Fattori di incertezza nella
certificazione energetica
prof. Vincenzo Corrado
Dipartimento Energia, Politecnico di Torino
18 Aprile 2012
Incrementare il valore degli edifici civili e industriali
Il valore dell’affidabilità delle misure, prove e certificazioni
nella Diagnosi Energetica
Valutazione energetica (energy rating) dell’edificio
Tipo di valutazioneDati di ingresso
Utenza Clima Edificio
A1Sul progetto
(Design
Rating)Standard Standard Progetto
A2Standard
(Asset Rating)Standard Standard Reale
A3
Adattata all’utenza (Tailored
rating)
Reale Reale Reale
3
Fase del progetto edilizio
Fase di esercizio dell’edificio EP
Validazione
Approccio probabilistico
Risultati
Dati di input
Modelli
Qualità dei dati di input nella certificazione energetica
Intervalli di confidenza (UNI EN 15603)
� Il risultato di una valutazione energetica non rappresenta i consumi di energia dell’edificio in modo esatto, con un errore che dipende dall’incertezza dei dati di input :
� caratteristiche del sistema fabbricato - impianti
� condizioni climatiche
� modalità di utilizzo dell’edificio
� Attorno al valore di consumo calcolato è possibile definire un intervallo di confidenza, che rappresenta l’intervallo entro il quale con una data probabilità (es. 95% o 99%) si trova il valore reale di consumo.
Stima dell’intervallo di confidenza (UNI EN 15603)
L’intervallo di confidenza del consumo di energia puòesser stimato:
� dalla dispersione di molte misure dello stesso dato; se la distribuzione è Gaussiana:
→
� combinando gli intervalli di confidenza delle variabili usate per calcolare il dato di consumo;
→
� attraverso il metodo Monte-Carlo.
( )∑
=
ii
i
xx
yy
22
δδ
δδ
( )( )2, −= NPT
N
xsxδ
L’applicazione del metodo Monte-Carlo
Simulazione
simulation
Fre
quen
cy
Value
Ouput prediction
Input 1
Input 2
Input i
Den
sità
di p
robab
ilit
à per
i d
iver
si d
ati d
i input
Fattori d’incertezza nella determinazione dei consumi
Variabile Tipo di distribuzione
• Temperatura interna• Orientamento delle superfici
• Portata d’aria per infiltrazioni e per ventilazione artificiale
• Tempo di utilizzo• Consumi elettrici• Numero di occupanti• Area, volume, perimetro, lunghezze, spessori • Trasmittanza termica, trasmittanza termica lineare• Coefficiente di assorbimento, emissività• Fattore telaio, fattore di ombreggiamento• Capacità termica della struttura• Rendimenti impiantistici
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 1 2 3 4 5 6
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
-3 -2 -1 0 1 2 3
L’incertezza sui dati climatici
La temperatura e la radiazione solare globale orizzontale sono correlate secondo una distribuzione normale bi-variabile
L’incertezza sui dati climatici
Distribuzione statistica dei gradi giorno a Torino
0
0,0002
0,0004
0,0006
0,0008
0,001
0,0012
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
HDD [°C.d]
PD
F [
1/°
C.d
]
A
CD
E
B
F
Esempio di distribuzione del fabbisogno di energia
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Rating [MJ/m²]
Fonte UNI EN 15603
Analisi dell’incertezza per un appartamento a Torino
Intervalli di confidenza
Analisi dell’incertezza per un appartamento a Torino
Indice di sensibilità del fabbisogno di energia, pari al rapporto tra lo scarto quadratico medio e il valore medio
Analisi dell’incertezza per un appartamento a Torino
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
20 40 60 80 100 120 140 160
kWh/m2
PD
F [
m2/k
Wh
]
Asset energy ratingTailored energy rating
BC
DE
F
A
G
L’analisi di incertezza effettuata considera 129 dati di input: - climatici- dell’edificio- dell’utenza
Analisi dell’incertezza per un appartamento a Torino
Classe A+ A B C D E F G
Valutazione energetica standard
Probabilità 0% 0% 0% 0% 5% 93% 2% 0%
Valutazione energetica adattata all’utenza
Probabilità 0% 1% 4% 15% 31% 40% 8% 1%
È importante associare:- una valutazione energetica adattata all’utenza (diagnosi
energetica) oppure- una valutazione d’esercizio (misura dei consumi)
alla valutazione energetica standard (certificazione energetica)per evidenziare
l’influenza del comportamento dell’utentesulla prestazione energetica.
Come ridurre l’incertezza di una valutazione energetica
� Utilizzo di materiali, prodotti e componenti certificati
� Rilievo delle caratteristiche del fabbricato e degli impianti
� Misura in campo delle prestazioni dei componenti edili ed impiantistici
� Misura dei dati climatici � Rilievo e misura in campo d’utenza� Confronto tra fabbisogni energetici calcolati e
consumi reali
Rilievo e misura delle prestazioni dell’involucro edilizio
� Trasmittanza termica dei componenti opachi→ rilievo mediante effettuazione di un piccolo foro e controllo
attraverso un endoscopio → misura in situ della trasmittanza termica del componente
attraverso l’uso del termoflussimetro (ISO 9869)� Trasmittanza termica e fattore solare dei componenti
trasparenti→ misura dei parametri dimensionali→ identificazione del materiale del telaio e del tipo di vetrata→ misura in situ della trasmittanza termica del vetro attraverso
l’uso del termoflussimetro (ISO 9869)→ misura in situ della trasmittanza solare
� Caratteristiche termiche dei ponti termici→ esame termografico per la rivelazione delle irregolarità
termiche (UNI EN 13187)� Permeabilità all’aria dell’involucro
→ misura con pressurizzazione mediante ventilatore (UNI EN 13829)
Rilievo dati di utenza
� Temperatura interna→ misura della temperatura sull’estrazione degli impianti di
ventilazione→ monitoraggio con data-logger in ambienti rappresentativi→ rilevamento dei valori di set-point dei termostati ambiente
� Infiltrazione d’aria e ventilazione→ stima delle portate d’aria delle unità di trattamento aria→ misure con l’uso dei gas traccianti (UNI EN ISO 12569)→ monitoraggio delle concentrazioni di CO2
� Apporti termici interni→ rilievo dei profili di occupazione→ lettura delle bollette elettriche
� Consumo di acqua calda→ contabilizzazione dei consumi → stima del numero di occupanti e delle abitudini locali,
� Illuminazione artificiale→ lettura delle bollette elettriche
Esempio di certificato energetico con doppia valutazione
Fonte UNI EN 15217
Valutaz.
standard Valutaz.
d’esercizio
Cer
tifi
cato
ener
get
ico
Non energeticamente efficiente
Molto energeticamente efficiente
Spazio per fare riferimento allo schema di
certificazione usato
Prestazione energetica dell’edificio
C
D
Come costruito In uso
Informazioni amministrative
- indirizzo dell’edificio
- area climatizzata
- data di validità
- nome e firma del certificatore
Nome dell’indicatore usato unità
calculato misurato
130 170
Spazio per inserire informazioni aggiuntive sugli usi
energetici dell’edificio
A
B
C
D
E
F
G