Certificazione Energetica degli Edifici - Tesi di Laurea

Corso di Laurea di Ingegneria Meccanica
Certificazione Energetica degli Edifici
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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

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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

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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

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SITUAZIONE ENERGETICA NELL’UE
NEL LIBRO VIENE PREVISTO
DA OGGI AL 2030

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BILANCIO ENERGETICO
CONSUMO IN AUMENTO
PRODUZIONE INTERNA IN CALO
AUMENTO DELL IMPORTAZIONI NETTE
FONTE: LIBRO VERDE UE, 2000

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CONSUMO DI ENERGIA FINALE NELL’UE
INDUSTRIA
28 %
TRASPORTI
31%
RESIDENZIALE E
TERZIARIO
41%
FONTE:
LIBRO VERDE
UE, 2000

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EMISSIONI DI CO2
ANNO DI RIFERIMENTO
1990 = 100
Calo fino al 2000
Impegni di Kyoto
Previsti Aumenti

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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

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AREE DI INTERVENTO
PROMOZIONE DI RISPARMI ENERGETICI
NEI SETTORI
TRASPORTI
EDIFICI

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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

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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

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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

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EFFETTI DELLA NORMATIVA ENERGETICA
PER RIDURRE I CONSUMI BISOGNA EFFETTUARE MAGGIORI CONTROLLI E VERIFICHE DEGLI EDIFICI
FENMEDIO

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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

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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

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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

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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.

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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

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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)

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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

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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

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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

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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

Certificazione Energetica degli Edifici 27/37
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

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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)

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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

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Prospetti dell’edificio
20 m

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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

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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 .)

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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

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dd
Proposta di Attestato di certificazione energetica
Dati Amministrativi
Classe Energetica
Indicatori Energetici
Certificazione

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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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