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Bertola , Federico

Livelli di prestazione energetica in funzione dei costi: il supermercato.

Rel. Marco Filippi, Cristina Becchio, Enrico Fabrizio, Valentina Monetti. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura (costruzione), 2014

Abstract:

Nell’Unione Europea il settore edilizio è responsabile del 40% del consumo globale di energia e del 36% delle emissioni di C02 in ambiente, pertanto la riduzione del consumo energetico e la produzione di energia da fonti rinnovabili costituiscono misure indispensabili per ridurre la dipendenza energetica dell’Unione dai paesi asiatici ed africani. Raggiungere questi obiettivi nel mondo dell’edilizia significa “costruire sostenibile”, cioè gestire consapevolmente e preservare al meglio le risorse ambientali per le generazioni future.

Nella pratica quotidiana, per raggiungere questo imprescindibile target, occorre una maggiore sensibilità di tutte le figure coinvolte nel processo edilizio (dal committente all'utente finale, passando per progettista e maestranze) e occorre sostituire l’approccio legato al costo di investimento iniziale (costo di costruzione), con l’approccio del “costo globale”, il quale tiene conto del costo di investimento iniziale, ma considera anche i costi “evitati” (sostituzioni, manutenzioni, energia).

La direttiva 31/2010/EU del 19 maggio 2010 è lo strumento proposto dall’Unione Europea per promuovere il miglioramento della prestazione energetica, tenendo conto dell’efficacia sotto il profilo dei costi. La direttiva, nota anche come EPBD recast (Energy Performance per Building Directive) introduce due nuovi concetti: edificio a energia quasi zero e il valore di costo ottimale; quest’ultimo è definito come “il livello di prestazione energetica(consumo di energia primaria) che porta al costo più basso durante il ciclo di vita economico stimato dell’edificio”.

La direttiva 31/2010/EU stabilisce che, a partire dal 2020 (2018 per gli edifìci pubblici), le nuove costruzioni dovranno essere ad energia quasi zero. Il target “nearly zero Energy Building” oggi non è “costoptimal”, quindi l’obiettivo sarà quello di conciliare i due requisiti. L’individuazione del livello di costo ottimale deve essere inteso come il primo passo verso l’obiettivo nZEB.

La commissione europea ha definito la metodologia con la quale individuare il livello ottimale di costo, essa è composta dai seguenti step:

1. ricerca dell’edificio di riferimento: definizione di un edificio che per le sue caratteristiche (edilizie, impiantistiche e di utilizzo) è rappresentativo della categoria di edifici indagata;

2. definizione degli interventi per migliorare la prestazione dell’involucro edilizio e degli

impianti: tali misure possono essere analizzate singolarmente od organizzate in “pacchetti”;

3. calcolo delle prestazioni energetiche attraverso la simulazione energetica dinamica (fabbisogno energetico ambientale, usi finali ed energia primaria);

4. calcolo del costo globale, formato da costo di investimento iniziale, costi di sostituzione, manutenzione, energia e smaltimento);

5. ricerca del livello ottimale in funzione dei costi.

Questa tesi analizza la categoria di edifici del supermercato di nuova costruzione nella città di Torino, a partire dall’anno 2013. L’edificio di riferimento analizzato è costruito secondo l’approccio del “Theoretical Building”, per il quale le caratteristiche edilizie ed impiantisti- che sono ricavate dalla manualistica di settore e dalle prescrizioni normative. Le misure di efficienza energetica indagate riguardano l’involucro edilizio, i sistemi energetici e le fonti rinnovabili. Il calcolo delle prestazioni energetiche in regime dinamico è effettuato col software Energy Plus versione 7.1. La valutazione del costo globale è svolta secondo la pr EN 15459:2007, tenendo conto del costo di investimento iniziale, dei costi di manutenzione ed energetici annuali e dei costi di sostituzione periodica. In conclusione, è stato individuato il range di costo ottimale in relazione a come le misure di efficienza energetica indagate influenzano il costo globale e la prestazione energetica.

Relatori: Marco Filippi, Cristina Becchio, Enrico Fabrizio, Valentina Monetti
Soggetti: A Architettura > AJ Edifici e attrezzature per l'amministrazione, il commercio e la difesa
S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
Corso di laurea: Corso di laurea specialistica in Architettura (costruzione)
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3566
Capitoli:

1. La direttiva 2010/31/UE: la prestazione energetica degli edifici

1.1. Introduzione

1.2. Obiettivi

1.3. Metodo di calcolo

2. Il settore commerciale in Italia

2.1. D.Lgs 114 del 31/3/1998

2.2. La grande distribuzione di vendita in Italia

2.3. Caratterizzazione energetica di un supermercato

3. Il supermercato “green”

3.1. Politiche di efficienza energetica: il caso Carrefour

3.2. Caso studio: Coop Adriatica a Conselice

4. La costruzione del Reference Building

4.1. Reference Building: l’esperienza di U.S.DOE

4.2. Il supermercato di riferimento

4.2.1. Forma

4.2.2. Elementi edilizi

4.2.3. Sistemi impiantistici

4.2.4. Utilizzo

4.3. Tabella riassuntiva delle caratteristiche del Reference Building

5. Migliorare la prestazione: le misure di efficienza energetica

5.1. Interventi edilizi sull’involucro

5.2. Interventi sull’impianto HVAC

5.3. Interventi sugli impianti di fonti rinnovabili

5.4. Combinazione delle misure di efficienza energetica

6. Energy Plus e la simulazione termo-energetica dinamica applicata al caso studio

6.1. Energy Plus: lo strumento

6.2. I risultati della simulazione termo-energetica

6.2.1. Profili di temperatura, profili di carico

6.2.2. Bilancio di energia

6.2.3. Fabbisogno ambientale, usi finali, energia primaria

6.2.4. Bilancio termico delle potenze zona vendita

6.3. Verifica della quota di energia da fonti rinnovabili ai sensi del D.L. 28/2011

7. Analisi economica

7.1. La metodologia del costo globale

7.2. Assunzioni di calcolo

7.3. Risultati dell’analisi economica

8. Livelli di prestazione energetica in funzione dei costi

8.1. Prospettive per individuare i livelli ottimali in funzione dei costi

8.2. Illustrazione dei risultati finali

9. Conclusioni

10. Bibliografia

11. Allegati

11.1. Misure di efficienza energetica: maggiore isolamento dell’involucro opaco

11.2. Analisi del costo globale: quadro riassuntivo

11.3. Costo di investimento iniziale - Computi metrici estimativi

11.4. Combinazione delle misure di efficienza energetica

11.5. Risultati della simulazione energetica dinamica

11.6. Schemi impiantistici del Reference Building

11.7. Piante, prospetti, sezioni del Reference Building

10. Bibliografia

Bibliografia:

Libri

Zordan L., Morganti R., Edilizia per il commercio: mercati, supermercati, magazzini e centri commerciali in Italia 1970-1992, Perugia, Futura Edizioni, 1992

Donaldson B., Nagengast B., Heat and Cold: mastering thè great indoors, Atlanta, ASHRAE Publications, 1994

Briganti A., Il condizionamento deN’aria, Milano, Tecniche Nuove, 1994

Stefanutti L., Applicazioni di impianti di climatizzazione, Milano, Tecniche Nuove, 1996 Macchi E., Campanari S., Silva P, La micro generazione naturale a gas, Milano, Poli- press, 2006

a cura di Vaudetti M., Edilizia per il commercio: punti vendita, concept store, grandi magazzini, centri commerciali, temporary store, Torino, UTET, 2007

Stefanutti L., Impianti di climatizzazione: tipologie applicative, Milano, Tecniche Nuove,

2007

Stefanutti L., a cura di, Impianti per gli edifici sostenibili: guida ASHRAE alla progettazione, costruzione e gestione, Milano, Tecniche Nuove, 2009

Posizione di AiCARR sul D.L. 28/2011 per gli aspetti riguardanti le rinnovabili termiche, AiCARR, Milano, novembre 2011

Fabrizio E., Filippi M., Introduzione alla simulazione termoenergetica dinamica degli edifici, Editoriale Delfino, Milano, 2012

Articoli su rivista

Cecchinato L., Ottobre 2010, Verso un supermercato in classe A, AiCARR Journal, Ricerca, pp. 50-59

Wittchen K., Thomsen K., Marzo 2012, Introducing cost-optimal levels for energy requirements, Rehva European HVAC Journal, pp. 25-29

Antoniazzi R., Ottobre 2012, Supermercato, riscaldamento con recupero del calore di condensazione, AiCARR Journal, Case Study, pp. 46-52

Tesi di laurea

Metelli M., 2010, Lo scenario evolutivo della grande distribuzione organizzata in Italia, tesi di laurea specialistica in disegno industriale, Politecnico di Milano

Cremonesi A., 2009, Energy Audit ed Energy Benchmarking nella climatizzazione di edifici per la grande distribuzione, tesi di laurea specialistica in ingegneria energetica, Politecnico di Milano

Risorse elettroniche

Girotta Sergio, Impianti frigoriferi per centri commerciali, Atti del Convegno AICARR alla Fiera di Milano, dal titolo Qualità ambientali e soluzioni sostenibili, Marzo 2002

Mazzei P, Minichiello F., Palma F., Controllo dell’umidità e risparmio energetico, Atti del Convegno AICARR a Bologna, dal titolo Sistemi e impianti per il controllo della qualità dell’aria e dell’umidità, Ottobre 2002

Baxter Van D., Advances in Supermarket Refrigeration Systems, Oak Ridge National Laboratory Publication, Oak Ridge 2003

Capazzoli A., Mazzei P, Minichiello F., Palma F., Impianti di climatizzazione con deumidificazione chimica per i supermercati, Atti del Convegno AICARR alla Fiera di Milano del Marzo 2004, dal titolo Impianti, edifici, città: integrazione e nuove visioni di progetto e di gestione

Carano C., Venco S., La climatizzazione dei supermercati e degli Ipermercati: soluzioni efficaci da un sistema dedicato basato su unità packaged, Atti del Convegno AICARR alla Fiera di Milano del Marzo 2004, dal titolo Impianti, edifici, città: integrazione e nuove visioni di progetto e di gestione

Venco S., La climatizzazione e la frigoconservazione nella cosiddetta zona “freschi” degli ipermercati e dei supermercati: gli aspetti critici e le opportunità di risparmio energetico, Atti del Convegno AICARR alla Fiera di Milano del Marzo 2004, dal titolo Impianti, edifici, città: integrazione e nuove visioni di progetto e di gestione

CIBSE Guide F Revision Steering Committee, CIBSE Guide F - Energy Efficiency in buildings, CIBSE Publications Department, London 2004

NREL, PNNL, LBNL, U.S. Department of Energy, Commercial Reference Building Models of thè National Building Stock, Technical Report NREL/TP-5500-41956, marzo 2008

Torcellini R et altri, DOE Commercial Building Benchmark Models, conference paper 2008 ACEEE Summer Study on Energy Efficiency in Buildings, Pacific Grave, California, agosto 2008

Elia S., Santi E., Caratterizzazione dei consumi energetici nazionali delle strutture ad uso grande distribuzione commerciale, Report ENEA, 2010

NREL, PNNL, LBNL, U.S. Department of Energy, Commercial Reference Building Models of thè National Building Stock, Technical Report NREL/TP-5500-46861, febbraio 2011

Cook M., Conlin J., ed altri, Energy Consumption Prediction Models for thè Retail Sec- tor, CIBSE Technical Symposium Publication, Leicester, UK 2011

Buttiglioni S., Medola M., Mingozzi A., Sostenibilità e risparmio energetico, dal progetto alla gestione: il nuovo supermercato di Conselice, Atti del Convegno AICARR al SAIE di Bologna del 2012

Piano G., Carrefour Italia, Progetto di efficienza energetica: strategia, investimenti e risultati, Atti Convegno, Milano 2012

Prezzi di riferimento per opere e lavori pubblici nella Regione Piemonte, 2012, Regione Piemonte

prezzario delle opere pubbliche nella Regione Lombardia, 2011, Regione Lombardia prezzario regionale dei lavori pubblici della Regione Friuli Venezia Giulia, 2013, Regio¬ne Friuli Venezia Giulia

listino prezzi 2011, 2011, TecnoClima s.p.a.

sito interneti dell’autorità per l’energia elettrica e il gas http://www.autorita.energia.it/it/ index.html

sito internet del CIA WorldFactBook http://www.cia.gov/library/publications/the-world- factbook/

sito internet dell’ISTAT http://www.istat.it/it

sito internet degli indicatori finanziari internazionali http://it.global-rates.com

Norme

UN110339:1995 - Impianti aeraulici a fini di benessere - Regole per la richiesta d’offerta, l’offerta, l’ordine e la fornitura - Generalità, classificazione e requisiti

prEN 15232:2007- Energy performance of buildings. Impact of building automation, Controls and building management

prEN 15459:2007 - Energy performance of buildings - Economic evaluation procedure for energy systems in buildings

UNI EN ISO 10077-1:2007 - Prestazione termica di finestre, porte e chiusure. Calcolo della trasmittanza termica

UNI EN 15193:2008 - Prestazione energetica degli edifici - Requisiti energetici per illuminazione

UNI/TS 11300-2:2008 - Prestazioni energetiche degli edifici - Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria

EN ISO 13790:2008 - Energy performance of buildings - Calculating of energy use for space heating and cooling

UNI EN 15603:2008 - Prestazione energetica degli edifici - Consumo energetico globale e definizione dei metodi di valutazione energetica

Documenti Unione Europea

direttiva 2002/91/CE del 16 dicembre 2002 sul rendimento energetico nell’edilzia (EPBD), G.U. Unione Europea del 04/01/2003;

direttiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 19/05/2010 sulla prestazione energetica nell’edilizia (rifusione), G.U. Unione Europea del 18/06/2010;

regolamento delegato (UE) n.244 del 2012 della Commissione del 16/01/2012 che integra la direttiva 2010/31/UE del Parlamento europeo e del Consiglio sulla prestazione energetica nell’edilizia istituendo un quadro metodologico comparativo per il calcolo dei livelli ottimali in funzione dei costi per i requisiti minimi di prestazione energetica degli edifici e degli elementi edilizi;

orientamenti che accompagnano il regolamento delegato (UE) n. 244/2012 del 16/01/2012 della Commissione che integra la direttiva 2010/31/UE del Parlamento europeo e del Consiglio sulla prestazione energetica nell’edilizia istituendo 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;

Leggi

D. L. 31 Marzo 1998, n° 114 - Riforma della disciplina relativa al settore del commercio,

a norma dell’art. 4, comma 4, della legge 15 Marzo 1997, n. 59

D.L. 19 agosto 2005, n. 192 - Attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell’edilzia, G.U. del 23/09/2005

D.L. 29 dicembre 2006, n.311 - Disposizioni correttive ed integrative al decreto legislativo 19 agosto 2005 n. 192, recente attuazione della direttiva 2002/91/CE, relativa al rendimento energetico nell’edilizia, G.U. del 1/01/2007

D.G.R. 4 agosto 2009, n. 46-11968 - Aggiornamento del Piano regionale per il risanamento e la tutela della qualità dell’aria - Stralcio di piano per il riscaldamento ambientale e il condizionamento e disposizioni attuative in materia di rendimento energetico nell’edilizia ai sensi dell’articolo 21, comma 1, lettere a) b) e q) della legge regionale 28 maggio 2007, n.13 Disposizioni in materia di rendimento energetico nell’edilizia

D.L. 3 marzo 2011 n.28 - Attuazione della direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili, recante modifica e successiva abrogazione delle direttive 2001/77/CE e 2003/30/CE, G.U. del 28/03/2011

D.M. 5 luglio 2012 - Attuazione dell’art. 25 del decreto legislativo 3 marzo 2011, n.28, recante incentivazione della produzione di energia elettrica da impianti solari fotovoltaici (c.d. Quinto Conto Energia), G.U. 10/07/2012

Allegato energetico - ambientale al regolamento edilizio della città di Torino;

D.M. 28 dicembre 2012 - Incentivazione della produzione di energia termica da fonti rinnovabili ed interventi di efficienza energetica di piccole dimensioni, G.U. del 2/01/2013 D.L. 4 Giugno 2013, n° 63 - Disposizioni urgenti per il recepimento della direttiva 2010/31/UE del Parlamento europeo e del Consiglio del 19 maggio 2010, sulla prestazione energetica nell’edilizia per la definizione delle procedure d’infrazione avviate dalla

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