RIQUALIFICAZIONE ENERGETICARIQUALIFICAZIONE ENERGETICA
SeminarioSeminario
IL RISPARMIO ENERGETICO NELL’EDILIZIAIL RISPARMIO ENERGETICO NELL’EDILIZIACarrara 1 Marzo 2012Carrara 1 Marzo 2012
PLESSO SCOLASTICO PLESSO SCOLASTICO DIDI MONTERCHIMONTERCHI
Ing. Luca SerriIng. Luca SerriIn collaborazione con:In collaborazione con:
L’edificioL’edificio
I I PRINCIPALIPRINCIPALI DATIDATI::
Necessità di consolidamento sismico• Necessità di adeguamento normativo degli impianti elettrici• Necessità di realizzare l’impianto antincendio• necessità di realizzare vie di esodo a normaa norma
Comune MonterchiGradi Giorno 2271Zona termica E
Durata periodo di riscaldamento
15 Ottobre – 15 Aprile
Latitudine 43°Temperatura di progetto 0 °C
Temperatura media stagionale
8.5 °C
I I DATIDATI CLIMATICICLIMATICI::
L’edificioL’edificio
I I PRINCIPALIPRINCIPALI DATIDATI::
• Anno di realizzazione 1975• Successivo ampliamento• Struttura a telaio in CA• Orientamento della facciata principale sud-ovest
Volume totale edificio 7193,79 m 3
Superficie utile totale 1654 m 2
Superficie disperdente 3427 m 2
Rapporto di forma S/V 0,48
N
MEDIE MENSAMATER
NA
AULA
POLIVALE
NTE
ELEMENTARI
Volume lordo
riscaldato [m3] 2773,6 726,6 840,6 306,2 2476,7
L’edificioL’edificio
UUTILIZZOTILIZZO DEIDEI LOCALILOCALI PERCEZIONEPERCEZIONE DELDEL COMFORTCOMFORT::
I pareri degli utenti relativamente allapercezione di benessere all’interno dei
Materna Elementari MedieAlunni 57 75 43Insegnanti 5 10 13Bidelli 6
OccupazioneMattine Lun - Ven Lun - Sab Lun - SabPomeriggi Lun - Ven Lun, Mer, Ven Mar, Gio
percezione di benessere all’interno deilocali sono significativamente negative;durante il periodo invernale si riscontrauna distribuzione di calore non uniformetra le varie aule con frequente percezionedi freddo.Durante la stagione primaverile inoltratagli utenti accusano sovente sensazione didiscomfort dovuta al surriscaldamento deilocali e all’abbagliamento.
Analisi Analisi –– elementi di involucroelementi di involucro
FFACCIATAACCIATA PRINCIPALEPRINCIPALE::
Analisi Analisi –– elementi di involucroelementi di involucro
FFACCIATAACCIATA POSTERIOREPOSTERIORE::
Analisi Analisi –– elementi di involucroelementi di involucro
FFACCIATAACCIATA AMPLIAMENTOAMPLIAMENTO::
Analisi Analisi –– elementi di involucroelementi di involucro
SSOLAIOOLAIO SUSU SEMINTERRATOSEMINTERRATO::
Analisi Analisi –– elementi di involucroelementi di involucro
SSOLAIOOLAIO SUSU SPAZIOSPAZIO AREATOAREATO::
Analisi Analisi –– elementi di involucroelementi di involucro
SSOLAIOOLAIO DIDI COPERTURACOPERTURA PRINCIPALEPRINCIPALE::
Analisi Analisi –– elementi di involucroelementi di involucro
SSOLAIOOLAIO DIDI COPERTURACOPERTURA AMPLIAMENTOAMPLIAMENTO::
Analisi Analisi –– elementi di involucroelementi di involucro
FFINESTREINESTRE CORPOCORPO PRINCIPALEPRINCIPALE::
Chiusure trasparenti aule
Tipologia telaio In metallo prive di taglio termico
Trasmittanza telaioUf = 7 W/(m2 K)
Tipologia vetroVetro singolo
Trasmittanza infissocomplessivo Uw = 6.08 W/(m2 K)
Analisi Analisi –– elementi di involucroelementi di involucro
FFINESTREINESTRE AMPLIAMENTOAMPLIAMENTO::
Chiusure trasparenti
Tipologia telaio In PVC
Trasmittanza Uf = 2,4 W/(m2 K)
Tipologia vetro Vetrocamera 3 – 5 – 3
Trasmittanza infissocomplessivo
Uw = 3,25 W/(m2 K)
Analisi Analisi –– impianto termicoimpianto termico
CCENTRALEENTRALE TTERMICAERMICA::
La centrale termicache alimenta sia lascuola è costituitada due generatorimarca RIELLOmodello 3500 140SAT alimentati aSAT alimentati ametano istallatinell’anno inoccasione dellaconversione ametanodell’impianto.
Analisi Analisi –– impianto termicoimpianto termico
DDISTRIBUZIONEISTRIBUZIONE EE CORPICORPI SCALDANTISCALDANTI::
La distribuzione del fluidotermovettore avviene nei localiseminterrati mediante 5 rami distintidotati di un buon isolamento epressurizzati mediante altrettantepompe di circolazione
I corpi scaldanti sono radiatori in ghisa a 4 colonne privi di regolazione termostatica. Si riscontra una potenza installata complessiva (Tmedia =70 °C) pari a circa 184 kW.
Analisi Analisi –– impianto elettricoimpianto elettrico
IIMPIANTOMPIANTO ELETTRICOELETTRICO EE FOTOVOLTAICOFOTOVOLTAICO::
La scuola e la palestra sono alimentate mediante una fornitura in BT con potenza disponibile pari a 15 kW e mediante un impianto fotovoltaico della potenza di 10,2 kWp esercito in modalità di Scambio sul Posto (Net Metering). L'illuminazione degli ambienti scolastici viene effettuata quasi esclusivamente utilizzando dei tubi fluorescenti al neon di differente potenza e tipologia. incandescenza e a basso consumo.
Analisi Analisi –– problemi rilevatiproblemi rilevati
PPROBLEMIROBLEMI DIDI SURRISCALDAMENTOSURRISCALDAMENTO EE AABBAGLIAMENTOBBAGLIAMENTO POMERIDIANOPOMERIDIANO::
Il surriscaldamento e l’abbagliamento ha reso necessaria l’installazione di tende
Analisi Analisi –– problemi rilevatiproblemi rilevati
PPROBLEMIROBLEMI DIDI CONDENSACONDENSA SUPERFICIALESUPERFICIALE EE INFILTRAZIONIINFILTRAZIONI::
La presenza di un ponte termicodovuto al telaio in C.A. noncoibentato comporta la formazionedi muffa in corrispondenza delleaule
Il deterioramento dellaimpermeabilizzazione determina lapresenza di infiltrazioni in più puntidel fabbricato
Analisi Analisi –– problemi rilevatiproblemi rilevati
PPROBLEMIROBLEMI DIDI AMMALORAMENTOAMMALORAMENTO FACCIATAFACCIATA::
La presenza di infiltrazioni sulcordolo di copertura determina unconsistente degrado della facciata
Fenomeni di distacco dell’intonaconelle zone dell’edificio non espostealla radiazione solare
Analisi energeticaAnalisi energetica
SSIMULAZIONEIMULAZIONE STATOSTATO ESISTENTEESISTENTE::EPi Fabbisogno di energia
primaria per laclimatizzazione invernaleEPi
kWh/m3anno
92,14
EPi lim
Fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale limite per le nuove costruzioni
2007 20,49 kWh/m3
2008 17,92 kWh/m3
2010 15,76 kWh/m3
Il fabbisogno di energia primaria dell’edificio è quasi 6 volte quello che dovrebbe avere la medesima struttura se fosse costruita nel 2010. Tale fatto, di per se negativo, implica che i risultati conseguenti la riqualificazione dell’edificio possono essere veramente interessanti
Dispersione massimacomplessiva W
184278
etaP Rendimento ProduzioneMedio Stagionale % 91,5
etaG Rendimento GlobaleMedio Stagionale % 78,3
CO2 Emissione annuale teoricaanidride carbonica Kg di CO2 131 000
92,14
kWh/m3
Analisi energeticaAnalisi energetica
PPOTENZEOTENZE DISPERSEDISPERSE::
Il peso maggiore è rappresentatodalle parti di edificio occupatedalle scuole medie ed elementaripoiché presentano un volumeimpegnato superiore alle altrezone.Il grafico sottostante riporta,invece, la ripartizione per
Ripartizione potenze disperse
42%
10%13%
4%
31%Medie
Mensa
Materna
Aula polivalente
Elementari
invece, la ripartizione pertipologia di dispersionedenotando una percentuale didispersioni superiori allo standardper quanto riguarda i serramenti.Tale fatto risulta evidente alla lucedella eccessiva superficiefinestrata dell’edificio e dellascarsa qualità degli stessi.
Ripartizione delle dispersioni per tipologia
35%
32%
27%
6%
Ricambi Aria
Pareti e solai
Serramenti
Ponti termici
Analisi energeticaAnalisi energetica
FFLUSSILUSSI ENERGETICIENERGETICI::
Di seguito si riporta un diagramma in grado di fornire un chiaro panorama deiflussi energetici e in gioco nell’edificio.
Proposta di intervento Proposta di intervento
PPROPOSTAROPOSTA N.1: N.1: COIBENTAZIONECOIBENTAZIONE DEIDEI SOLAISOLAI EE DELLEDELLE COPERTURECOPERTURE
Isolamento termico di copertura e solai per il raggiungimento di 0.3 W/m2K
Risparmio percentuale
conseguibile% 14,4
Riduzione emissione CO2 Kg di CO2 18 900
Costo stimato intervento
N. 1€ 68 000
Tempo di rientro
dell’investimentoanni 10,0
Proposta di intervento Proposta di intervento
PPROPOSTAROPOSTA N.3: SN.3: SOSTITUZIONEOSTITUZIONE FINESTREFINESTRE
Sostituzione infissi con tali da raggiungere Uw<1.5 Wm2K
Risparmio percentuale
conseguibile% 16,6
Riduzione emissione CO2 Kg di CO2 21 800
Costo stimato intervento€ 141 000
N. 2€ 141 000
Tempo di rientro
dell’investimentoanni 18
Proposta di intervento Proposta di intervento
PPROPOSTAROPOSTA N.3: CN.3: COIBENTAZIONEOIBENTAZIONE DEIDEI SOLAISOLAI EE DELLEDELLE COPERTURECOPERTURE, , SOSTITUZIONESOSTITUZIONE
FINESTREFINESTRE EE REALIZZAZIONEREALIZZAZIONE CAPPOTTOCAPPOTTO TERMOISOLANTETERMOISOLANTE
Agli interventi n. 1 e n. 2 viene aggiunta la realizzazione di un cappottotermoisolante in EPS da 10 cm
Risparmio percentuale
conseguibile% 35,2
Riduzione emissione CO2 Kg di CO2 46200
68 000
141 000Costo stimato intervento N.3 €
141 000
159 000
368 000
Tempo di rientro
dell’investimentoanni 22,2
Proposta di intervento Proposta di intervento
PPROPOSTAROPOSTA N.4: CN.4: COIBENTAZIONEOIBENTAZIONE DEIDEI SOLAISOLAI EE DELLEDELLE COPERTURECOPERTURE, , SOSTITUZIONESOSTITUZIONE
FINESTREFINESTRE, , REALIZZAZIONEREALIZZAZIONE CAPPOTTOCAPPOTTO TERMOISOLANTETERMOISOLANTE EE MIGLIORAMENTOMIGLIORAMENTO DELLADELLA
DISTRIBUZIONEDISTRIBUZIONE EE REGOLAZIONEREGOLAZIONE DELDEL CALORECALORE
All’intervento n. 3 viene aggiunta il miglioramento del rendimento diregolazione mediante l’adozione di valvole termostatiche e la coibentazionedella rete di distribuzione del calore
Risparmio percentuale
conseguibile% 37,2
conseguibile
Riduzione emissione CO2 Kg di CO2 48 733
Costo stimato intervento €
68 000
141 000
159 000
10 000
378 000
Tempo di rientro
dell’investimentoanni 21,7
Proposta di intervento Proposta di intervento
PPROPOSTAROPOSTA N.5: CN.5: COIBENTAZIONEOIBENTAZIONE DEIDEI SOLAISOLAI EE DELLEDELLE COPERTURECOPERTURE, , SOSTITUZIONESOSTITUZIONE
FINESTREFINESTRE, , REALIZZAZIONEREALIZZAZIONE CAPPOTTOCAPPOTTO TERMOISOLANTETERMOISOLANTE EE MIGLIORAMENTOMIGLIORAMENTO DELLADELLA
DISTRIBUZIONEDISTRIBUZIONE EE REGOLAZIONEREGOLAZIONE DELDEL CALORECALORE CONCON SOSTITUZIONESOSTITUZIONE CALDAIACALDAIA
All’intervento n. 4 viene aggiunta la sostituzione dei generatori di caloremediante caldaia a gas a condensazione
Risparmio percentuale
conseguibile% 41,77
Riduzione emissione CO Kg di CO 54 750Riduzione emissione CO2 Kg di CO2 54 750
Costo stimato intervento €
68 000
141 000
159 000
10 000
12 000
390 000
Tempo di rientro
dell’investimentoanni 19,8
Proposta di intervento Proposta di intervento
PPROPOSTAROPOSTA N.6: CN.6: COIBENTAZIONEOIBENTAZIONE DEIDEI SOLAISOLAI EE DELLEDELLE COPERTURECOPERTURE, , SOSTITUZIONESOSTITUZIONE
FINESTREFINESTRE, , REALIZZAZIONEREALIZZAZIONE CAPPOTTOCAPPOTTO TERMOISOLANTETERMOISOLANTE EE MIGLIORAMENTOMIGLIORAMENTO DELLADELLA
DISTRIBUZIONEDISTRIBUZIONE EE REGOLAZIONEREGOLAZIONE DELDEL CALORECALORE VENTILAZIONEVENTILAZIONE MECCANICAMECCANICA
CONTROLLATACONTROLLATAn. 4 viene aggiunta la realizzazione di un sistema di ventilazione meccanicacontrollata con recupero di calore
Risparmio percentuale
conseguibile% 65,5
Riduzione emissione CO2 Kg di CO2 85 800
Costo stimato intervento €
68 000
141 000
159 000
10 000
112 000
490 000
Tempo di rientro
dell’investimentoanni 16
Proposta di intervento Proposta di intervento
SSINTESIINTESI ANALISIANALISI ECONOMICAECONOMICA
Proposta N 1 N 2 N 3 N 4 N 5 N 6
Costo dell'intervento [€] 68000 141000 368000 378000 390000 490000
Risparmi energetici conseguibili [€]
6753 7800 16510 17400 19664 30687
Risparmi energetici conseguibili [%]
14,4 16,6 35,2 37,2 41,77 65,5
Riduzione CO2 [kg] 18900 21800 46200 38733 54750 85800
Tr (Tempo di ritorno semplice) [anni]
10,0 18,0 22,2 21,7 19,8 16,0
Il progettoIl progetto
IINTERVENTINTERVENTI CONCORDATICONCORDATI CONCON LALA COMMITTENZACOMMITTENZA
•La sostituzione infissi appare un intervento necessario anche ai fini dellasicurezza•La coibentazione della copertura deve essere effettuata per legge (Dlgs 192e successive modificazioni) poiché il solaio di copertura è oggetto dimanutenzione straordinaria a causa del consolidamento strutturale.•Le facciate necessitano di essere ridipinte e ripristinate con conseguenterealizzazione del ponteggio su tutto il perimetro dell’edificiorealizzazione del ponteggio su tutto il perimetro dell’edificio•Non si effettua la sostituzione dei generatori di calore data la loro recenteinstallazione
Il progettoIl progetto
CCOIBENTAZIONEOIBENTAZIONE DELLEDELLE PARETIPARETI VERTICALIVERTICALI
•Le strutture opache verticali saranno quindi coibentate mediante la posa dilastre dello spessore di 10 cm di polistirene espanso avendo cura dicorreggere i ponti termici in prossimità dei pilastri in CLS
Ottimizzazione spessore isolante
1600000
1000000
1100000
1200000
1300000
1400000
1500000
0 5 10 15 20
Spessore isolante [cm]
MJ
Il progettoIl progetto
CCOIBENTAZIONEOIBENTAZIONE DELLEDELLE PARETIPARETI VERTICALIVERTICALI
Il progettoIl progetto
CCOIBENTAZIONEOIBENTAZIONE DELLADELLA COPERTURACOPERTURA
•Le strutture opache orizzontali saranno quindi coibentate mediante la posa dilastre dello spessore di 10 cm di polistirene estruso avendo cura dicorreggere i ponti termici in prossimità dei pilastri in CLS
COPERTURA PRINCIPALE COPERTURA AMPLIAMENTO
Il progettoIl progetto
CCOIBENTAZIONEOIBENTAZIONE DELLADELLA COPERTURACOPERTURA
Il progettoIl progetto
SSOSTITUZIONEOSTITUZIONE INFISSIINFISSI
•Gli infissi di nuova installazione saranno del tipo in PVC con vetrocamerabassoemissivo antisfondamento e dotato di buone prestazioni acustiche.•Trasmittanza complessiva infisso inferiore a 1.3 W/m2K
Ottimizzazione trasmittanza infissi
1000000
1100000
1200000
1300000
1400000
1500000
1600000
0123456
MJ
Trasmittanza Uf [W/m2K]Uw= 1,3
Il progettoIl progetto
SSOSTITUZIONEOSTITUZIONE INFISSIINFISSI
•Vetro ad alta prestazione termica•Schermature esterne con tende a rullo verticali con tessuto filtrantemicroforato•Risoluzione del ponte termico
Il progettoIl progetto
MMIGLIORAMENTOIGLIORAMENTO RENDIMENTORENDIMENTO DIDI DISTRIBUZIONEDISTRIBUZIONE EE REGOLAZIONEREGOLAZIONE
•Spostamento dei termostati di zona e installazione valvole termostatiche•Sostituzione pompe con circolatori elettronici a portata variabile
Il Il cantiere…incantiere…in corsocorso
CCOIBENTAZIONEOIBENTAZIONE DELLADELLA COPERTURACOPERTURA
10 cm
Risvolto coibentazione per
correzione ponte termico
Il Il cantiere…incantiere…in corsocorso
CCOIBENTAZIONEOIBENTAZIONE DELLEDELLE PARETIPARETI
PER IL RESTO DOVREMO PER IL RESTO DOVREMO ASPETTARE…ASPETTARE…..
Profilo di partenza
PER IL RESTO DOVREMO PER IL RESTO DOVREMO ASPETTARE…ASPETTARE…..
ConclusioniConclusioni
SSINTESIINTESI DEIDEI RISULTATIRISULTATI CONSEGUIBILICONSEGUIBILI
•Miglioramento del comfortinterno•Riduzione dei consumi diriscaldamento•Premio per l’incentivo “ContoEnergia del fotovoltaico•Ottimizzazione della
Ante Operam
EPi ante operam
Fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione invernale EPi
kWh/m3anno 92,14
CO2 Emissione annuale teorica anidride carbonicaKg di
CO2/anno131 000
TEP Consumo TEP teoriche TEP/anno 56,46
etaP Rendimento Produzione Medio Stagionale % 91,5
etaG Rendimento Globale Medio Stagionale % 78,3
Post Operam
EPi post Fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione kWh/m3anno 48,09
•Ottimizzazione delladistribuzione del calore•Miglioramento delle prestazionitermiche estive•Risoluzione dei problemi diabbagliamento•Riduzione delle emissioniinquinanti•Realizzazione di un progettopilota
operam invernale EPi post operamkWh/m3anno 48,09
CO2 Emissione annuale teorica anidride carbonicaKg di
CO2/anno68400
TEP Consumo TEP teoriche TEP/anno 29,47
etaP Rendimento Produzione Medio Stagionale % 91,0
etaG Rendimento Globale Medio Stagionale % 79,6
Confronto ante post operam
Risparmio percentuale conseguito % 47,80
CO2Risparmio emissione annuale teorica anidride
carbonicaKg di
CO2/anno62600
TEP Risparmio TEP teoriche TEP/anno 26,99
Tempo di rientro dell’investimento anni 15
Grazie per l’Grazie per l’attenzione…attenzione…Grazie per l’Grazie per l’attenzione…attenzione…