Diagnosi Energetica Scuola Primaria Gianni Rodari PDF

DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Raccolta dei dati Sono stati richiesti e raccolti i dati relativi ai consumi degli ultimi tre anni 2021, 2022, 2023 Energia Termica È presente un unico PDR per l’area dell’edificio dedicata alla Sc...

DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Raccolta dei dati Sono stati richiesti e raccolti i dati relativi ai consumi degli ultimi tre anni 2021, 2022, 2023 Energia Termica È presente un unico PDR per l’area dell’edificio dedicata alla Scuola Primaria. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Raccolta dei dati Sono stati richiesti e raccolti i dati relativi ai consumi degli ultimi tre anni 2021, 2022, 2023 Energia Termica DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Raccolta dei dati Sono stati richiesti e raccolti i dati relativi ai consumi degli ultimi tre anni 2021, 2022, 2023 Energia Termica Il grafico evidenzia un profilo di consumo invernale dovuto all’accensione del generatore di calore nel periodo di riscaldamento. Si evidenzia, inoltre, che nell’anno 2021 si ha avuto un’accensione anticipata dell’impianto nel mese di ottobre e un consumo più alto della media nel mese di aprile. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Analisi dei dati – Riepilogo dei consumi e costi Nei precedenti paragrafi sono riportati i consumi energetici. Al fine di valutare globalmente il fabbisogno di energia primaria richiesto dell’edificio, è necessario convertirli in kWh di energia primaria o in tep (tonnellate equivalenti di petrolio): a tale scopo si utilizzano i coefficienti di conversione fissati nella Delibera EEN 3/08 e nella Direttiva europea 2003/87/CE. Di seguito sono rappresentati i valori e i grafici delle medie del triennio. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Modello energetico Nel modello sono stati valutati fattori statici e variabili nell’ultimo triennio, ai fini dell’inserimento e dell’analisi dati della diagnosi. I fattori sono stati individuati statici o variabili a seguito dell’intervista al cliente, il quale ha confermato che non ci sono state variazioni nell’ultimo triennio relativamente ai fattori statici riportati in Tabella DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Modello termico Analisi e validazione L’analisi e la validazione del modello termico prevedono di riepilogare i consumi in: - CONDIZIONI REALI (Valore 1): consumi globali dell’edificio per il servizio riscaldamento e/o acqua calda sanitaria rilevati da fatturazione; - CONDIZIONI DESTAGIONALIZZATE (Valore 2): valore 1 riportato alla Serie storica di Gradi Giorno reali fornita dal software di modellazione (Edilclima EC700); DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Modello termico Analisi e validazione CONDIZIONI MODELLATE (Valore 3): valore determinato sulla base di fattori di correzione applicati per affinare il calcolo. In particolare, sono stati utilizzati fattori statici di taratura relativi a: serie storica di Gradi Giorno reali fornita da EDILCLIMA; temperature interne come rilevate da campagna di misura; aree e locali realmente occupati; perdite per ventilazioni limitate, in relazione all’uso dei locali rilevato durante il sopralluogo; Il modello si ritiene validato quando lo scostamento tra i consumi destagionalizzati e i risultati del modello di simulazione è inferiore al 5%. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Modello termico Analisi e validazione La firma energetica degli edifici è un metodo di valutazione nel quale i consumi energetici sono correlati alle variabili climatiche. La metodologia di elaborazione della firma energetica usata in questo caso fa riferimento alla serie di norme UNI CEN/TR 12831:2018. La firma energetica è la rappresentazione grafica, tramite retta, di un consumo energetico, in questo caso riscaldamento, in funzione di un parametro esterno, in questo caso temperatura esterna, ed è utilizzata per confrontare i valori calcolati con i consumi. Per la determinazione della firma energetica: Sono stati inseriti i consumi di gas naturale ad intervalli regolari; nel caso in esame i consumi sono mensili, secondo quanto riportato nelle fatture di combustibile; per ogni intervallo è stata calcolata la potenza media erogata, convertendo la quantità del combustibile in kWh e dividendo per il numero di ore di funzionamento dell’impianto nell’intervallo di tempo; in ciascun intervallo è stato poi individuata la temperatura media esterna sulle 24 ore. Il grafico della firma energetica riporta sull’asse delle ascisse la temperatura esterna, mentre sull’asse delle ordinate è indicata la potenza media del generatore. La distribuzione dei punti lungo una retta che indica con buona approssimazione come il sistema edificio/impianto reagisca alle variazioni della temperatura esterna. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Modello termico Analisi e validazione DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Modello termico Analisi e validazione Dalla lettura del grafico è possibile trarre le seguenti osservazioni : la frequenza ottimale delle letture di temperature e consumi sarebbe settimanale, tuttavia il caso in esame consente di costruire la firma energetica con intervalli mensili dedotti dalle fatture di gas naturale, peraltro probabilmente comprensive di stime e conguagli. Deve essere quindi considerato il grado di incertezza del grafico, che fornisce una rappresentazione qualitativa del comportamento del sistema edificio/impianto; di consueto per impianti di solo riscaldamento la retta tende ad una potenza nulla in corrispondenza di temperature esterne pari a circa 17/19 °C. Ciò perché il contributo degli apporti solari e gratuiti interni fa sì che la potenza richiesta dall’edificio si annulli prima che la temperatura media esterna raggiunga i 20 °C; l’anomalia del caso specifico (19°C) può essere parzialmente spiegata dall’assenza di sistemi di regolazione di zona della temperatura, pertanto, soprattutto nei periodi di mezza stagione, durante le ore centrali della giornata il generatore risulta in funzione senza alcun tipo di modulazione della portata, essendo un generatore a mandata fissa; DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Modello termico Analisi e validazione Dalla lettura del grafico è possibile trarre le seguenti osservazioni : la firma energetica evidenzia quindi il comportamento reale degli utenti e la tendenza ad un’impostazione delle temperature che potrebbe essere efficientata, come descritto nel documento che illustra gli interventi di miglioramento proposti; la firma energetica consente di verificare il corretto dimensionamento del generatore, estendendo la retta fino alla temperatura invernale di progetto pari a -1,2 °C; la potenza massima richiesta al generatore dall’edificio è pertanto pari a circa 160 kW. La potenza attualmente installata è pari a circa 220 kW; l’incongruenza, anche rispetto alla potenza richiesta dall’involucro, è frutto dell’utilizzo reale degli impianti non ottimale, con un orario di funzionamento prolungato e contestualmente ad una regolazione totalmente manuale (e pertanto inefficiente) degli orologi/termostato. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Modello elettrico Analisi e validazione Sulla base del rilievo dei dispositivi e degli impianti effettuato durante il sopralluogo, si è tracciato un bilancio degli usi di energia elettrica dell'edificio. Si sono considerati i consumi del triennio 2021-2023. Gli usi presi in considerazione sono stati: - ILLUMINAZIONE INTERNA (ILLI) ed ESTERNA (ILLE); - POMPE: circolatori afferenti all'impianto di riscaldamento (PMP); - MOBILITA': dispositivi per la movimentazione di cose o persone, quali scale mobili, ascensori, montacarichi (MOB); - CED; - ACS: consumi per la produzione di acqua calda sanitaria tramite dispositivi a resistenza elettrica; - ALTRO: i motori direttamente alimentati dal quadro di distribuzione tramite prese di corrente e non compresi nelle voci descritte precedentemente. Si evidenzia che nella voce “altro” sono stati considerati apparecchi che per numerosità e uso incidono in modo significativo nei consumi complessivi, tra i quali le apparecchiature elettriche ed elettroniche ad uso ufficio, le LIM e le stampanti. Non tutti gli usi energetici risultano presenti nel sito. Nell'ambito di un'analisi di massima, come quella condotta per un audit energetico, si è tracciato un inventario, il più possibile fedele, degli impianti e dei dispositivi presenti negli edifici; di questi si sono verificate le potenze installate e il periodo di funzionamento, con il fine di calcolare il loro consumo non essendo presente un sistema di monitoraggio. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Modello elettrico Analisi e validazione Sulla base del rilievo dei dispositivi e degli impianti effettuato durante il sopralluogo, si è tracciato un bilancio degli usi di energia elettrica dell'edificio. Si sono considerati i consumi del triennio 2021-2023. Gli usi presi in considerazione sono stati: - ILLUMINAZIONE INTERNA (ILLI) ed ESTERNA (ILLE); - POMPE: circolatori afferenti all'impianto di riscaldamento (PMP); - MOBILITA': dispositivi per la movimentazione di cose o persone, quali scale mobili, ascensori, montacarichi (MOB); - CED; - ACS: consumi per la produzione di acqua calda sanitaria tramite dispositivi a resistenza elettrica; - ALTRO: i motori direttamente alimentati dal quadro di distribuzione tramite prese di corrente e non compresi nelle voci descritte precedentemente. Si evidenzia che nella voce “altro” sono stati considerati apparecchi che per numerosità e uso incidono in modo significativo nei consumi complessivi, tra i quali le apparecchiature elettriche ed elettroniche ad uso ufficio, le LIM e le stampanti. Non tutti gli usi energetici risultano presenti nel sito. Nell'ambito di un'analisi di massima, come quella condotta per un audit energetico, si è tracciato un inventario, il più possibile fedele, degli impianti e dei dispositivi presenti negli edifici; di questi si sono verificate le potenze installate e il periodo di funzionamento, con il fine di calcolare il loro consumo non essendo presente un sistema di monitoraggio. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Modello elettrico Analisi e validazione DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Provincia di Siena Modello energetico Benchmarks I principali indicatori di riferimento si possono ricavare dallo studio redatto da Enea per il patrimonio degli edifici scolastici della regione Lazio. Gli studi condotti dall’Enea riguardano il consumo, espresso in kWh per edificio, alunno e m2, sono relativi ai consumi elettrici e ai consumi termici, dettati dal sistema di riscaldamento e ACS, in quanto il servizio di raffrescamento è usualmente non presente all’interno di edifici scolastici. Sono studi basati su monitoraggi, stime e modelli di simulazione, e includono le “Scuole” (divise tra materne ed elementari, medie, superiori) come sotto settore, escludendo gli edifici universitari. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Modello energetico Benchmarks Sebbene il contesto internazionale possa essere ritenuto di difficile riferimento, per la diversità sia climatica sia d’uso degli edifici scolastici, un importante contributo in letteratura è rappresentato da una review dei consumi medi per il riscaldamento degli edifici scolastici nei paesi del mondo. Consumi termici medi in kWh/m2 le medie europee semplificate. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Modello energetico Benchmarks I dati mostrano che i consumi degli edifici a uso scolastico dei Paesi dell’Unione Europea variano da circa 57 a 197 kWh/m2 anno. Tenendo conto che nell’elaborazione sono state riportate le medie con i valori più alti di consumo tra le diverse tipologie scolastiche, questi parametri indicano l’intervallo europeo atteso di “energivorità” degli edifici scolastici. Con una media dei consumi pari a 115 kWh/m2 anno, l’Italia si attesta nella fascia alta dei consumi. La situazione della stima dei consumi energetici sul territorio italiano è ulteriormente approfondita dalla letteratura internazionale, tra cui alcuni studi che indicano i seguenti valori: Italia Centrale (studio basato su 29 scuole): tra 15,7 e 21,7 kWh/m3; Italia Settentrionale (studio basato su 49 scuole): 47,1 kWh/m3; Italia Nord Occidentale (studio basato su 100 scuole): 37-28 kWh/m3. L‘edificio oggetto di diagnosi si attesta, rispetto alla media del triennio, a 21,74 kWh/m3, quindi appena sopra all’intervallo di riferimento per le scuole dell’Italia Centrale. Valore calcolato sulla volumetria effettiva DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Modello energetico Benchmarks Si può notare, quindi, che l’edificio si posiziona al di sotto dei livelli di riferimento per tutti i benchmark considerati. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Interventi di efficientamento L’analisi condotta ha permesso di conoscere la situazione energetica degli edifici, analizzarla criticamente e ottenere pertanto gli interventi migliorativi per la riduzione dei consumi e dei costi. Gli ambiti di intervento considerati sono i seguenti: INV Involucro edilizio; IMP.T Impianti termici; IMP.E Impianti, apparecchiature e sistemi elettrici; RIN Fonti energetiche rinnovabili; GEST Gestione e Sistema di Monitoraggio e Controllo. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Interventi di efficientamento Per ogni intervento si è svolta l’analisi di fattibilità economica, fondamentale per la valutazione dell’effettiva realizzabilità dello stesso. Questa ha richiesto, unitamente alla stima del risparmio in termini energetici, il calcolo di tre parametri di convenienza economica-finanziaria per la valutazione degli investimenti, in particolare di: VAN: Valore Attuale Netto; TIR: Tasso interno di rendimento; PBT: Pay Back Time. Il VAN determina il valore dell’investimento in termini di maggiore o minore redditività rispetto alla redditività media dell’impresa. Il TIR rappresenta il tasso composto annuale di ritorno effettivo che l’investimento genera; in termini tecnici rappresenta il rendimento di un investimento. Il PBT è definito come il tempo intercorrente fra l’inizio dell’investimento e il recupero tramite flussi di cassa. È calcolato come il rapporto tra le uscite iniziali per l’investimento e le entrate medie annue fino al recupero. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Criticità rilevate Le prestazioni dell’involucro opaco risultano mediocri (U pareti esterne ≈1 W/m2*K) e la struttura, essendo a telaio, presenta molteplici ponti termici strutturali. L’isolamento esterno a cappotto, con eventuale rivestimento con muratura faccia a vista, garantirebbe il rispetto delle caratteristiche costruttive e tipologiche dell’edificio. Per quanto riguarda i serramenti, si evidenzia come questi presentino performance energetiche modeste dovute alla vetustà del supporto e all’assenza di vetro camera. I tecnici del comune sottolineano come i serramenti fissi con policarbonato non siano perfettamente aderenti alla muratura, di conseguenza sono presenti molte correnti d’aria nei corridoi. Dal punto di vista impiantistico, l’edificio risulta climatizzato con un impianto a gestione manuale e non dotato di sonda climatica, quindi potenzialmente esposto a inefficienze. Per quanto riguarda gli apparecchi di illuminazione, si segnala che non è presente alcuna sorgente LED. L’illuminazione è fluorescente e risulta particolarmente energivora. Infine, il POD relativo alla Scuola Primaria non è collegato ai pannelli fotovoltaici presenti in copertura. Risulta quindi completamente assente il ricorso a fonti rinnovabili di energia per l’edificio in oggetto; il profilo di consumo elettrico è compatibile con l’installazione di pannelli fotovoltaici. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Analisi economica degli interventi Cappotto Gli indicatori rendono evidente che l’intervento non risulta prioritario dal punto di vista economico, ma sicuramente è prioritario dal punto di vista dell’efficienza energetica; l’aumento di confort e la riduzione dei consumi per il riscaldamento invernale sono fattori extra economici da tenere in considerazione in merito a questo intervento DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Analisi economica degli interventi Sostituzione serramenti I serramenti attualmente presenti nell’immobile sono costituiti in parte da telaio in alluminio con singola vetrocamera con trasmittanza Uw ≈6 W/m2K e in altra parte da serramenti fissi con tamponamento in policarbonato. Viene proposta la sostituzione degli attuali serramenti con elementi maggiormente performanti (trasmittanza≤1,67 W/m2*K), che oltre a garantire migliori prestazioni energetiche, possono ridurre le dispersioni per ventilazione e aumentare il comfort degli occupanti con le seguenti caratteristiche: - Serramento realizzato in alluminio taglio termico con telaio 50 mm; - Vetrocamera 4+12+4 con gas argon. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Analisi economica degli interventi Sostituzione serramenti Per quanto l’intervento comporti un miglioramento importante nell’efficienza energetica dell’edificio e nel confort dei suoi utenti, il tempo di ritorno è fortemente penalizzato dal costo totale dell’intervento. Anche in questo caso si consiglia di valutare l’attuazione dell’intervento nella sua globalità e non solo dal punto di vista economico, visto che i serramenti esistenti sono obsoleti e risultano non isolanti creando problematiche di correnti d’aria e di disconfort all’interno dell’edificio. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Analisi economica degli interventi Installazione di nuova caldaia e di sistemi di building automation La caldaia a servizio della Scuola Primaria è vetusta ed è necessaria la sua sostituzione. Si è prevista quindi l’installazione di una caldaia a condensazione tarata sul fabbisogno dell’involucro edilizio esistente. Oltre alla sostituzione della caldaia, si sono considerate altre lavorazioni accessorie in centrale termica, quali ad esempio la sostituzione dei circolatori, e nel sistema di emissione, quali le valvole termostatiche. Queste valvole, se intelligenti e Wi-Fi, permettono una gestione intelligente dell’impianto quando collegate a un sistema di Building Automation (BACS). Si è quindi considerata, inoltre, l’installazione di un sistema BACS in grado di gestire la centrale termica, in particolare l’avvio o la modulazione del generatore, tenendo conto di diversi fattori quali la temperatura esterna e le abitudini degli utenti. In questo modo si può arrivare a una riduzione dei consumi di circa il 10% e non è più necessaria la modifica periodica dei periodi di avvio della caldaia o dei circolatori. Le valvole termostatiche permettono infine di rilevare e modulare le temperature nelle singole aule. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Monteroni d’Alba ( Siena) Analisi economica degli interventi Sostituzione serramenti Gli indicatori rendono evidente che l’intervento risulta prioritario dal punto di vista dell’efficienza energetica e conveniente dal punto di vista economico. L’efficientamento della centrale termica, insieme a una gestione intelligente della stessa, comporta un importante risparmio annuale, nonché un ottimo tempo di ritorno. Si ripete, inoltre, che questa valutazione è stata fatta tenendo conto del fabbisogno dell’involucro esistente, ma con la posa del cappotto e la sostituzione dei serramenti, questo fabbisogno diminuirebbe, rendendo quindi necessaria una caldaia di potenza inferiore e diminuendo, di conseguenza, i costi dell’intervento. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Analisi economica degli interventi Relamping Gli indicatori rendono evidente che l’intervento non risulta prioritario dal punto di vista economico; seppure la sostituzione delle lampade esistenti comporti una riduzione importante dei consumi, i risultati sono fortemente penalizzati dal costo totale dell’intervento DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Analisi economica degli interventi Installazione fotovoltaico L’intervento risulta prioritario dal punto di vista dell’efficienza energetica: la produzione di energia elettrica da impianto fotovoltaico ridurrebbe i costi per l’approvvigionamento di energia elettrica in modo importante. DIAGNOSI ENERGETICA IN AMBITO CIVILE IL CASO STUDIO SCUOLA PRIMARIA GIANNI RODARI Analisi economica degli interventi Riepilogo interventi Gli interventi proposti sono elencati e ordinati nella tabella che segue in base alla finanziabilità dell’intervento (VAN/I); il tempo di ritorno (PBT) ottenuto, ad eccezione dell’installazione dell’impianto fotovoltaico e del rifacimento della centrale termica comprensivo di BACS, è superiore ai 20 anni. Si sottolinea, tuttavia, che il solo criterio economico non deve guidare la scelta nella realizzazione degli interventi, considerando anche che il perimetro di analisi di un audit energetico non consente di determinare con esattezza tutti i parametri per il calcolo esatto dei risparmi conseguibili. Gli interventi, ulteriormente approfonditi, potrebbero condurre a risultati migliori. È opportuno valutare, inoltre, anche i benefici indiretti (confort degli occupanti, adeguamento normativo, ecc.) che sono stati illustrati nei precedenti paragrafi. I risparmi previsti dipendono strettamente dai consumi reali del sito. I dati forniti dall’amministrazione usuaria derivano dalle bollette, pertanto si raccomanda di eseguire un’attività propedeutica di monitoraggio e verifica che permetta di calcolare con maggiore precisione la baseline energetica del sito.