Gian Luca Cesario
Un edificio residenziale a energia quasi zero.
Rel. Marco Filippi, Enrico Fabrizio . Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura (Costruzione), 2012
| Abstract: |
In questi ultimi anni si è assistito, a livello internazionale, a un inasprimento delle conseguenze sull'ambiente dovute ai cambiamenti climatici, attribuibili, come ormai affermato quasi concordemente dalla comunità scientifica internazionale, alla crescita dei consumi energetici e alla conseguente immissione in atmosfera dei gas climalteranti prodotti dai combustibili fossili, in particolare della CO2. A livello europeo il settore edilizio rappresenta il 40% del consumo totale di energia e per dare risposta a questo problema, di recente si è dato inizio a un deciso cambiamento delle politiche energetiche mondiali, sempre più rivolte a misure di contenimento dei consumi energetici e di utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili. Dopo la diffusione di politiche per il risparmio energetico in edilizia, uno degli obiettivi di lungo periodo che l’Unione Europea si sta dando, è lo sviluppo di edifici a energia zero, ZEB, che non solo riducano drasticamente il loro fabbisogno energetico, ma anche producano l'energia necessaria al loro uso tramite fonti energetiche rinnovabili, puntando dunque all’autosufficienza energetica degli edifici. Sono disponibili molti studi e documenti nei quali gli autori hanno cercato di proporre diverse definizioni in relazione a come è raggiunto l’obiettivo zero energy, ma nonostante ciò, le idee sono ancora molto confuse. Le esperienze che siano riuscite a conseguire concretamente questo obiettivo sono pochissime. Molte sono dunque le definizioni esistenti e le interpretazioni possibili, ma è ancora scarso il supporto di riferimenti normativi adeguatamente formulati. La stessa recente direttiva europea sugli edifici a energia quasi zero apre a molteplici declinazioni di questo tema. Obiettivo della tesi è la progettazione di un edificio residenziale pluripiano che raggiunga lo standard di edificio a energia quasi zero. La tesi si articola in tre parti. Il primo capitolo è un’introduzione al tema degli edifici a energia zero: viene illustrata la situazione attuale circa la diffusione di questo tema e ne vengono presentate le varie caratteristiche e definizioni. Nel secondo capitolo si entra nel merito del lavoro con una descrizione articolata del progetto per poi procedere nel terzo capitolo all’analisi in regime semistazionario, della prestazione energetica dell’edificio attraverso la normativa UNI TS 11300. |
|---|---|
| Relatori: | Marco Filippi, Enrico Fabrizio |
| Tipo di pubblicazione: | A stampa |
| Soggetti: | A Architettura > AH Edifici e attrezzature per l'abitazione S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica |
| Corso di laurea: | Corso di laurea specialistica in Architettura (Costruzione) |
| Classe di laurea: | NON SPECIFICATO |
| Aziende collaboratrici: | NON SPECIFICATO |
| URI: | http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3021 |
| Capitoli: | 1 Zero Energy Building 1.1 Legislazione e normativa 1.1.1 L'Unione Europea verso lo standard Zero EnergyErrore. 1.1.2 Il pacchetto clima-energia e l’obiettivo 20-20-20 1.1.3 La Direttiva Europea 2010/31/UE 1.1.4 L’International Energy Agency 1.2 Definizioni di ZEB 1.3 Oltre l’obiettivo ZEB: la Plus Energy House 1.4 Dall’edificio al quartiere: gli Zero Energy Development 1.5 Approccio al concetto ZEB degli stati europei e dei membri dell'IEA 1.5.1 Europa 1.5.2 Gli Stati Uniti 1.6 Criteri progettuali e soluzioni tecniche 1.6.1 Scelte impiantistiche per la riduzione del fabbisogno di energia 1.6.2 Scelte impiantistiche per la produzione di energia da fonti rinnovabili 1.7 Criticità degli Zero Energy Building 1.7.1 Valutazione della sostenibilità ambientale di ZEB 1.7.2 Tipo di emissioni e bilancio LCA 1.7.3 Bilancio ambientale nel ciclo di vita 1.7.4 Valutazione della sostenibilità economica di ZEB 2 Il progetto - Le Terrazze Solidali 2.1 Inquadramento urbanistico 2.2 Caratteri compositivi 2.3 Aspetti tecnico costruttivi 2.4 Soluzioni impiantistiche 2.4.1 Impianto di climatizzazione e acqua calda sanitaria 2.4.2 Ventilazione meccanica controllata 2.4.3 Solare fotovoltaico 2.4.4 Recupero acque piovane e grigie 2.4.5 Impianti elettrici civili 3 Calcolo della prestazione energetica dell'edificio 3.1 Riferimenti normativi 3.2 Dati climatici della località 3.3 Caratteristiche termiche e igrometriche dei componenti opachi secondo UNI TS 11300-1, UNI EN ISO 6946, UNI EN ISO 13370 3.4 Caratteristiche termiche dei componenti finestrati secondo UNI TS 11300-1, UNI EN ISO 6946, UNI EN ISO 10077 3.5 Caratteristiche termiche dei ponti termici 3.6 Definizione del carico termico invernale di progetto secondo la UNI EN 12831 3.7 Calcolo della prestazione energetica edificio-impianto secondo la norma UNI TS 11300 3.8 Calcolo del fabbisogno ideale di energia termica e frigorifera dell’edificio secondo le UNI EN ISO 13790 e UNI/TS 11300-1 3.8.1 Calcolo degli scambi termici 3.8.2 Calcolo degli apporti termici 3.8.3 Parametri dinamici 3.9 Calcolo della potenza termica per la produzione di acqua calda sanitaria secondo la UNI 9182:2008 3.10 Calcolo dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria secondo la UNI TS 11300-2 3.10.1 Fabbisogno di energia termica utile per acqua calda 3.10.2 Fabbisogni di energia termica utile 3.10.3 Rendimenti e perdite dei sottosistemi degli impianti di riscaldamento 3.10.4 Fabbisogno di energia elettrica dei sottosistemi degli impianti di riscaldamento 3.10.5 Rendimenti e perdite dei sottosistemi degli impianti di acqua calda sanitaria 3.10.6 Fabbisogno di energia elettrica dei sottosistemi degli impianti di acqua calda sanitaria 3.11 Calcolo del fabbisogno di energia per acqua calda sanitaria coperto dal sistema solare termico secondo la UNI TS 11300-4 3.11.1 Determinazione del fattore adimensionale X 3.11.2 Calcolo del fattore adimensionale Y 3.11.3 Fabbisogno di energia elettrica degli ausiliari 3.11.4 Perdite dell’impianto solare termico 3.12 Calcolo dei fabbisogni di energia primaria per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria secondo la UNI TS 11300-4 3.12.1 Determinazione dei bin mensili 3.12.2 Pompa di calore per riscaldamento 3.12.3 Pompa di calore per acqua calda sanitaria 3.13 Calcolo dei fabbisogni di energia primaria per la climatizzazione ESTIVA secondo la UNI TS 11300-3 3.13.1 Fabbisogno effettivo di energia termica dell'edificio per raffrescamento Qcr 3.13.2 Fabbisogno di energia termica dell’edificio per trattamenti dell'aria Qv 3.13.3 Fabbisogno di energia elettrica per ausiliari degli impianti di climatizzazione Qaux 3.13.4 Efficienza di generazione 3.13.5 Coefficiente di prestazione medio mensile del sistema di produzione dell’energia frigorifera Nmm 3.14 Calcolo dell’energia elettrica prodotta da impianti fotovoltaici 3.14.1 Energia prodotta mensilmente dall’impianto fotovoltaico 3.14.2 Irradiazione solare sul piano dei moduli 3.14.3 Potenza di picco dell’impianto fotovoltaico 3.15 Calcolo del fabbisogno di energia primaria 3.16 Verifica criteri D.Lgs. n. 28 del 3 marzo 2011 Conclusioni Bibliografia Sitografia Ringraziamenti |
| Bibliografia: | Boermans T., et al., Principles for Nearly Zero Energy Buildings: Paving the way for effective implementation of policy requirements, Buildings Performance Institute Europe (BPIE), Novembre 2011 Bonanomi M., De Flumeri C., Lavagna M., Edifici a consumo energetico zero: orientamenti normativi criteri progettuali ed esempi di Zero Energy e Zero Emission Buildings, Santarcangelo di Romagna, Maggioli, 2012 Erhorn H. Erhorn-Kluttig H., The Path Towards 2020: Nearly Zero-Energy Buildings, in REHVA Journal, vol. 49, Marzo 2012 Fabrizio E., Filippi M., Il concetto di Zero Energy Building, in: Verso gli edifici a "Energia quasi zero": le tecnologie disponibili, Bologna, Ottobre 2011 Fabrizio E., Filippi M., Sistemi energetici integrati per l'edilizia residenziale, in: Verso gli edifici a "Energia quasi-zero": le tecnologie disponibili, Bologna, Ottobre 2001 Fantozzi F., et al., Edifici a energia quasi zero in clima mediterraneo, in Costruire in laterizio n. 147, Maggio-Giugno 2012 Hernandez P., Kenny P., From net energy to zero energy buildings: Defining life cycle zero energy buildings (LC-ZEB), in Energy and Buildings, Volume 42, uscita 6, Giugno 2010 Jagemar L., et al., Towards nZEB: some examples of national requirements and roadmaps, in REHVA Journal, vol.49, Maggio 2012 Kilkis S., A new metric for net-zero carbon buildings. Proceedings of ES2007, Long Beach, California, Energy Sustainability, 2007 Kurnitski J., et al., How to define nearly net zero energy buildings nZEB: REHVA proposal for uniformed national implementation of EPBD recast, in REHVA Journal, vol.49, Maggio 2012 Laustsen J., Energy efficiency requirements in building codes, energy efficiency policies for new buildings, OECD/IEA, Marzo 2008 Marszal A., Heiselberg P., Zero Energy Building (ZEB) definitions - A literature review, Aalborg (Denmark), Department of Civil Engineering Aalborg University, Dicembre 2009 Napolitano A., et al., Un caso studio del concetto Net Zero Energy Building, 47° AICARR International Conference, Tivoli Roma, Ottobre 2009 Piterà L.A., UNI/TS 11300 parte 4 - Sistemi in pompa di calore, in AiCARR Journal 12, Febbraio 2012 Sartori I., et al., Net zero energy buildings: A consistent definition framework, in Energy Buildings (2012), doi:10.1016/j.enbuild.2012.01.032) Seppanen O, Goeders G., Benchmarking Regulations on Energy Efficiency of Buildings. Executive summary, Federation of European Heating, Ventilation and Air-conditioning Associations, in REHVA, 5 Maggio, 2010 Stefanutti L, Impianti per gli edifici sostenibili: guida ASHRAE alla progettazione, costruzione e gestione, Milano, Tecniche Nuove, 2009 Torcellini P., et al., Zero Energy Buildings: A Critical Look at the Definition. ACEEE Summer Study on Energy Efficiency in Buildings, Pacific Grove, California, National Renewable Energy Laboratory, Agosto2006, http://www.nrel.aov/docs/fv06osti/39833.Ddf Torcellini P., Pless S., Net Zero Energy Buildings: A Classification System Based on Renewable Energy Supply Options, Pacific Grove, California, National Renewable Energy Laboratory, Giugno 2010 Vio M., Sistemi di free-cooling diretto ad elevata efficienza, in AiCARR Journal 7, Aprile 2011 Wittchen K.B., Thomsen K.E., Introducing cost-optimal levels for energy requirements, in REHVA Journal, vol.49, Marzo 2012 Sitografia QualEnergia, Moduli e applicazioni fotovoltaiche innovativi, in http://www.qualenergia.it/speciali/20110418-speciale-moduli-e-applicazioni-fotovoltaiche-innovative QualEnergia, Smart grid, soluzione chiave per lo sviluppo delle rinnovabili. Un rapporto IEA, in http:/qualenergia.it/articoli120110405-smart-grid-soluzione-chiave-lo-sviluppo-delle-rinnovabili-un-rapporto-della-iea-0 |
 |
Modifica (riservato agli operatori) |
Licenza Creative Commons - Attribuzione 3.0 Italia