Certificazione Energetica degli Edifici - Tesi di Laurea

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Prime applicazioni delle norme per la certifica

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Certificazione Energetica degli Edifici - Tesi di Laurea

  1. 1. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 1/37 Cassino, 28 Aprile 2006 Relatori: Prof. Marco Dell’Isola Prof. Giorgio Buonanno Correlatore: Prof. Francesco Tinè Candidato: Felicetto Massa Matr. n. 0801523 Titolo Tesi: CERTIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI 2002/91/CE
  2. 2. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 2/37 Cassino, 28 Aprile 2006 PREMESSA Stato dell’arte sulle modalità di attuazione a livello nazionale del D.Lgs. 192 del 2005 di attuazione della direttiva dell’UE 2002/91/CE emanata a fronte di una valutazione del bilancio energetico e ambientale a livello comunitario Nel D.Lgs. n. 192 del 2005 Vengono Introdotti: Nuovi Indicatori Energetici Specifici (rapportati alla AU dell’edificio) Nuovo approccio alla diminuizione del fabbisogno energetico del sistema Edificio-Impianto
  3. 3. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 3/37 Cassino, 28 Aprile 2006 PUNTI DI DISCUSSIONE Situazione Energetica Nell’UE Normativa in ambito energetico D.Lgs. n. 192 del 19 Agosto 2005 (schema e procedura) Caratterizzazione Energetica di un componente finestrato Certificazione Energetica di una Residenza Sanitaria Assistenziale
  4. 4. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 4/37 Cassino, 28 Aprile 2006 SITUAZIONE ENERGETICA NELL’UE NEL LIBRO VIENE PREVISTO DA OGGI AL 2030
  5. 5. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 5/37 Cassino, 28 Aprile 2006 BILANCIO ENERGETICO CONSUMO IN AUMENTO PRODUZIONE INTERNA IN CALO AUMENTO DELL IMPORTAZIONI NETTE FONTE: LIBRO VERDE UE, 2000
  6. 6. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 6/37 Cassino, 28 Aprile 2006 CONSUMO DI ENERGIA FINALE NELL’UE INDUSTRIA 28 % TRASPORTI 31% RESIDENZIALE E TERZIARIO 41% FONTE: LIBRO VERDE UE, 2000
  7. 7. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 7/37 Cassino, 28 Aprile 2006 EMISSIONI DI CO2 ANNO DI RIFERIMENTO 1990 = 100 Calo fino al 2000 Impegni di Kyoto Previsti Aumenti
  8. 8. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 8/37 Cassino, 28 Aprile 2006 MESSAGGIO DEL LIBRO VERDE Se non si INTERVIENE IN POLITICHE ENERGETICHE MIRATE: Aumenterà la dipendenza ESTERNA dell’UE dal 50% al 70% del fabbisogno ENERGETICO Aumenteranno anche le emissioni di CO2 rendendo difficile gli impegni presi al protocollo di Kyoto
  9. 9. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 9/37 Cassino, 28 Aprile 2006 AREE DI INTERVENTO PROMOZIONE DI RISPARMI ENERGETICI NEI SETTORI TRASPORTI EDIFICI
  10. 10. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 10/37 Cassino, 28 Aprile 2006 SETTORE EDIFICI DIRETTIVA COMUNITARIA 2002/91/CE SULL’EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI L’istituzione di un metodo comune di calcolo integrato del rendimento energetico degli edifici L’applicazione di norme minime sul rendimento energetico agli edifici di nuova costruzione e agli edifici in ristrutturazione L’introduzione di un sistema di CERTIFICAZIONE ENERGETICA degli edifici di nuova costruzione ed esistenti L’ispezione degli impianti di riscaldamento e di condizionamento
  11. 11. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 11/37 Cassino, 28 Aprile 2006 RIFERIMENTI LEGISLATIVI EUROPEI IN CAMPO ENERGETICO Direttiva 93/76/CEE nell’ambito del programma energetico SAVE Nell'ambito del programma quadro di azioni nel settore dell'energia, la Comunità attua, per il periodo 1998-2002, il programma SAVE volto a: incentivare misure di efficienza energetica promuovere gli investimenti a favore della conservazione dell'energia
  12. 12. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 12/37 Cassino, 28 Aprile 2006 RIFERIMENTI LEGISLATIVI NAZIONALI IN CAMPO ENERGETICO Legge n. 10 1991 Norme per l’attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell’energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia DPR 412/93 e 551/99 Norme per la progettazione, l’installazione, l’esercizio e la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia
  13. 13. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 14/37 Cassino, 28 Aprile 2006 EFFETTI DELLA NORMATIVA ENERGETICA PER RIDURRE I CONSUMI BISOGNA EFFETTUARE MAGGIORI CONTROLLI E VERIFICHE DEGLI EDIFICI FENMEDIO
  14. 14. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 15/37 Cassino, 28 Aprile 2006 D.Lgs. N. 192 DEL 19 AGOSTO 2005 - Generalità Fissa più elevati livelli di isolamento termico degli edifici Promuove l’utilizzo di impianti e apparecchiature a maggior rendimento Prevede una certificazione energetica obbligatoria per i nuovi edifici volontaria in tutti gli altri casi Razionalizza i controlli sugli impianti termici Garantisce la bontà energetica degli edifici valutati
  15. 15. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 16/37 Cassino, 28 Aprile 2006 STRUTTURA DEL D.LGS 192 PRINCIPI GENERALI (per il conseguimento degli obiettivi nazionali) Sono stabiliti criteri, condizioni e modalità per migliorare la prestazione energetica degli edifici NORME TRANSITORIE CON APPLICABILITÀ IMMEDIATA (per assicurare un primo adeguamento della legislazione esistente) Aggiorna i limiti di fabbisogno e prestazione degli impianti
  16. 16. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 19/37 Cassino, 28 Aprile 2006 SINTESI PRESCRIZIONI ALLEGATO I VERIFICHE FABBISOGNO ENERGIA PRIMARIA VERIFICHE DELLE TRASMITTANZE U (W/mqK) VERIFICHE DELLE U (in zona C,D,E,F) VERIFICHE TERMOIGROMETRICHE LIMITARE SURRISCALDAMENTO ESTIVO E CARICHI ESTIVI REGOLAZIONE AMBIENTALE SOLARE E TELERISCALDAMENTO FONTI RINNOVABILI
  17. 17. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 20/37 Cassino, 28 Aprile 2006 Decreto Legislativo – norme transitorie (Art. 11, All. I e C) RENDIMENTO GLOBALE MEDIO STAGIONALE DELL’IMPIANTO TERMICO dove log Pn è il logaritmo in base 10 della potenza utile nominale del generatore o dei generatori di calore al servizio del singolo impianto termico, espressa in kW.
  18. 18. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 21/37 Cassino, 28 Aprile 2006 Art. N. 11 DEL D.lgs. 192 REQUISITI PRESTAZIONALI Fino all’emanazione dei decreti attuativi sono in vigore le prescrizioni della legge 10/91 modificata secondo allegati DLgs n. 192. La norma tecniche che regolano il metodo di calcolo del FABBISOGNO ANNUO DI ENERGIA PRIMARIA sono:  UNI EN 832:2001
  19. 19. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 22/37 Cassino, 28 Aprile 2006 UNI EN 832 UNI 10077 ELEMENTI FINESTRATI UNI 13370 DISPERSIONI SU TERRENO UNI 14683 PONTI TERMICI UNI 10347 DISPERSIONI TUBAZIONI UNI 10349 DATI CLIMATICI UNI 10351 PROPRIETA’ MATERIALI FABBISOGNO ENERGETICO UTILE IDEALE QH UNI EN 10348 RENDIMENTO DEI SISTEMI DI RISCALDAMENTO Emissione Regolazione Distribuzione Produzione Q/g FABBISOGNO STAGIONALE DI ENERGIA PRIMARIA Q Q/AU FAEP (kwh/m2k)
  20. 20. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 23/37 Cassino, 28 Aprile 2006 CONSEGUENZA DELLLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA È LA CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEI COMPONENTI FINESTRATI CON L’INTRODUZIONE DELLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA NASCE L’ESIGENZA DI CERTIFICARE I SINGOLI COMPONENTI DEL DELL’INVOLUCRO EDILIZIO. UNO DI ESSI E’ IL COMPONENTE FINESTRATO I CUI LIMITI DI PRESTAZIONE ENERGETICA SONO FISSATI NELLA TABELLA 4a DELL’ALLEGATO C Valori limite della trasmittanza termica U delle chiusure trasparenti comprensive degli infissi espressa in W/m2K Zona Climatica Dall’ 1 gennaio 2006 U (W/m2K) Dall’ 1 gennaio 2009 U (W/m2K) A 5,5 5,0 B 4,0 3,6 C 3,3 3,0 D 3,1 2,8 E 2,8 2,5 F 2,4 2,2
  21. 21. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 24/37 Cassino, 28 Aprile 2006 NORME DI RIFERIMENTO CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA DEI COMPONENTI FINESTRATI Tale caratterizzazione Energetica consiste nel calcolo della trasmittanza termica le cui norme di riferimento sono . Le norma di riferimento è la  UNI EN ISO 10077-1 Prestazione termica di finestre, porte e chiusure – Calcolo della trasmittanza termica – Metodo semplificato Alternativa alla UNI EN ISO 10077-1 è il metodo di laboratorio regolato dalla:  UNI EN ISO 12567-1 Isolamento termico di finestre e porte e chiusure - Determinazione della trasmittanza termica con il metodo della camera calda
  22. 22. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 25/37 Cassino, 28 Aprile 2006 PROBLEMATICHE DEI DUE METODI UNI EN ISO 10077-1  FORTE SEMPLIFICAZIONE  INCERTEZZA NON CONTROLLATA  DETERMINAZIONE DEL VALORE DELLA TRASMITTANZA (In progettazione) DA PARTE DEGLI OPERATORI DEL SETTORE CON VALORI GEOMETRICI NON PRECISI UNI EN ISO 12567-1  PIU’ PRECISO DEL PRIMO PERCHE EFFETTUATO IN LABORATORIO INCERTEZZA NON FORNITA DIPENDENZA DA PARAMETRI RADIATIVI E CONVETTIVI DIPENDENZA DALL’ISOLAMENTO TERMICO DELLE DUE CAMERE
  23. 23. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 26/37 Cassino, 28 Aprile 2006 METODO SPERIMENTALE PER LA MISURA DELLA TRASMITTANZA TERMICA DEI COMPONENTI FINESTRATI G 1 2 3 4 Composto da: Piastra 1 alla T di circa 120°C mantenuta a T=cost da un sistema di resistenze elettriche; con p1 Piastra 2 piastra che ha le funzioni di schermo radiativo; con p2 Infisso rivestito con vernice di emissività nota: f1, f2 Piastra 3 piastra che ha le funzioni di schermo radiativo; con p3 Piastra 4 alla T di circa 20°C mantenuta a T=cost da un sistema idronico termostatato; con p4
  24. 24. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 27/37 Cassino, 28 Aprile 2006 PRINCIPIO MISURA DELLA TRASMITTANZA TERMICA DEI COMPONENTI FINESTRATI CON METODO SPERIMENTALE     1 2 2 1 1 2 2 1 4 4 4 4 1 1 1 1 1 1 p p p f p p p f A T T A T T Q                   3 4 2 3 3 2 2 3 4 4 4 4 1 1 1 1 1 1 p p f p p p f p A T T A T T Q               G 1 2 3 4  f 1 f 2  Q U A T T    A REGIME IL FLUSSO RADIATIVO PORTA L’INFISSO ALLE TEMPERATURE Tf1 e Tf2 SI PUO’ COSI’ DETERMINARE LA POTENZA CHE TRASMETTE L’INFISSO A DA SX A DX CALCOLO DELLA TRASMITTANZA DELL’INFISSO
  25. 25. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 28/37 Cassino, 28 Aprile 2006 MISURA DELLA TRASMITTANZA TERMICA DEI COMPONENTI FINESTRATI CON METODO INNOVATIVO SPECIFICHE Funzionamento sottovuoto 1000 Pa per evitare fenomeni convettivi e conduttivi dell’aria VANTAGGI Indipendenza dai parametri radiativi e convettivi Controllo dell’incertezza di misura Applicabilità a diversi componenti(con opportuni adattamenti)
  26. 26. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 29/37 Cassino, 28 Aprile 2006 CERTIFICAZIONE ENERGETICA DI UNA RESIDENZA SANITARIA ASSISTENZIALE IN ROMA Dati Edificio Superficie esterna : 4142,20 m² Volume lordo : 10370,00 m³ Fattore di forma S/V : 0,399 m²/m³ Cd ammissibile : 0,568 W/m³K Superficie Utile AU=2774 m²
  27. 27. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 31/37 Cassino, 28 Aprile 2006 Prospetti dell’edificio 20 m
  28. 28. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 32/37 Cassino, 28 Aprile 2006 RISULTATI OTTENUTI DALLA SIMULAZIONE CON IL SOFTWARE EDILCLIMA Verifiche di legge 10/91 positive FEN 13,92 calcolato minore del FEN ammissibile 58m,95 (kJ/m³gg) Verifiche del D.Lgs. 192/2005 negative FAEP=PEG= 73 kWh/m2a > 65 kWh/m2a imposto IN RAGIONE DEL RISULTATO OTTENUTO SONO STATE VALUTATE MISURE DI INTERVENTO SUL SISTEMA EDIFICIO-IMPIANTO
  29. 29. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 33/37 Cassino, 28 Aprile 2006 MISURE DI INTERVENTO INCREMENTO ISOLAMENTO TERMICO STRUTTURE (no perché troppo invasivo) INSTALLAZIONE DI COMPONENTI FINESTRATI A MINOR CONSUMO ENERGETICO (no perché troppo dispendioso) MIGLIORIE ALL’IMPIANTO (non possibili perché già progettato a regola d’arte) INSTALLAZIONE DI IMPIANTI A FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI Solare Termico (il più adatto perché si allinea alle proposte dell’allegato I del D.Lgs.192/2005 .)
  30. 30. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 34/37 Cassino, 28 Aprile 2006 INTEGRAZIONE DEL FABBISOGNO DI ACS CON IMPIANTO SOLARE TERMICO RISULTATI Per 100 m2 di collettori si ottiene: Contributo energetico da fonti rinnovabili: PEFR=15 kWh/m2a Fabbisogno globale di energia primaria Periodo Di Pay-back di 7 ANNI 57 kWh/m2a <65 kWh/m2a imposto VERIFICA AL D.LGS. POSITIVA
  31. 31. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 35/37 Cassino, 28 Aprile 2006 dd Proposta di Attestato di certificazione energetica Dati Amministrativi Classe Energetica Indicatori Energetici Certificazione
  32. 32. Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica Certificazione Energetica degli Edifici 36/37 Cassino, 28 Aprile 2006 CONCLUSIONI SUL D.LGS 192/2005 Positive Ruolo delle regioni, alla luce della varietà delle condizioni climatiche e tipologia costruttive del nostro paese Applicazione alla manutenzione straordinaria degli impianti Misure più restrittive di quelle dettate dalla legge 10/91 Facilità di applicazione per il maggior numero di limiti fissati nei componenti del sistema edficio-impianto. Negative DIFFERENZE regionali nell’attribuire i limiti di prestazione e le classi energetiche Insufficienti prescrizioni per rinnovabili Mancanza Decreti Attuativi

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