efficienza energetica negli edifici sanitari
esperienza del progetto marte
MA rche Region Technical assistance for healthcare buildings Energy retrofit
25 maggio 2015ITACAVia ViminaleRoma
Paolo PrincipiDipartimento di Ingegneria Industriale e Scienze MatematicheUniversità Politecnica delle [email protected]
circa 15.000 ospedali e altri edifici destinati a scopi sanitari contribuiscono
al 5% delle emissioni globali di CO2
80% dell’energia consumata negli ospedali è legataalla climatizzazione e alla illuminazione degli ambienti
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MARTE è un progetto europeo finanziato
dal programma Intelligent Energy Europe - IEE
sezione
MLEI PDA (Mobilising Local Energy Investments - Project Development Assistance)finalizzata a
mobilitare investimenti nel settore energetico a livello localedando assistenza allo sviluppo del progetto
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evitare di realizzare contratti di durata superiore ai tempidettati dalla velocità con cui avanzano le innovazionitecnologiche (presumibilmente intorno ai 9 anni)
Individuazione di interventi di riqualificazione che possanoripagarsi con il risparmio generato all’interno di un orizzontetemporale limitato
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Promuove contratti sul modello EPCEnergy Performance Contracts
(Contratti di rendimento energetico)per l’efficientamento degli edifici sanitari
Ridurrela domanda di energia degli stessi
Crearenuovi modelli di finanziamento per
interventi di efficientamento energetico
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contratto servizio energia «Plus»: è un contratto
servizio energia che rispetta gli ulteriori requisiti di cuial paragrafo 5 e che si configura come fattispecie di uncontratto di rendimento energetico;
contratto di rendimento energetico
Fornituraenergia
Interventi strutturalidi riqualificazioneenergetica (1° anno)
ServizioGestione/manutenzioneImpianti efficiente
Realizzazionedell’obiettivo dirisparmio energetico
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ESCo
realizza gli interventi e gli investimenti
ottiene un canone annuale da ASUR legato ai risparmi energetici conseguiticome remunerazione per gli investimenti (compresi interessi e profitto)
ESCo (Energy Service Companies)
facilitando l’accesso ai finanziamentiSemplificando l'accesso al prestitoriducendo i rischi
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Riferimento normativoamministrazioni pubbliche
D. Lgs. 30 Maggio 2008 n.115
Servizio energia Plus
Mobilitazione di circa15,5 milioni di Euro
di investimenti in edifici sanitariper l’efficienza energetica
Fondo Energiafondo rotazione
interesserà diversi settori tra cuiquello per l’efficientamento energetico
degli edifici
In ambitoprogetto MARTE e Fondi strutturali
periodo di programmazione2014-2020
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Definizione di una Metodologia comune per gli audit energetici in funzione di bandiper contratti EPC Energy Performance Contratti nel settore sanitario
Valutazione delle prestazioni energetiche negli edifici del settore sanitario nellapianificazione degli interventi di efficientamento
Creazione di un modello standard per lo sviluppo di contratti EPC per gli edifici delsettore sanitario
obiettivi
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Integrazione delle competenze e del know-how tra i partner di progetto
Sviluppo e realizzazione di progetti di efficienza energetica per 5 strutturesanitarie divisi in due gruppi: grandi ospedali e case di cura
Promuovere la creazione di Fondo Energia con i fondi strutturali
Aumentare la competenza dei decisori politici del settore pubblico sui contrattiEPC
Replicare l'approccio e le metodologie del progetto in altri settori e presso altri Enti(Province, Comuni, ecc.)
Valutare l'impatto del progetto p.p
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obiettivi
Manuale per l'audit energetico degli edifici e la valutazione della riqualificazioneenergetica.
Diagnosi energetiche su 5 edifici sanitari, che appartengono a due tipologie principali:ospedali e case di cura.
Interventi di riqualificazione energetica in 5 edifici sanitari.
Sviluppo e pubblicazione di un bando di gara per la riqualificazione energetica degliedifici attraverso contratti EPC.
Firma del contratto EPC per la riqualificazione energetica degli edifici sanitari con la ESCoaggiudicataria. p
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obiettivi
Organizzazione di un Convegno per informare i potenziali offerenti sufinanziamenti/prestiti /sovvenzioni disponibili (Fondo Energia).
Capacity building, attività di formazione e divulgazione, a livello regionale enazionale, per decisori politici ed esperti del settore sui contratti EPC.
15,5 milioni euro di investimenti
2.420 t CO2 / anno evitate 1.886 tep / anno di risparmio energetico fonti energetiche rinnovabili in termini di pompe di calore ed
installazione di impianti per il solare termico 176 posti di lavoro creati.
risultati attesi
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Il partenariato di MARTE è composto da 5 organizzazioni:
Regione Marche
ASUR Azienda Sanitaria Regionale
AESS Agenzia per l'Energia e lo Sviluppo Sostenibile
UNIVPM Università Politecnica delle Marche
SIAIS Associazione nazionale senza scopo di lucroper l'architettura e ingegneria nel settore della sanità
la durata di MARTE è di 32 mesi, da marzo 2014 fino ad ottobre 2016
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INTRODUZIONE
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ospedali e residenze sanitarie oggetto dell’indagine
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ospedali e residenze sanitarie oggetto dell’indagine
OSPEDALE DI SAN BENEDETTO DEL TRONTO
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OSPEDALE DI urbino
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OSPEDALE DI pergola
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Residenza sanitaria DI Sant’Elpidio a Mare
Residenza sanitaria DI petritoli
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• Direttiva Europea 2006/32/CE
• Decreto Legislativo n. 115/2008
• UNI CEI/TR 11428:2011 "Gestione dell'energia - Diagnosi energetiche - Requisitigenerali del servizio di diagnosi energetica"
• UNI CEI EN 16247-1 Energy audits – Part 1: General requirements
• prEN 16247-2 Energy audits – Part 2: Buildings
• UNI CEI EN 16212:2012 "Calcoli dei risparmi e dell’efficienza energetica - Metodi top-down (discendente) e bottom-up (ascendente)"
• UNI CEI EN ISO 50001:2011 "Sistemi di gestione dell'energia - Requisiti e linee guidaper l'uso”
• UNI TS 11300-1/2/4 Energy performance of buildings
normativa di riferimento
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Incontri preliminari con ipartners e i soggetti interessati
raccolta datisopralluoghi
valutazione energetica e economicadello stato attuale e degli scenari di
intervento
Report Finale
Metodologia (prEN 16247-2 Annex A)
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Modulo di raccolta dati.
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raccolta dati
Rilievo dati di consumo di energia negli ultimi tre anni(ove reperibili) suddivisi in vettori energetici attraversoAnalisi bollette energetiche
Modelli di occupazione degli edifici (interviste alpersonale e visite in loco
Reperimento elaborati grafici e dattiloscritti relativiai progetti architettonici e impiantistici
Reperimento informazioni su cambiamentidestinazione d’uso e ristrutturazione di ambienti.
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Ispezioni e indagini sperimentali
Elaborati grafici perdimensioni necessariealle analisi numeriche
Rilievo o ipotesi naturastrutture edilizie
Indagini termograficheper verifica ponti termici
Rilievo dati impianti
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Metodo normativa UNI TS 11300
Software MC4
STATO ATTUALE: costruzione del modello attuale (Base) con l’inserimento dei profili econdizioni di utilizzo reali e il confronto con i consumi acquisiti dalle fatture di fornituradell’energia elettrica e gas.
INTERVENTI PER LA RIDUZIONE DEI CONSUMI ENERGETICI: variazione delmodello “Base” attraverso la sostituzione degli elementi costruttivi (es. cappotto),impiantistici (es. sostituzione caldaie) e profili di utilizzo. Valutazione della consumienergetici e dei costi.
simulazioni numeriche
Modello geometrico per analisi numerica
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stato attuale
EDIFICIO
INFISSI
CAPPOTTO 10cm
CAPPOTTO 20cm
CAPPOTTO 30cm
COPERTURA
INFISSI + CAPPOTTO 10cm
INFISSI + CAPPOTTO 20cm
INFISSI + CAPPOTTO 30cm
GLOBALE EDIFICIO 1
GLOBALE EDIFICIO 2
GLOBALE EDIFICIO 3
EDIFICIO + IMPIANTO
GLOBALE EDIFICIO 1 + GLOBALE IMPIANTO
GLOBALE EDIFICIO 2 + GLOBALE IMPIANTO
GLOBALE EDIFICIO 3 + GLOBALE IMPIANTO
IMPIANTO
CENTRALE TERMICA
Ipotesi di intervento edoggetto delle simulazioni
numeriche ed economiche
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mag
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giugn
olu
glio
agost
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seem
mbre
oobre
novem
bre
dicem
bre
Consumi reali gas metano
anno 2011 [smc]
anno 2012 [smc]
anno 2013 [smc]
anno 2014 [smc]
media [smc]
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100000
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300000
400000
500000
600000
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zo
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mag
gio
giugn
olu
glio
agost
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mbre
oobre
novem
bre
dicem
bre
Consumi reali energia ele rica
anno 2009 [kWhe]
anno 2010 [kWhe]
anno 2011 [kWhe]
anno 2012 [kWhe]
anno 2013 [kWhe
anno 2014 [kWhe
media [kWhe]
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San Benedetto del Tronto
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San Benedetto del Tronto
COGENERATORECALDAIE A GIRI DI FUMO ACCUMULO ACQUA CALDA SANITARIA
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stato attuale
EDIFICIO
INFISSI
CAPPOTTO 10cm
CAPPOTTO 20cm
CAPPOTTO 30cm
COPERTURA
INFISSI + CAPPOTTO 10cm
INFISSI + CAPPOTTO 20cm
INFISSI + CAPPOTTO 30cm
GLOBALE EDIFICIO 1
GLOBALE EDIFICIO 2
GLOBALE EDIFICIO 3
EDIFICIO + IMPIANTO
GLOBALE EDIFICIO 1 + GLOBALE IMPIANTO
GLOBALE EDIFICIO 2 + GLOBALE IMPIANTO
GLOBALE EDIFICIO 3 + GLOBALE IMPIANTO
IMPIANTO
CENTRALE TERMICA
Cons.
Metano [m3]
Risparmio € TEP CO2risparmio
CO2
744401 1013860
630.491 113.910 79.737 85 819.712 194.148
568.839 175.562 122.893 137 701.753 312.107
550040 194.361 136.053 153 665.984 347.876
San Benedetto del Tronto
INTERVENTO
stato attuale
EDIFICIO
INFISSI
CAPPOTTO 10cm
CAPPOTTO 20cm
CAPPOTTO 30cm
COPERTURA
INFISSI + CAPPOTTO 10cm
INFISSI + CAPPOTTO 20cm
INFISSI + CAPPOTTO 30cm
GLOBALE EDIFICIO 1
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EDIFICIO + IMPIANTO
GLOBALE EDIFICIO 1 + GLOBALE IMPIANTO
GLOBALE EDIFICIO 2 + GLOBALE IMPIANTO
GLOBALE EDIFICIO 3 + GLOBALE IMPIANTO
IMPIANTO
COGENERATORE
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Urbino
Ospedale di Urbino
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Poliambulatorio di Sant’Elpidio a Mare
Necessaria la definizione di due baseline
1. Stato attuale 2. Stato attuale esteso all’utilizzo futuro
36
Lo stato attuale è stato studiato per calibrare imodelli di riferimento (termico ed illuminotecnico),
rispetto alle misure.
Poi 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 calcolatii risparmi attesi dopo retrofit.
Piano terra
Piano secondo
Piano terra
Piano secondo
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I consumi di riscaldamento misurati e previsti
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1. Stato attuale
L’impianto termico ed i modelli per la simulazione (MC4Suite2013)
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Modelli (Relux) per la valutazione del risparmio e differenziazione degli interventi
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I consumi elettrici misurati e previsti e opportunità sull’illuminazione
1. Stato attuale
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I costi degli interventi sono stativalutati da Prezzario Regione Marche2014 (IVA esclusa).
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Gli interventi proposti e la combinazione finale
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I costi degli interventi sono stativalutati da Prezzario Regione Marche2014 (IVA esclusa).
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Gli interventi proposti e la combinazione finale
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Poliambulatorio di Petritoli
Necessaria la definizione di due baseline
1. Stato attuale 2. Stato attuale esteso all’utilizzo futuro
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Lo stato attuale è stato studiato per calibrare imodelli di riferimento (termico ed illuminotecnico),
rispetto alle misure.
Poi 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 calcolatii risparmi attesi dopo retrofit.
Piano secondo Piano secondo
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I consumi di riscaldamento misurati e previsti
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1. Stato attuale
L’impianto termico ed i modelli per la simulazione (MC4Suite2013)
Modelli (Relux) per la valutazione del risparmio e differenziazione degli interventi
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I consumi elettrici misurati e previsti e opportunità sull’illuminazione
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I costi degli interventi sono stativalutati da Prezzario Regione Marche2014 (IVA esclusa).
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Gli interventi proposti e la combinazione finale
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Ospedale diZona
climaticaGradigiorno
Numerodi piani
Su [m2] V [m3]rapporto
S/VAnno di
costruzione
San Benedetto
del Tronto D 1593 8 3686315942
20.27 1960s-1980s
Urbino E 2545 8 21018 87238 0.38 1960s-1990s
Pergola E 2264 6 8195 34026 0.43 1970s
Sant’Elpidio
a mareD 1874 7
2360(3444)
10580(15239
)
0.41(0.32)
1970s-1980s
PetritoliD 2058 5
2184(3229)
10866(16292
)
0.56(0.48)
1970s-1980s
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Ospedale di Gas Metano
[kWh/m3∙a]
EnergiaElettrica
[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
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Ospedaledi
interventi EPi
[kWh/m3∙a]
Riduzione diconsumo
energetico [%]
Investimento iniziale
[k€]
Riduzionedei costi
[k€/a]
Riduzione
[kgCO2/a]
PBP
[anno]
SanBenedettodel Tronto
Involucro edilizio
Sistemi di generazioneControllo termico
7.60 77 4600 358 771000 13
Urbino Involucro edilizio
Sistema di controllo
Avvio del cogeneratore
15.44 79 3150 218 813825 15
Pergola Involucro edilizio
Sistemi di generazioneControllo termico
12.40 79 2180 110 315000 20
Petritoli Sostituzione infissi, isolamento del tetto, generatore esistema di regolazioneSistema di illuminazione,
Collettori solari termici
20.9(riscaldamento
) 49.8%(elettricità)
32.4%
370 39.8 127730 9.3
Sant’Elpidio a Mare
Sostituzione infissi, isolamento del tetto, generatore esistema di regolazioneSistema di illuminazione,Collettori solari termici
19.4 (riscaldamento) 33.9%
(elettricità)47.4%
370.4 32 120384 11.6
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Nelle valutazioni non si è tenuto conto dei costi di manutenzione ordinaria cheovviamente in uno scenario di interventi di efficientamento diminuiscono rispetto aquello che si avverrebbe se fosse mantenuto lo stato di fatto
ed infissi. sarebbe opportuno avere dei tempi di contratto e quindi di ritorno breviperché l’A possa beneficiare più a lungo del sistema con alta efficienza. Questo èpossibile con alcuni interventi di sola natura impiantistica, ma viene vanificata dagliinterventi passivi sull’involucro quali ad esempio il cappotto
Negli aspetti positivi dell’A non sono conteggiati quelli invalutabili economicamentecome l’aumento del comfort all’interno degli ambienti, la salubrità e la sicurezza.
La durata del contratto deve essere fissata conseguentemente al periodo di ritorno.Per investimenti con periodi di ritorno superiori ai tempi di contratto l’A deve farfronte alla quota restante attingendo a fondi pubblici per l’efficienza energetica
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Efficienza energetica negli edifici sanitari.Esperienza del progetto MARTE
Paolo PrincipiDipartimento di Ingegneria Industriale e Scienze MatematicheUniversità Politecnica delle [email protected]
fine presentazione