Il monitoraggio strumentale dell’effettivo comportamento energetico dei primi edifici ad alta efficienza energetica realizzati da CASA SpA Firenze.
Primi risultati e considerazioni
Negli anni 2010 e 2011 sono stati completati i primi edifici di edilizia residenziale pubblica e per attrezzature progettati e realizzati da CASA SpA Firenze secondo parametri di alta efficienza energetica, Classe A e B D.M. 26.06.2009
Sono così stati consegnati agli inquilini gli interventi di edilizia residenziale pubblica caratterizzati da prestazioni energetiche migliorative rispetto ai valori limite indicati dalla normativa vigente, secondo il modello della “casa sostenibile”, cioè costruita ed attrezzata con tutti gli accorgimenti necessari per favorire il benessere di chi vi abita, la diminuzione dei consumi energetici e la sostenibilità ambientale.
La metodologia operativa adottata da Casa S.p.A. è così articolata:
1. Progettazione esecutiva integrata che comprende tutti gli aspetti: architettonico, strutturale, energetico, impiantistico e acustico.
2. Valutazione energetica di progetto in regime statico (calcoli secondo norme UNI/TS 11300);
3. Procedura per l’aggiudicazione della gara pubblica con il criterio dell’offerta economicamente più vantaggiosa.
4. Svolgimento dell’attività di direzione lavori.
5. Redazione dell’Attestato di Certificazione Energetica, da parte di personale l’indipendente rispetto alla realizzazione dell’edificio e dei suoi componenti, secondo la normativa nazionale vigente.
6. Verifiche strumentali in opera per l’analisi delle prestazioni energetiche di edifici costruiti ex novo o di edifici esistenti nel caso di ristrutturazione.
7. Analisi dei consumi.
Trattandosi dei primi edifici ad alta efficienza energetica, il monitoraggio si rivela utile per valutare il livello di effettiva efficienza degli edifici realizzati e di controllare se ciò che promettevano in fase di progettazione è stato mantenuto.
I risultati di questo lavoro servono non solo come test di verifica finale, ma anche come strumento utile ad introdurre eventuali accorgimenti o migliorie e a prevenire errori nella fase di progettazione degli interventi futuri.
Altra importante considerazione che ha dato il via alla serie di analisi svolte è quella che nei modelli di simulazione, utilizzati per ottenere previsioni o verifiche di eventi, spesso le variabili in gioco sono difficilmente ipotizzabili o modellabili. Questo può portare ad ottenere dei risultati che si discostano da quella che poi sarà la realtà degli eventi analizzati. Il caso della certificazione energetica degli edifici può essere di questo tipo: l’ACE si identifica con quella serie di simulazioni, del sistema edificio-impianto, necessarie per la previsione del fabbisogno energetico in condizioni standard.Nella realtà un edificio dà luogo a consumi reali, non a fabbisogni. Le prestazioni reali dipendono dalle caratteristiche del sistema edificio-impianto e da tutte le variabili difficilmente prevedibili come il clima, il comportamento dell’utenza o la manutenzione degli impianti.
Lo scopo del monitoraggio energetico è quindi, quello di verificare i dati reali di consumo, da confrontare poi con quelli teorici risultanti dai calcoli di progetto e di comparare il grado di rispondenza tra quanto certificato per un utilizzo standard e l’utilizzo effettivo, considerando una stagione termica “reale” e degli utenti “reali” che potrebbero non avere alcuna predisposizione al risparmio energetico.
I fattori principali che influenzano il consumo energetico di un edificio si possono così riassumere:
- Clima esterno
- Caratteristiche dell’ involucro
- Caratteristiche impiantistiche
- Gestione degli impianti
- Attese di benessere
- Comportamento dell’utenza
Eventuali consumi non in linea con quanto atteso sono imputabili ad uno o più di questi aspetti. Le caratteristiche dell’involucro edilizio e quelle impiantistiche sono considerate in fase di progettazione. Per tenere in considerazione il clima esterno durante lo svolgimento del monitoraggio, si è cercato, ove possibile, di normalizzare i dati acquisiti. Infatti, per poter paragonare il consumo per riscaldamento di diverse stagioni termiche si è proceduto con la standardizzazione dei consumi alle condizioni climatiche esterne a cui ci si riferisce. Per ottenere questo risultato viene utilizzata una grandezza, il “grado giorno” (GG), definita come “la somma, estesa a tutti i giorni di un periodo annuale convenzionale di riscaldamento, delle sole differenze positive giornaliere tra la temperatura dell’ambiente, convenzionalmente fissata a 20°C, e la temperatura media esterna giornaliera”. Il DPR 412/93, nell’allegato A, riporta la Tabella dei Gradi Giorno degli oltre 8.000 Comuni italiani. Partendo da questo dato per i comuni di Firenze, Calenzano, Pontassieve e Sesto F.no, si procede alla standardizzazione utilizzando i dati climatici registrati nel periodo di riscaldamento di nostro interesse e in base a questi vengono calcolati i gradi giorno effettivi per la stagione di riscaldamento di riferimento.
Complessivamente si può affermare che la diagnosi energetica, effettuata secondo varie metodologie e livelli di approfondimento, è lo strumento che permette di individuare le criticità energetiche, qualora presenti.
L’analisi degli edifici si è articolata in più fasi operative:
- misura della trasmittanza
- indagine termografica
- monitoraggio dei consumi
E’ utile annotare come la normativa nazionale si stia orientando a prendere in considerazione anche le prestazioni dell’edificio in regime estivo. Noi siamo convinti che il tema del comportamento dell’edificio in regime estivo assuma per le latitudini mediterranee una valenza altrettanto importante di quella del comportamento invernale, per cui il monitoraggio è stato esteso anche al periodo giugno/settembre, andando a misurare quelle grandezze ritenute fondamentali per la valutazione del benessere ambientale, ossia:
- misura della temperature e umidità interna ed esterna
- misura delle temperature superficiali interna ed esterna delle pareti perimetrali
Gli edifici sottoposti a monitoraggio e alle prove strumentali sono i seguenti
Comune Indirizzo località N° alloggi ACE
Firenze via A. Canova Capoluogo 20 Classe A
Pontassieve via P. Selvi Mezzana 20 Classe B
Calenzano Via L. Tenco/De Andrè Dietropoggio 24 Classe B
Sesto F.no Via della Pace Capoluogo 18 Classe A
Firenze P.zza Bartali Capoluogo ludoteca Classe A
L’involucro edilizio è costituito da varie tipologie:
Comune indirizzo pareti esterne
Firenze Via Canova parete a cassetta in laterizio con cappotto esterno. Sp. cm. 40,00
Pontassieve Via P. Selvi parete a cassetta in laterizio con lana di roccia. Sp. cm. 40,00
Calenzano Via L. Tenco parete monoblocco cls cellulare espanso autoclavato. Sp. cm. 38,50
Sesto F.no via della Pace parete monoblocco cls cellulare espanso autoclavato Sp. cm 42,00
Firenze p.zza Bartali parete XLAM cm 13 cappotto in fibra di legno. Sp. cm 30,00
Le misure e i monitoraggi effettuati sia in regime invernale che estivo vengono descritti in modo dettagliato nelle pagine che seguono.
Conclusioni
La diagnosi strumentale e l’analisi dei consumi effettuate nella prima stagione invernale hanno evidenziato quanto segue.
- La misura della trasmittanza in opera ha evidenziato che le pareti esterne realizzate hanno un comportamento energetico per la maggior parte dei casi migliorativo rispetto a quello previsto in fase di progetto, confermando in questo senso le caratteristiche termiche dichiarate nelle certificazioni dei materiali isolanti utilizzati.
- Le indagini termografiche hanno confermato la corretta posa in opera e la conseguente efficacia degli isolamenti a cappotto utilizzati negli interventi di Firenze, mentre hanno messo in luce la necessità di un maggior isolamento dei ponti termici di pilastri e solette nel caso di utilizzo di pannelli in legno mineralizzato. Allo stesso tempo hanno evidenziato la funzionalità dei sistemi a taglio termico per i balconi consentendo con questa soluzione la risoluzione del relativo ponte termico nel caso di corretta posa del sistema.
- L’analisi dei consumi per la prima stagione invernale ha portato alla luce una maggiorazione sui consumi rispetto a quanto previsto in fase progettuale per ca. il 50% degli alloggi analizzati. L’analisi puntuale dei singoli casi ha portato ad imputare tale incremento energetico alle seguenti cause:
- non corretto utilizzo da parte dell’utente del sistema di riscaldamento a bassa temperatura ed alta inerzia (pannelli radianti a pavimento) = 50%
- problemi impiantistici legati al periodo di messa a regime dell’impianto = 45%
- problemi di isolamento termico = 5%
Il prolungamento del monitoraggio alla seconda stagione invernale attualmente in atto permetterà di verificare la bontà degli accorgimenti correttivi adottati per sopperire alle cause di maggior consumo sopra indicate.
La diagnosi strumentale nel periodo estivo ha evidenziato le buone caratteristiche di inerzia termica e sfasamento delle soluzioni progettuali adottate per la composizione delle pareti esterne.
Presentazione monitoraggio Energetico
Diagnosi Energetica del patrimonio edilizio
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