Efficienza Energetica: Nearly Zero Energy Building

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Efficienza energetica:Nearly Zero Energy Building

Ing. Caterina Rocca / Ing. Paolo Catasca

Rockwool Italia S.p.A.

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Gruppo Rockwool

La prima produzione ROCKWOOL

risale al 1937 a circa 40 km da Copenhagen

44Planned factory

Factory

Sales office, administration, etc.

Rockwool locations

55

Materie prime

Roccia

Calcare

Carbone

Bricchette

66

Processo produttivo

Chimney

Filter

Raw m ateria ls ilos

Raw material supply Weigh ingconveyor

Binder+ oil

Sp inner

Spinning chamber

Curingoven

Design cutting machinery

Packing

Special machinery

Direct load ing

Environm ental burner

Cupola furnace

Cooling zone

Recycling Recycling of insulation waste from building sites

77

• Isolante Termico 0,034 - 0,040 W/mk

• Struttura a celle aperte – Fonoassorbente αw = 1

• Idrorepellente WS ≤ 1Kg/m2

• Stabile dimensionalmente Δεd Δεb ≤ 1% Δεs ≤ 1mm

• Ottimo comportamento al Fuoco A1

• Trasmissione al vapore d’acqua μ = 1

• Imputrescibile SI

Caratteristiche della Lana di roccia

88

• Resistenza a compressione

• Orientamento fibre

• Densità unica (variabile a seconda del prodotto) o

• Densità doppia

• Pannello nudo o pannello accoppiato con altri materiali

Strato supplementare:- carta kraft politenata- foglio di alluminio- spalmatura di bitume

• Doppia cottura del pannello per prodotti per cappotto

Variabili di Produzione

999

Efficienza energetica:Nearly Zero Energy Building

Ing. Caterina Rocca / Ing. Paolo Catasca

Rockwool Italia S.p.A.

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La produzione è rimasta sostanzialmente invariata (7 anni) mentre il prezzo è aumentato del 15% circa all’anno. Nel 1998 costava 15 dollari nel 2008 140!!!

L'Italia oggi spende circa 55 miliardi di dollari all’anno di petrolio importato contro i 12 miliardi di dollari nel 1999.

Andamento della produzione e dei prezzi del Barile

Prezzi del greggio dollari/barileP

rodu

zion

e m

ilion

i bar

ili/g

iorn

o

1212

Abbattere le emissioni di CO2

20% in meno entro il 2020

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EPBD gli obiettivi 2020

■ Ridurre entro il 2020 le emissioni globali di gas a effetto serra di almeno il 20% al di sotto dei livelli del 1990

■ Aumentare l’efficienza energetica nell’UE per conseguire l’obiettivo di ridurre del 20% il consumo energetico entro il 2020

■ Promuovere l’efficienza energetica in modo che l’energia da fonti rinnovabili copra il 20% del consumo energetico totale dell’UE entro il 2020

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Adozione di una metodologia di calcolo della prestazione energetica degli edifici (art. 3)Fissazione di requisiti minimi in materia di prestazione energetica (art. 4): _ calcolo dei livelli ottimali in funzione dei costi per i requisiti minimi di prestazione energetica (art. 5)

_ applicazione a edifici esistenti (art. 7) _ applicazione a edifici di nuova costruzione (art. 6)_ impianti tecnici per l’edilizia (art. 8)

Edifici a energia quasi zero (art. 9)Incentivi finanziari e barriere di mercato (art. 10)Certificato di prestazione energetica (art. 11, 12, 13)Ispezione periodica di caldaie ed impianti di condizionamento d’aria (art.14, 15, 16)Sistema di controllo ed esperti indipendenti (art 17 18)

EPBD vs EPBD Recast

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9 luglio 2012 per l’adozione e la pubblicazione di disposizioni legislative, regolamentari e amministrative

9 gennaio 2013 per l’applicazione delle disposizioni riguardanti la metodologia di calcolo, la certificazione della prestazione energetica, il sistema di controllo indipendente e gli esperti indipendenti

9 gennaio 2013 per l’applicazione delle disposizioni riguardanti i requisiti di prestazione energetica e le ispezioni di caldaie e impianti di condizionamento d’aria agli edifici occupati da enti pubblici

9 luglio 2013 per l’applicazione delle disposizioni riguardanti i requisiti di prestazione energetica e le ispezioni di caldaie e impianti di condizionamento d’aria agli altri edifici

Iter per il Recepimento della “Nuova” EPBD

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EPBD recast – Art. 5

■ La Commissione stabilisce un quadro metodologico comparativo per calcolare livelli ottimali in funzione dei costi per i requisiti minimi di prestazione energetica degli edifici e degli elementi edilizi;

■ Gli Stati membri calcolano livelli ottimali in funzione dei costi per i requisiti minimi di prestazione energetica avvalendosi del quadro metodologico comparativo e comparano i risultati di tale calcolo con i requisiti minimi di prestazione energetica in vigore;

■ Se il risultato della comparazione indica che i requisiti minimi diprestazione energetica vigenti sono sensibilmente meno efficienti dei livelli ottimali dei requisiti minimi di prestazione energetica in funzione dei costi, gli Stati membri interessati devono giustificare tale differenza oppure predisporre un piano che identifichi le misure idonee a ridurre sensibilmente il divario.

1717

Obblighi degli Stati membri

■ Definire edifici di riferimento caratterizzati dalla loro funzionalità e posizione geografica (sia residenziali che non residenziali, sia di nuova costruzione che già esistenti).

■ Definire le misure di efficienza energetica da valutare per gli edifici di riferimento (misure per singoli edifici nel loro insieme, per singoli elementi edilizi o una combinazione di elementi edilizi).

■ Valutare il fabbisogno di energia finale e primaria degli edifici di riferimento e degli edifici di riferimento in un contesto di applicazione delle misure di efficienza energetica definite.

■ Calcolare i costi (ossia il valore attuale netto) delle misure di efficienza energetica durante il ciclo di vita economica atteso applicate agli edifici di riferimento.

1818

Cost optimal

La definizione di nearly zero energy building (NZEB) è basata su prestazioni realmente ottenibili.

«livello ottimale in funzione dei costi» ovvero il livello di prestazione energetica che comporta il costo più basso durante il ciclo di vita economico stimato

Un edificio a energia zero, è un edificio che ha un cosumo di energia primaria nullo, ovvero 0 kWh/m2 annuo.

Ma quanto è economicamente sostenibile?

1919

Calcolo dei livelli ottimali

I livelli ottimali vengono calcolati in base agli edifici di riferimento (benchmark) definiti dagli Stati membri

Banche dati di riferimento per la matrice della tipologia edilizia italiana

2020

Calcolo dei costi

Si applica il metodo del costo pieno* per le nuove costruzioni e per le ristrutturazioni complete.

Vengono escluse dal calcolo le seguenti voci:

■ Costi relativi agli elementi edilizi che non hanno alcuna influenza sulla prestazione energetica di un edificio (es. imbiancature pareti, rivestimenti dei pavimenti, etc);

■ i costi uguali per tutte le misure/pacchetti/varianti sottoposti a valutazione per un dato edificio di riferimento (es. per edifici di nuova costruzione: scavi e fondamenta, costo delle scale, costo degli ascensori; per ristrutturazioni complete: ponteggi, demolizione, ecc.).

* Il metodo di calcolo a costi pieni è basato sulla somma di tutti i costi sostenuti sia direttamente che indirettamente attribuibili ad un prodotto

2121

Categorie di costi

2222

Fascia ottimale in funzione dei costi

La parte inferiore della curva indica le migliori prestazioni energetiche ed ambientali al costo più basso

232323

Misure passive

2424

Trias energetica

Riduci, Ri-usa, Produci

2525

Stima economica

=

Ipotizzando un Fabbisogno utile di 80 kWh/m2 anno otterrei un Fabbisogno di energia Primaria:

fatt, conversione elettrico =2,18 Fatt. conversione metano= 1

Tipologia Imp. Rendimento medio Fabbisogno En. Primaria

Caldaia Tradizionale 0,8 100 kWh/m2 anno

Caldaia Condensaz. 1,2 66 kWh/m2 anno

Pompa di Cal ar/ar 2,5 (elettrico!!) 69,76 kWh/m2 anno

Pompa di Cal acq/acq 4,5 (elettrico!!) 38 kWh/m2 anno

2626

Costi di gestione?

CALDAIA Tradizionale = 9,2 m3 per ogni m2 anno = 9,2 euro per m2

CALDAIA a CONDENSAZIONE = 6 m3 per ogni m2 anno = 6,3 euro per m2

POMPA di CALORE aria/aria = 5,76 euro per m2

POMPA di CALORE acqua/acqua = 3,18 euro per m2

Ipotizzo l’utilizzo di Metano.

Potere calorifico 1m3 di Metano produce 10,78 kWh

Costo m3 di Metano circa= 1 euro (scaglioni, accise….)

Area abitazione 140 m2

Tipologia Imp. Consumo costo

Caldaia Tradizionale 9,2 m3 per ogni m2 anno 9,2 euro per m2

Caldaia Condensaz. 6 m3 per ogni m2 anno 6,3 euro per m2

Pompa di Cal ar/ar 5,76 euro per m2

Pompa di Cal acq/acq 3,18 euro per m2

2727

Prima di tutto: Conoscere il proprio contesto climatico

Strategie «passive»

Temperature Sole Vento Precipitazioni Suolo

2828

.. e poi:

Localizzazione

Orientamento

Forma edificio

Design facciata

Isolamento e inerzia termica

Tenuta all’aria e ventilazione

INTEGRAZIONE DEL PROGETTO in tutte le sue parti!! BIM

Strategie «passive»

2929

Localizzazione

Con sguardo critico, viviamo nel posto sbagliato…

Il posto migliore in inverno

Il posto migliore in estate

3030

(Dis)orientamento

Kuala LumpurFriburgo

3131

Forma

■ Compattezza (S/V)■ Superfici esterne■ Profondità del piano vs

luce naturale

Clima Freddo Clima umido Clima Arido

3232

Radiazione Solare:

Nelle latitudini settentrionali (32° a 56°) una superficie a SUD riceve in INVERNO 3 volte la radiazione che riceve una superficie a EST o OVEST.

Pertanto l’orientamento ottimale (ove fattibile) è lungo l’asse EST-OVEST

23%

45° 67,5°

a

b

c

d

a

b

c

d

a

b

c

d

a

bc

d

* Apporto di energia solare in % dell’apporto massimo (lato B)

37% 66% 52%

Clima Freddo Clima umido Clima Arido

Forma

3333

Design facciata

■ Rapporto opaco/aperture■ Orientamento superfici ■ Schermature e aggetti

3434

ISOLAMENTO TERMICO attraverso pareti MULTISTRATO

- Buona Inerzia termica

- Elevata resistenza delleSuperfici Est. e Int.

Isolamento InIntercapedine

Isolamento aCappotto

IsolamentoDall’interno

- Elevata Inerzia Termica

Elevata resistenza delleSuperfici Interne

Buona resistenzameccanica delle superficiesterne

- Bassa Inerzia Termica

Problematico per ponti termici!!

Nelle ristrutturazioni riduce lo spazio abitabile

Ridurre perdite per trasmissione: progettare l’isolante

3535

Scelta vetrocamera con vetri rivestiti da film di ossidi metallici :

Basso-emissivi (con schermi Estate) o a controllo solare (pochi apporti Inverno)

Vetrocamera con gas inerti con bassa conducibilità (argon, kripton…)

Distanziatore plastico

Aumento dello spessore dell’intercapedine (fino a circa 16 mm)

Ridurre perdite per trasmissione: Infissi

3636

19.2 °C

17.6 °C

Ψ = 0.03 W/mK

Ψ = 0.70 W/mK

Controllo ponti termici

Ridurre perdite per trasmissione

3737

Ridurre perdite per Ventilazione*

In linea generale, le dispersioni energetiche per ventilazione sono imputabili a due fenomeni:

Rinnovo dell’aria voluto ed attuato mediante apertura di porte e finestre;

Infiltrazioni d’aria indesiderate, imputabili alla non tenuta all’aria dei serramenti. (TENUTA all’ARIA)

Al fine di ridurre la spesa energetica connessa all’immissione in ambiente di aria esterna (comunque necessaria al fine di garantire salubrità dell’edificio) si può optare per un sistema di ventilazione meccanica controllata con recuperatore di calore sensibile sull’aria di espulsione.

Ciò significa che, ipotizzando un efficienza del componente pari al 70%, della medesima percentuale si riduce il carico termico di ventilazione.In particolare, prima di essere immessa in ambiente, l’aria esterna è pre-trattata mediante scambio energetico con l’aria esausta.

3838

Trias energetica

3939

Energia rinnovabile

Rendimento annuo per ettaro (10.000 m2) di terreno o tetto con:

■ Collettori solari (termico), solo riscaldamento■ Pannelli fotovoltaici (policristallini), en elettrica tot.

■ Eolico, turbine da 5 MW■ Eolico, turbina verticale

■ Bio-carburanti, alghe (massimo teorico)■ Bio-carburanti, barbabietole da zucchero■ Bio-carburanti, semi di colza

■ Biomasse, gestione forestale■ Biomasse, talee

3500 MWhth

1200 MWhel

275 MWhel 120 MWhel

1780 MWhth

330 MWhel 110 MWhel

189 MWhel 47 MWhel

265 hh 120 hh

28 hh 12 hh

178 hh 33 hh 11 hh

19 hh 8 hh

4040

Energia rinnovabile

4141

Sinergica combinazione tra edifici

4242


4343


444444

Case study

4545

Makertstr 32-34, LINZ

LINZ

3500 g.g

Edificio del 1957

di proprietà della GIWOG (social housing company)

Costo : 2,500,000 (incl. IVA)

Progettisti: ARGE

U value 1,4 W/m2K

Riqualificazione

4646

focus

Tagliare i costi operativi

Migliorare la qualità dell’aria interna ed in generale il comfort

Spingere su una riqualificazione a livelli PASSIVI

Puntare sulla progettazione e definizione di elementi Prefabbricati

Riqualificare senza disturbare gli inquilini

Durante la fase di progettazione gli inquilini sono stati coinvolti. Preoccupazione poiché non ci sono casi simili in Austria (4 incontri preparatori)Progettazione partecipata soluzioni dedicate (ventilazione regolabile separatamente)Riunione dopo la realizzazione

4848

La facciata è costituita da elementi larghi quando un appartamento e alti la stessa luce del piano

Gli elementi includono finestre, schermi solari, e condotte per la ventilazione meccanica controllata

5252

Infissi

Triplo vetro Uw= 0,86 W/m2K

Protezione solare integrata

Coating esterno autopulente

5353

Risultati

Prima Dopo

0,69 €/m2 0,08 €/m2

40,80 €/month for a 60 m2 4,73 €/month for a 60 m2

5757

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