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Marco Masoero

Dipartimento Energia, Politecnico di Torino

Presentazione del prof. Marco Filippi, TEBE Research Group, Dip. Energia, Politecnico di Torino

Efficienza energetica in edilizia

Workshop

“La montagna abitata, energia e innovazione nelle Alpi”

In Italia si contano circa 13 milioni di edifici, di cui l’85% sono a destinazione residenziale, in buona parte piccoli edifici mono- e bi-familiari (circa 9 milioni)

Il tasso annuo di incremento del patrimonio costruito è dell’ordine dell’1%

In termini di energia primaria, il consumo energetico degli edifici esistenti, è pari a circa 84 Mtep (45% del fabbisogno nazionale)

Degli 84 Mtep poco meno di 14 Mtep sono attribuibili al processo di costruzione e poco più di 70 Mtep all’esercizio del costruito

In termini di usi finali, gli edifici per il terziario incidono sui consumi per il 38% (16 Mtep), quelli residenziali per il 62% (26 Mtep)

Nel settore terziario il 45% degli usi finali sono sotto forma di energia elettrica; nel settore residenziale l’energia elettrica incide per il 22%

Workshop

“La montagna abitata,

energia e innovazione nelle Alpi”

Torino, 14 aprile 2014

Le unità abitative sono circa 28 milioni e il consumo energetico medio annuo di una unità abitativa è stimato intorno a

- 7.800 kWh di energia termica, prodotta utilizzando combustibili fossili e utilizzata per climatizzazione invernale e produzione di acqua calda sanitaria

- 2.150 kWh di energia elettrica, utilizzata per climatizzazione estiva, illuminazione, produzione di acqua calda sanitaria ed elettrodomestici

Per il patrimonio edilizio costruito prima della recente normativa sul contenimento dei consumi energetici per climatizzazione invernale, si stima che in 50 anni la bolletta energetica di una abitazione assomma a circa la metà del costo di costruzione

Nel terziario i costi di costruzione sono più elevati, ma anche la bolletta energetica è più elevata per la maggiore incidenza del consumo di energia elettrica

Workshop




Da quali fattori dipende il consumo energetico di un edificio?

Workshop




FATTORI CLIMATICI

Temperatura e umidità relativa dell’aria esterna, radiazione

solare, velocità e direzione del vento, gradi giorno

CARATTERISTICHE FISICHE DELL’EDIFICIO

Struttura dell’edificio, anno di costruzione, materiali costruttivi

e proprietà termofisiche delle chiusure perimetrali, tenuta

all’aria dei serramenti, rapporto di forma, rapporto tra

superficie trasparente e opaca, coefficiente di

ombreggiamento

TIPOLOGIA DEGLI IMPIANTI E DEI SISTEMI ENERGETICI

Impianti di climatizzazione, illuminazione e produzione acqua

calda sanitaria, elettrodomestici, macchine per ufficio, centrali

energetiche

Workshop




MODALITA’ DI GESTIONE E MANUTENZIONE

Orari di funzionamento, temperatura di set point degli impianti

per la climatizzazione, contabilizzazione dei consumi, pratiche

manutentive

COMPORTAMENTO DEGLI OCCUPANTI

Numero di occupanti, profilo di occupazione degli ambienti,

frequenza e profilo di apertura delle finestre, abbigliamento,

attività degli occupanti

LIVELLO DI QUALITA’ DELL’AMBIENTE INTERNO

Temperatura e umidità dell’aria, livello di illuminamento,

numero di ricambi d’aria

FATTORI SOCIO-ECONOMICI

Costo dell’energia, caratteristiche della struttura di fornitura

dell’energia, reddito familiare, PIL

Workshop




L’intervento sul patrimonio edilizio esistente

Workshop




“ Il recupero complessivamente inteso, articolato in manutenzione

ordinaria e straordinaria, con riferimento al patrimonio residenziale

e non residenziale, rappresenta la principale componente del

mercato delle costruzioni: nel periodo di osservazione il suo

contributo al valore della produzione varia fra un minimo del 53,6%

e un massimo del 60,8%

.....al settore del recupero è fortemente legato il complessivo

andamento del mercato delle costruzioni ”

(dal rapporto CRESME)

Workshop




Gli interventi che oggi si ritengono tecnicamente fattibili e con un

rapporto costo/benefici accettabile riguardano:

a. la riqualificazione energetica degli involucri edilizi

b. la sostituzione dei principali componenti degli impianti di

climatizzazione (caldaie) e di illuminazione (sorgenti luminose)

con altri di maggiore efficienza energetica e minore impatto

ambientale

c. l’introduzione di sistemi di gestione dell’energia basati sul

controllo individuale e sulla consapevolezza dei consumi

d. lo sfruttamento dell’energia solare per la produzione di energia

elettrica (pannelli solari fotovoltaici) e termica (pannelli solari

termici)

Workshop




d. l’impiego di pompe di calore e di microcogeneratori

e. la revisione della contrattualistica inerente i servizi energetici

e, non ultimo,

g. il governo del fenomeno della diffusione del condizionamento

estivo e del conseguente incremento dei consumi elettrici

Una politica rivolta alla riduzione dei consumi energetici richiede

però incentivi economici, in quanto occorre garantire tempi di

ritorno degli investimenti compatibili con

• le capacità di investimento dei proprietari degli immobili

• i cicli di vita delle tecnologie utilizzate

Workshop




Riduzione della domanda di energia

Workshop




L’esempio della Passivhaus

Con il termine Passivhaus (letteralmente casa passiva) si intende un

edificio a bassissimo fabbisogno energetico conforme a un preciso

standard (Passivhaus Standard) che corrisponde a un fabbisogno di

energia per riscaldamento inferiore a 15 kWh/m² all’anno. Il concetto è

stato introdotto da Wolfang Feist e Bo Adamson nel 1988 nell’ambito di

un progetto cofinanziato dalla Regione dell’Assia e il primo edificio

passivo è stato costruito a Darmstadt-Kranichstein nel 1991.

Una così drastica riduzione del fabbisogno è ottenuta attraverso una

serie di strategie ormai ben codificate nella letteratura di area tedesca,

tra le quali il superisolamento, l’orientamento e la distribuzione interna

della casa, un basso rapporto di forma dell’edificio, l’uso di componenti

solari passivi.

Workshop




kWh

m²a

Workshop




Incremento dell’efficienza dei convertitori di energia

Workshop




Chimica

Termica

Elettrica Meccanica

Solare

70 – 95 % a a generatore di calore

20 – 40 %

b

b macchina termica motrice

100 % c

c attriti

85 – 95 % e

e motore elettrico

100 %

f f resistenza elettrica

g

g collettore solare

6 – 15 %

h

h pannello fotovoltaico

i

i cella a combustibile

l

l elettrolizzatore

d alternatore

90 – 95 % d

Workshop




Attenzione alla qualità dell’energia

Workshop




Workshop




L’edificio del futuro

Workshop




un edificio in cui, come risultato di un assai elevato livello

di efficienza energetica, il consumo globale annuo di

energia primaria è uguale o minore della produzione di

energia da fonti rinnovabili in sito

2000 2010 2020

2m

kWh

Produzione energetica in sito

da fonti rinnovabili

Fabbisogno energetico edificio

Workshop




Workshop




energia eolica

radiazione solare

energia termica

gas

energia elettrica

energia geotermica POMPA DI CALORE

M. FRIGORIFERA

AD ASSORBIMENTO

MICROTURBINA

COLLETTORE SOLARE

PV

energia termica

energia elettrica

energia frigorifera

GENERATORE EOLICO

Offerta di energia Conversione dell’energia Domanda di energia

Workshop




Workshop




Grazie per l’attenzione

Workshop




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