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
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Torino, 14 aprile 2014
Da quali fattori dipende il consumo energetico di un edificio?
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Torino, 14 aprile 2014
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
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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
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L’intervento sul patrimonio edilizio esistente
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“La montagna abitata,
energia e innovazione nelle Alpi”
Torino, 14 aprile 2014
“ 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)
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“La montagna abitata,
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Torino, 14 aprile 2014
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)
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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
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Riduzione della domanda di energia
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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.
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Incremento dell’efficienza dei convertitori di energia
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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
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Attenzione alla qualità dell’energia
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L’edificio del futuro
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“La montagna abitata,
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Torino, 14 aprile 2014
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
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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
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