Modelli GIS per la costruzione di quadri di conoscenza delle caratteristiche energetiche del parco...

MODELLI GIS PER LA COSTRUZIONE DI QUADRI DICONOSCENZA DELLE CARATTERISTICHE ENERGETICHECONOSCENZA DELLE CARATTERISTICHE ENERGETICHEDEL PARCO IMMOBILIARE LOCALE

Chiara Benedetti, Ivan TaniIUAV Scuola di Dottorato in Nuove Tecnologie e Informazione Territorio & AmbienteIUAV -Scuola di Dottorato in Nuove Tecnologie e Informazione Territorio & AmbienteGruppo Hera S.p.a.

struttura dell’interventostruttura dell intervento

Analisi del contesto normativo di riferimentoAnalisi del contesto normativo di riferimento

Descrizione della struttura del modello GIS adottato

Presentazione di un caso studioPresentazione di un caso studio

l’evoluzione del l evoluzione del contesto normativocontesto normativo

Nel corso dell’ultimo decennio, il contesto nazionale ed europeosono stati teatro di un lungo ed intricato iter di produzionenormativa dedicata al monitoraggio e miglioramentogg gdelle caratteristiche energetiche degli edifici.I lavori hanno preso per buona parte il via da una crescentesensibilizzazione nei confronti del fenomeno noto col nome disensibilizzazione nei confronti del fenomeno noto col nome diglobal warming.

contesto normativo modello di analisi caso studio

il protocollo di Kyōtoil protocollo di Kyōto

I paesi aderenti al Protocollo di Kyōto si sono impegnati adI paesi aderenti al Protocollo di Kyōto si sono impegnati adoperare nel periodo 2008-2012 una riduzione noni f i l 5% d l li ll di i i d liinferiore al 5% del livello di emissione deglielementi inquinanti fautori della crescita dell’effettoqserra, rispetto ai livelli registrati nel 1990.


post Kyōtopost Kyōto

D. Lgs. 192/2005 Linee guida nazionali l tifi i direttiva 2002/91/CE

D. Lgs. 311/2006per la certificazione energetica degli edificig

Piano d’azione italiano per direttiva 2006/32/CE Piano d azione italiano per l’efficienza energetica 2007


la normativa europeala normativa europea

direttiva 2002/91/CE sul rendimento energetico nell’edilizia

“L’energia impiegata nel settore residenziale e terziarioL energia impiegata nel settore residenziale e terziario,composto per la maggior parte di edifici, rappresenta oltre il40% del consumo finale di energia della Comunità ”40% del consumo finale di energia della Comunità.


La direttiva definisce strategico il miglioramento delg grendimento energetico nell’edilizia e stabilisce dellelinee di riferimento per il calcolo del fabbisognolinee di riferimento per il calcolo del fabbisognoenergetico degli edifici, che dovrà essere espressoattraverso la certificazione energetica, lasciando agli Statimembri il compito di definirne le modalità di attuazione.(D. Lgs 192/2005 e successivo D. Lgs 311/2006)


direttiva 2006/32/CE concernente l’efficienza degli usi finalidirettiva 2006/32/CE concernente l efficienza degli usi finalidell’energia ed i servizi energetici

“Gli Stati membri adottano e mirano a conseguire un obiettivonazionale indicativo globale di risparmio energetico pari al 9% pernazionale indicativo globale di risparmio energetico pari al 9% peril nono anno di applicazione della presente direttiva da conseguiretramite servizi energetici ed altre misure di miglioramentotramite servizi energetici ed altre misure di miglioramentodell’efficienza energetica.”

“Per calcolare l’ammontare medio annuo del consumo gli statimembri si avvalgono del consumo energetico […] relativoall’ultimo periodo di cinque anni precedente l’attuazione dellapresente direttiva. […] L’obiettivo nazionale indicativo di risparmioenergetico consiste nel 9% dell’ammontare medio annuo delconsumo di cui sopra.”


la normativa nazionalela normativa nazionaleribadisce l’importanza della questione

ffi i ti ll’ dili iefficienza energetica nell’edilizia




La direttiva 2002/91/CE viene recepita attraverso successividecreti strutturanti i criteri e metodologie di calcolo per operaredecreti strutturanti i criteri e metodologie di calcolo per operarela certificazione energetica degli immobili.




La direttiva 2002/91/CE viene recepita attraverso successividecreti strutturanti i criteri e metodologie di calcolo per operaredecreti strutturanti i criteri e metodologie di calcolo per operarela certificazione energetica degli immobili.

Alla direttiva 2006/32/CE fa seguito nel 2007 il Pianod’Azione Italiano per l’Efficienza Energetica il qualeconferma la volontà di porre l’attenzione nei confronti diconferma la volontà di porre l attenzione nei confronti diinterventi rivolti in primo luogo al settore edilizio.


PAEE 2007PAEE 2007disposto in base alla direttiva 2006/32/CEdirettiva 2006/32/CE

in sintesiin sintesi


in sintesiin sintesi

La strategia individuata, che prevede di adempiere agli obblighig , p p g gassunti operando sul fronte dell’efficienza energetica degliedifici, non può prescindere da una conoscenza adeguata e, p p gdiffusa delle condizioni energetiche in cui versa allo statoattuale il nostro parco immobiliareattuale il nostro parco immobiliare.


Posto che la qualità energetica di un edificio debba essereq gespressa tramite la certificazione energetica (kWh/m2 o m3), lanormativa ha individuato delle metodologie di calcolonormativa ha individuato delle metodologie di calcoloconcepite ad hoc per definire in dettaglio le prestazioni dei

i li f bb i tisingoli fabbricati.


tuttaviatuttavia…

Congiuntamente alla stima di dettaglio delle prestazioni dii bil l l t i l t l i i i bun immobile, legalmente vincolante solo in occasioni ben

definite, la normativa stessa sottolinea inoltre l’importanzadi valutazioni a larga scala, relative allo stato di fattodell’insieme di edifici che ricadono nelle medesime porzioni didell insieme di edifici che ricadono nelle medesime porzioni diterritorio, incentivando, tra l’altro, gli enti locali allarealizzazione di programmi di sensibilizzazione erealizzazione di programmi di sensibilizzazione eriqualificazione del proprio parco immobiliare, nonché disistemi informativi territoriali relativi agli usi energetici deglisistemi informativi territoriali relativi agli usi energetici degliedifici.


modelli a larga scalamodelli a larga scala

OBIETTIVO non è giungere alla certificazione energetica



OBIETTIVO non è giungere alla certificazione energeticabensìbensì



OBIETTIVO non è giungere alla certificazione energeticabensìdefinire un modello di costruzione di quadri dibensì

conoscenza relativi alle caratteristicheenergetiche degli edifici residenziali esistenti



OBIETTIVO non è giungere alla certificazione energeticabensìdefinire un modello di costruzione di quadri dibensì

conoscenza relativi alle caratteristicheenergetiche degli edifici residenziali esistenti

LE TECNICHE INDIVIDUATE DALLA NORMATIVA INFATTI POCOSI PRESTANO A VALUTAZIONI A LARGA SCALA, RELATIVE ADUN NUMERO SIGNIFICATIVO DI EDIFICI


presupposti presupposti

La metodologia adottata evidenzia la possibilità di utilizzare iLa metodologia adottata evidenzia la possibilità di utilizzare idati relativi al consumo di gas metano ad usoresidenziale, come combustibile da riscaldamento, per valutarele caratteristiche energetiche degli edifici.g gIn Italia tale combustibile è utilizzato dalla quasi totalità degliimmobili residenziali nei contesti urbani per le esigenze diimmobili residenziali nei contesti urbani per le esigenze diclimatizzazione invernale.


I consumi imputabili alle esigenze di riscaldamento sono quelliI consumi imputabili alle esigenze di riscaldamento sono quelliche maggiormente incidono sul quantitativo di energia di cui un

difi i it il tiliedificio necessita per il suo utilizzo.100 %

80 %

100 %

riscaldamento

60 %

40 %

20 %acqua calda

usi cucina

usi elettrici obbligatori

Ripartizione consumi energetici per funzione d’uso (edilizia residenziale) – Fonte: ENEA

0 %

usi cucina


Ripartizione consumi energetici per funzione d uso (edilizia residenziale) Fonte: ENEA

tipologia dei dati di riferimentotipologia dei dati di riferimento

CONSUMI

DATI CARTOGRAFICIDATI CARTOGRAFICI


tipologia dei dati di riferimentotipologia dei dati di riferimentoconsumi

Nei contratti stipulati per le forniture di gas è indicato loNei contratti stipulati per le forniture di gas è indicato lospecifico uso a cui esso è destinato.La bontà dei risultati ottenuti è ovviamente influenzata dallaconsistenza del volume dati disponibileconsistenza del volume dati disponibile.


La distribuzione del gas avviene attraverso un sistema dicondotte e cabine di riduzione di pressione che ne consente ilcondotte e cabine di riduzione di pressione che ne consente iltrasporto sino ai clienti finali dove il punto di consegna èidentificato attraverso il cosiddetto POD – Point of Deliveryidentificato attraverso il cosiddetto POD – Point of Delivery.La tecnica prevede la georiferenziazione dei consumi rilevati alPOD sulla base dell’indirizzo ad esso associato e l’inserimentodi queste informazioni in ambiente GIS.


tipologia dei dati di riferimentotipologia dei dati di riferimentocartografia

EDIFICI entità vettoriali poligonaliEDIFICI entità vettoriali poligonali



EDIFICI entità vettoriali poligonaliEDIFICI entità vettoriali poligonaliSTRADE entità vettoriali lineari




C C àSTRADE entità vettoriali lineariCIVICI entità vettoriali puntuali





ad ogni civico viene associato il consumoad ogni civico viene associato il consumorilevato nei POD ad esso afferenti





ad ogni civico viene associato il consumoad ogni civico viene associato il consumorilevato nei POD ad esso afferenti

d il l i il t i i i i ’conoscendo il consumo complessivo rilevato in ogni civico, e’possibile definire il consumo totale sostenuto da ciascun edificio


rapporto tra edifici civici PODrapporto tra edifici, civici, POD

edificio

civico

edificio

POD



edificio

civico

edificio

civico

POD

POD



edificio

civico

edificio

civico

POD

PODPOD POD



Per determinare il consumo totale sostenuto da uno specificoedificio occorre conoscere il consumo rilevato nei POD relativi aicivici di pertinenza dell’edificio di interesse.


consumo = (54203.8 + 75823.4) kWh( )


sistema di classificazionesistema di classificazione

valori di riferimento CasaClimaEffi i d ll’i lEfficienza dell’involucro

fabbisogno di calore annuale - kWh

superficie utile - m2

1 m3 gas metano ≈ 9 8 kWh1 m gas metano ≈ 9.8 kWhsuperficie utile ≈ (altezza / 3) * area ingombro * 0.8


caso studio

un esempio applicativoun esempio applicativo

GARDOLO GARDOLO circoscrizione di Trento


dato consumidato consumi

t b ll tit ti il l di t il t li i• tabelle restituenti il volume di gas metano rilevato negli anni2007 e 2008 in ciascun punto di consegna - POD

• la localizzazione geografica dei singoli POD è definitaattraverso i campi indirizzo civico num civico letattraverso i campi indirizzo, civico_num, civico_let


dato cartograficodato cartografico

dati vettoriali in formato shapefiledati vettoriali in formato shapefile

edifici shapefile formato poligonaleedifici shapefile formato poligonale

grafo_stradale shapefile formato lineareg _ p

civici shapefile formato puntuale


presuppostipresupposti

l i t l i t i i i d difi irelazione topologica tra civici ed edificiciascun punto identificativo di un civico deveessere spazialmente contenuto all’interno diun poligono, identificativo di un edificiop g ,

è così possibile effettuare un’operazione di join spazialefunzione di raggruppamento tramite la qualefunzione di raggruppamento tramite la qualeè possibile sommare per ciascun edificio i

l i di i ti d i i ivalori di consumo associati ad ogni civicoricadente all’interno di esso


situazione iniziale


situazione iniziale situazione corretta


db consumidb consumi

calcolo del volume di gas totale rilevato per ciascun civicocalcolo del volume di gas totale rilevato per ciascun civico(somma del consumo registrato nei POD afferenti al medesimo civico)


db consumidb consumisom

ma

m3

asom

ma

m3

calcolo del volume di gas totale rilevato per ciascun civico

a

calcolo del volume di gas totale rilevato per ciascun civico(somma del consumo registrato nei POD afferenti al medesimo civico)


db consumidb consumisom

ma

m3

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m3

calcolo del volume di gas totale rilevato per ciascun civico

a

calcolo del volume di gas totale rilevato per ciascun civico(somma del consumo registrato nei POD afferenti al medesimo civico)

unione delle tabelle 2007 e 2008 e calcolo del consumo medio(nuova tabella consumi07/08)


integrazione dei dati in GISintegrazione dei dati in GIS

OBIETTIVO trasposizione in ambiente GIS dei dati relativi alvolume gas consumato in ciascun civico




nuovo campo della tabella attributi del

player civici




nuovo campo della tabella attributi del

player civici

è necessario definire nella tabella consumi07/08 un campo ingrado di creare una corrispondenza biunivoca tra i record dellagrado di creare una corrispondenza biunivoca tra i record dellatabella e quelli della tabella attributi del layer civici


civicihi t i 1000 15/Achiave string

cod_stra stringcivico alf string

1000 15/A

1000

15/Acivico_alf stringcivico_num stringcivico let string

15/A

15

Acivico_let stringnome_via stringingresso string

A

Via Roma

…ingresso string


civicihi t i 1000 15/Achiave string

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ave

1000 15/A

1000


ch 15/A

15


A

Via Roma

…ingresso string


civicihi t i f t d l1000 15/Achiave string

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i t ihiav

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nome_via stringsenso_uni stringtipo arco string

ch Via Roma

…

…

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15


tipo_arco stringtipo_cod doubletipo strada string

…

…

A

Via Roma

…ingresso string tipo_strada string


consumi07/08contratto string

grafo_stradalecod stra string

contratto stringinizio_contr datefine contr datecod_stra string

nome_via stringsenso uni string

fine_contr dateindirizzo stringcivico num stringsenso_uni string

tipo_arco stringtipo cod double

civico_num stringcivico_let stringm3 integerp _

tipo_strada string3 tege

media_m3_an integer



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contratto stringinizio_contr datefine contr datecod_stra string

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fine_contr dateindirizzo stringcivico num stringsenso_uni string

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civico_num stringcivico_let stringm3 integerp _

tipo_strada string3 tege

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d t t i nuovo campo cod_stra string pcod_stra



inizio_contr date

fine_contr date

i di i iindirizzo string

m3 double

media m3 an doublemedia_m3_an double

civico_num String

civico_let string

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inizio_contr date

fine_contr date

inizio_contr date

fine_contr date

i di i i

indirizzo string

m3 double

media m3 an doubleindirizzo string

m3 double

media m3 an double

media_m3_an double

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civico let stringmedia_m3_an double

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_ g

cod_stra string

chiave stringcod_stra string

g




inizio_contr date

fine_contr date

inizio_contr date

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i di i i

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m3 double


m3 double

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media_m3_an double

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civicichiave string

media_m3_an double

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fine_contr date

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i di i i

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m3 double


m3 double

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fine_contr date

inizio_contr date

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i di i i

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media_m3_an double

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media_m3_an double

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ingresso string

media m3 an doublenuovo campo media m3 an

contesto normativo modello di analisi caso studiomedia_m3_an doublenuovo campo media_m3_an

risultati risultati

tabella attributi layer civici


spatial join edifici civici



consumo totaleconsumo totaleconversione m3 - kWh




calcolo rapporto consumo/superficie utile




calcolo rapporto consumo/superficie utile

definizione classe energetica


risultati risultati

tabella attributi layer edifici


nteg

gio

con

kWh/m2

istogramma delle distribuzionimedia 201.80 kWh/m2

quartile 25%medianaquartile 75%

135.17 kWh/m2

192.88 kWh/m2

262.04 kWh/m2

contesto normativo modello di analisi caso studioquartile 75% 262.04 kWh/m

conclusioni conclusioni

Il lavoro esposto ha il suo punto di forza nella versatilità dellaIl lavoro esposto ha il suo punto di forza nella versatilità dellatecnica adottata, applicabile senza particolari variazioni a tuttele realtà urbanele realtà urbane.

Il modello presentato è in grado di fornire un risultatoIl modello presentato è in grado di fornire un risultatorapidamente e facilmente aggiornabile, grazie al progressivoinserimento delle informazioni che si rendono via viainserimento delle informazioni che si rendono via viadisponibili.

i l’ igrazie per l’attenzioneg p

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