
(situazione attuale)
Proposta delle opportunità di miglioramento dell’efficienzaenergetica
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Casi studio scenari di intervento
3 - San Benedetto del Tronto
4 - Urbino
UrbinoPergolaArea Vasta Pesaro – Urbino – Fano dell’ASUR Marche
San Benedetto del Tronto
Area Vasta San Benedetto del Tronto – Ascoli Picenodell’ASUR Marche
5 - Pergola
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1 - Sant’Elpidio a Mare (FM)
2 - Petritoli (FM)
Sant’Elpidio a MarePetritoli
Area Vasta Fermo dell’ASUR Marche
Casi studio scenari di intervento
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Casi studio scenari di intervento
Ospedali RSA - policlinici
Casi studio - San Benedetto del Tronto- Urbino- Pergola
- Sant’Elpidio a mare- Petritoli
Strategia Interventi globali finalizzatiall’adeguamento dell’involucro edegli impianti.
- Involucro- Impianto termico
Interventi puntualiapplicati alle criticità edinefficienze rilevate.
- Illuminazione- Acqua calda
sanitaria- Gestione/controllo
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Interventi di riqualificazione ospedali
coibentazione paretiperimetrali con isolamentoa cappotto esterno Isolamento dellecoperture Sostituzione di infissi eisolamento cassonetti Sostituzione deigeneratori di calore congeneratori acondensazione rifacimentocompleto della centraletermica e sottocentraleidrica.Sistema di regolazionetemperatura zone concompensazione climatica.
coibentazione paretiperimetrali con isolamentoa cappotto esterno Isolamento dellecoperture Sostituzione di infissi eisolamento cassonetti Sostituzione deigeneratori di calore congeneratori acondensazione rifacimentocompleto della centraletermica e sottocentraleidrica.Sistema di regolazionetemperatura zone concompensazione climatica.
coibentazione paretiperimetrali conisolamento a cappottoesterno Isolamento dellecoperture Sostituzione diinfissi e isolamentocassonetti Sistema diregolazionetemperatura zone concompensazioneclimatica. Accensionecogeneratore
San Benedetto del Tronto Urbino Pergola
Casi studio scenari di intervento
Interventi di riqualificazione RSA
Sant’Elpidio a Mare Petritoli
• sostituzione degli infissi;
• miglioramento dell’impianto diilluminazione;
• integrazione del generatore dia.c.s. con un impianto apannelli solari;
• nuova distribuzione delcircuito primario di a.c.s.;
• ottimizzazione del controllodell’impianto di riscaldamento.
• sostituzione del generatore dicalore con uno a condensazione;
• sostituzione degli infissi;
• isolamento termico del localesottotetto del Blocco Principale;
• miglioramento dell’impianto diilluminazione;
• integrazione del generatore dia.c.s. con un impianto a pannellisolari;
• ottimizzazione del controllodell’impianto di riscaldamento.
Casi studio scenari di intervento
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Città Zonaclimatica
Gradigiorno
Numerodi piani
Su [m2] V [m3] RapportoS/V
Periodo dicostruzione
San Benedetto delTronto
D 1593 8 36900 159400 0,27 1900-1960s-1980s
Nome: Ospedale «Madonna del Soccorso»
Destinazione d’uso prevalente: Ospedale
Indirizzo Via Silvio Pellico, 7, San Benedettodel Tronto AP
Contesto: urbano
Piani: 8
Sup. netta riscaldata (m2): 36900
Volume lordo riscaldato (m3): 159400
Dati generali dell’ospedale di San Benedetto del Tronto
Casi studio scenari di intervento
Planimetria generale
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Contesto urbanistico
Casi studio scenari di intervento
Destinazioni d’uso
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Il complesso ospedaliero è formatodai seguenti blocchi(con destinazione prevalente)
• Blocco A : Costruzione anni ’60 (??)Ambulatori - uffici
• Blocco B : Corpo storico (1900 ??)Reparti - degenze
• Blocco C : Costruzione anni ’60 (??)Reparti - degenze
• Blocco D : Costruzione anni ’80 (??)Reparti – degenze – blocchi operatori
• Blocco E : Costruzione anni ’70 (??)Centrali tecnologiche - cucina – uffici - servizi
• Blocco F Costruzione anni ’70 (??)Uffici - obitorio
Casi studio scenari di intervento
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Casi studio scenari di intervento
22
Casi studio scenari di intervento
Caratteristiche degli impiantiCentrale termica Sottocentrale idrica
CogeneratoreGruppi frigorifieri
Casi studio scenari di intervento
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Termografia - Ponti termici
Casi studio scenari di intervento
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Città Zonaclimatica
Gradigiorno
Numerodi piani
Su [m2] V [m3] RapportoS/V
Periodo dicostruzione
Urbino E 2545 8 21018 87238 0,38 1960s-1980s -2000
Nome: Ospedale Santa Maria DellaMisericordiaDestinazione d’uso prevalente: Ospedale
Indirizzo Via Comandino 70 - Urbino
Contesto: periferia
Piani: 8
Sup. netta riscaldata (m2): 21018
Volume lordo riscaldato (m3): 87238
Dati generali dell’ospedale di Urbino
Casi studio scenari di intervento
Planimetria generale
26
Contesto urbanistico
Casi studio scenari di intervento
27
Casi studio scenari di intervento
28
Termografia - Ponti termici
Casi studio scenari di intervento
29
Casi studio scenari di intervento
Caratteristiche degli impianti
Centrale termica Sottocentrale idrica
Sistema di emissioneCogeneratore
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Casi studio scenari di intervento
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Città Zonaclimatica
Gradigiorno
Numerodi piani
Su [m2] V [m3] RapportoS/V
Periodo dicostruzione
Pergola E 2264 6 8195 34026 0,43 1960-1970
Nome: Ospedale di Pergola
Destinazione d’uso prevalente: Ospedale
Indirizzo Via Giuseppe di Vittorio, 2 -Pergola
Contesto: campagna
Piani: 6
Sup. netta riscaldata (m2): 8195
Volume lordo riscaldato (m3): 34026
Dati generali dell’ospedale di Pergola
Casi studio scenari di intervento
32
Planimetria generale Contesto urbanistico
Casi studio scenari di intervento
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Casi studio scenari di intervento
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Casi studio scenari di intervento
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Termografia - Ponti termici
Casi studio scenari di intervento
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Caratteristiche degli impianti
Centrale termicaSottocentrale idrica
Sottocentrale
Casi studio scenari di intervento
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Città Zonaclimatica
Gradigiorno
Numerodi piani
Su [m2] V [m3] RapportoS/V
Periodo dicostruzione
Sant’Elpidio a mare D 1874 7 2360 (3444) 10580(15239)
0.41 (0.32) 1970s-1980s
Nome: Presidio Ospedaliero S. Elpidio aMareDestinazione d’uso prevalente:PoliambulatorioIndirizzo (FM)Contesto: ruralePiani: 7Sup. netta riscaldata (mq): 2360
Volume lordo riscaldato (mc): 10580
Dati generali del poliambulatorio di Sant’Elpidio a Mare
Casi studio scenari di intervento
La posizione nella città
38
Casi studio scenari di intervento
Destinazioni d’uso
39
L’edificio è formato da tre copri principali
• Blocco B : Corpo storico attualmente inutilizzato• Blocco A1 : Costruzione anni 1970• Blocco A2 : Costruzione anni 1980
Piani:
• 3° P. Sotto-Strada: centrale termica, sotto-centrale secondaria, ex laboratorio analisi inutilizzato earchivi
• 2° P. Sotto-Strada: radiologia e ambulatori
• 1° P. Sotto-Strada : croce azzurra in parte, restante parte inutilizzata
• Piano Terra: uffici e ambulatori
• 1° Piano: ambulatori, è stato rinnovato tra il 2013 e il 2014
• 2° Piano : fino a Giugno 2013 reparto di medicina, poi chiuso fino a fine 2013 quando ha ospitatotemporaneamente gli ambulatori del primo piano
• 3° Piano-Sottotetto : in parte spogliatoio fino al 2013 in parte non utilizzato
Casi studio scenari di intervento
Variazione di destinazioni d’uso prevista per fine 2015
40
Lo stato attuale è stato studiato per calibrare imodelli di riferimento (termico ed illuminotecnico),
rispetto alle misure.
Piano terra (e piano tipo)
Piano secondo
Stato attuale (Benchmark)Piano terra (e piano tipo)
Piano secondo
Benchmark esteso all’utilizzo previsto
Lo stato attuale è stato esteso allo scenario diutilizzo futuro, per stimare i consumi attesi a regime,
ed è il benchmark su cui sono stati calcolati irisparmi attesi dopo retrofit.
Il blocco A2 utilizzato comesala di attesa
Apertura di un reparto ditipo RSA
Casi studio scenari di intervento
Caratteristiche dei componenti edili
41
Rilievo fotografico:
Casi studio scenari di intervento
Caratteristiche degli impianti
Centrale termica Sottocentrale di propulsione
Terminali: radiatori in entrambi i blocchi, mapiù recenti nel blocco A2.
Casi studio scenari di intervento
Origine dei consumi elettrici
• Sistema di distribuzione dell’impianto di riscaldamento eACS
• Attrezzature da ufficio e di diagnosi medica• Illuminazione• Sporadiche le unità di climatizzazione estiva
Casi studio scenari di intervento
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Città Zonaclimatica
Gradigiorno
Numerodi piani
Su [m2] V [m3] RapportoS/V
Periodo dicostruzione
Petritoli D 2058 5 2184 (3229) 10866(16292)
0.56 (0.48) 1970s-1980s
Nome: Presidio Ospedaliero di Petritoli
Destinazione d’uso prevalente:PoliambulatorioIndirizzo via Pacifico Marini, 63848 Petritoli(FM)
Contesto: ruralePiani: 5Sup. netta riscaldata (mq): 2184
Volume lordo riscaldato (mc): 10866
Dati generali del poliambulatorio di Petritoli
Casi studio scenari di intervento
La posizione nella città
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Casi studio scenari di intervento
Destinazioni d’uso
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L’edificio è formato da due corpi diversi:
• Blocco Principale : costruzione anni ‘70• Edificio Storico: ristrutturato negli anni ’80• (ex convento risalente alla fine del XVI sec.)
Piani:
• Piano Seminterrato-Blocco Principale: Croce Arcobaleno
• Piano Terra-Blocco Principale: Pronto Soccorso
• Piano Primo-Blocco Principale: Ambulatori
• Piano Primo-Edificio Storico: Fisioterapia, laboratorio analisi, farmacia, uffici ecc.
• Piano Secondo- Blocco Principale: radiologia e uffici/ambulatori
• Piano Secondo-Edificio Storico: attualmente inattivo (previsto RSA)
• Piano Terzo-Blocco Principale: Psichiatria
Casi studio scenari di intervento
Variazione di destinazioni d’uso prevista per fine 2015
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Lo stato attuale è stato studiato per calibrare imodelli di riferimento (termico ed illuminotecnico),
rispetto alle misure.
Piano secondo
Stato attuale (Benchmark)Piano secondo
Benchmark esteso all’utilizzoprevisto
Lo stato attuale è stato esteso allo scenario diutilizzo futuro, per stimare i consumi attesi a regime,
ed è il benchmark su cui sono stati calcolati irisparmi attesi dopo retrofit.
Apertura di un reparto ditipo RSA
Casi studio scenari di intervento
Caratteristiche dei componenti edili
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Rilievo fotografico:
Casi studio scenari di intervento
Centrale termica
Terminali del bloccoprincipali: radiatori in ghisaTerminali del blocco storico:radiatori in ghisa eriscaldamento a pavimento
Caratteristiche degli impianti
46
Casi studio scenari di intervento
Origine dei consumi elettrici
• Sistema di distribuzione dell’impianto di riscaldamento e ACS• Attrezzature da ufficio e di diagnosi medica• Illuminazione• Sporadiche le unità di climatizzazione estiva
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Casi studio scenari di intervento
I consumi totali misurati di Petritoli
Nei tre anni sia i consumi di gas metano che i consumielettrici si sono mantenuti pressoché costanti.Infatti le modalità di utilizzo dell’edificio si sono mantenuteinvariate.
Fuel Consumption[m³]Year JEN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEPT OCT NOV DIC TOT
2011 8724.0 10091.0 7491.0 3210.0 1106.0 904.0 792.0 633.4 829.4 1108.7 5051.3 9726.3 49667.2
2012 6308.8 9656.9 7659.7 5383.3 944.3 953.8 751.5 601.0 787.0 1052.0 4793.0 9228.9 48120.2
2013 5986.1 9163.0 7268.0 5108.0 896.0 905.0 771.0 631.0 667.0 965.0 4815.0 9309.0 46484.1
Total Electrical Power Consumption [kWh]Year JEN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEPT OCT NOV DIC TOT
2011 12849 7830 8403 5746 5938 6076 4979 5086 5324 6103 6261 6988 81583.0
2012 8506 8264 7210 6478 5544 5344 5563 5357 5388 5974 7441 8064 79133.0
2013 8341 7431 7664 6386 5640 5331 5648 5806 5748 6583 8026 8528 81132.0
48
Casi studio scenari di intervento
I risultati dello studio di fattibilità: calibrazione dei benchmark
CittàGas
Methane[kWh/m3∙y]
Electricity[kWh/m3∙y]
EPH
[kWh/m3∙y]EPH,L
[kWh/m3∙y]EPw
[kWh/m3∙y]gl[%]
Petritoli 41.4 7.5 33.3 (52.2) 10.9 (9.4) 10.9 (6.3) 59.0
Sant’Elpidio amare
49.0 12.9 34.0 (39.2) 14.4 (13.1) 19.4 (9.8) 45.8
49
Casi studio scenari di intervento
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Ospedale di Gas Metano
[kWh/m3∙a]
Energia Elettrica
[kWh/m3∙a]
EPi
[[kWh/m3∙a]
EPi,lim
[kWh/m3∙a]
EPacs
[kWh/m3∙a]
gl
[%]
San Benedetto
del Tronto
57.2 26.0 30.3 7.4 2.4 62.3
Urbino 69.2 40.7 68.7 13.6 3.7 60.7
Pergola 62.7 18.3 59.3 13.3 1.9 73.7
Petritoli 41.4 7.5 33.3(52.2)
10.9 (9.4) 10.9 (6.3) 59.0
Sant’Elpidio
a mare
49.0 12.9 34.0(39.2)
14.4(13.1)
19.4 (9.8) 45.8
Casi studio scenari di intervento
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Ospedale di interventi EPi
[kWh/m3∙a]
Riduzione diconsumo
energetico
[%]
Investimentoiniziale
[k€]
Riduzione deicosti
[k€/a]
Riduzione
[kgCO2/a]
PBP
[anno]
SanBenedettodel Tronto
retrofit of wholeenvelope and
heating generationand control system
7.60 77 4600 358 771000 13
Urbino Retrofit of wholeenvelope and
control system.Starting CHP.
15.44 79 3150 218 813825 15
Pergola retrofit of wholeenvelope and
heating generationand control system
12.40 79 2180 110 315000 20
Petritoli Windows replac.,roof insul., new heat
generation andregulation, lightingand solar panels
20.9(riscaldamento)
49.8%(elettricità)
32.4%
370 39.8 127730 9.3
Sant’Elpidioa Mare
Windows replac.,new heating systemregulation, lightingand solar panels
19.4 (riscaldamento)33.9%
(elettricità)47.4%
370.4 32 120384 11.6
Casi studio scenari di intervento
grazie
Fine presentazione