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Edifici di riferimento e metodologia comparativa per determinare i livelli ottimali di prestazione energetica in funzione dei costi

Primo, Elisa

Edifici di riferimento e metodologia comparativa per determinare i livelli ottimali di prestazione energetica in funzione dei costi.

Rel. Vincenzo Corrado, Ilaria Ballarini. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città, 2014

Abstract:

Gli elevati consumi di energia primaria del settore edilizio e gli obiettivi di risparmio energetico previsti dal protocollo di Kyoto hanno portato all'emanazione della direttiva europea 2010/31/UE del 19 maggio 2010 sulla prestazione energetica degli edifici, nota come "EPBD recast" e conseguente alla precedente direttiva 2002/91/CE, che rivede e contestualmente abroga.

La direttiva 2010/31/UE ambisce a raggiungere gli obiettivi di risparmio energetico previsti dall'Unione Europea, prevedendo che gli edifici di nuova costruzione siano sempre più efficienti fino a diventare nel 2020 "edifici a energia quasi zero" e che gli edifici esistenti sottoposti a ristrutturazioni importanti conseguano i requisiti minimi di prestazione energetica.

Al fine di facilitare gli Stati membri nel miglioramento della prestazione energetica degli edifici, ed in connessione agli obiettivi degli edifici ad energia quasi zero, la EPBD recast istituisce un quadro metodologico comparativo per la definizione di livelli ottimali di prestazione energetica degli edifici e dei componenti edilizi degli edifici, in funzione dei costi, anche denominati cost-optimal level ofenergy performance. Essi corrispondono alla quantità di energia necessaria per il soddisfacimento del fabbisogno energetico dell'edificio che richiede il costo più basso durante un ciclo di vita economico stimato.

Quindi la EPBD recast introduce un'innovazione nella valutazione della prestazione energetica degli edifici rispetto al passato: il calcolo dei livelli ottimali di prestazione energetica in funzione dei costi, ossia chiede di valutare non solo i risparmi ottenibili nei consumi energetici dell'edificio, ma anche la fattibilità economica degli investimenti durante un ciclo di vita stimato. Tale quadro illustra un approccio metodologico di impostazione generale, la cui adozione consentirà a ciascuno Stato membro la definizione, a livello nazionale o regionale, di requisiti minimi di prestazione energetica e la predisposizione di misure per il miglioramento della prestazione energetica degli edifici esistenti e di nuova costruzione, che siano efficaci anche sotto il profilo dei costi.

Data l'impossibilità di calcolare il livello ottimale per tutti gli edifici del patrimonio edilizio, a ciascuno Stato membro è demandata la creazione di una serie di edifici di riferimento, denominati reference buildings, ovvero edifici rappresentativi di determinate categorie edilizie a livello nazionale o regionale, ai quali verranno applicate le misure di efficientamento e per i quali sarà calcolato il livello ottimale della prestazione energetica in funzione dei costi.

A livello italiano il Ministero dello Sviluppo Economico ha attivato un gruppo di lavoro tecnico per il recepimento dell'EPBD recast e l'applicazione di tale metodologia. Tale gruppo di lavoro ha operato nel rispetto del Regolamento (UE) n. 244/2012, delle relative Linee guida e dopo aver partecipato a due seminari in materia promossi dalla Commissione.

Il gruppo di lavoro è formato da CTI (Comitato Termotecnico Italiano), da ENEA (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile) e da RSE (Ricerca Sistema Energetico).

L'attività di tesi è stata sviluppata in collaborazione con il gruppo di lavoro del CTI e del Politecnico di Torino, guidato dal prof. Vincenzo Corrado con la collaborazione della dott.sa Maria Ballarmi e della dott.sa Simona Paduos.

Al fine di individuare chiaramente l'ambito all'interno del quale si sviluppa questo lavoro di tesi nel capitolo 1, viene illustrato il quadro normativo di riferimento a livello europeo e nazionale.

Il capitolo 2 approfondisce la struttura del quadro metodologico comparativo per il calcolo dei livelli ottimali in funzione dei costi dei requisiti minimi di prestazione energetica, così come stabilita dall'EPBD recast.

Nel capitolo 3 sono descritti l'articolazione e il funzionamento dello strumento di calcolo, elaborato a livello italiano, per l'applicazione della cost-optimal methodology.

Il capitolo 4 tratta l'attività e le modalità di definizione degli edifici di riferimento ritenuti rappresentativi del parco immobiliare italiano per l'applicazione della metodologia comparativa. Nel capitolo 5 sono presentati i risultati dell'applicazione della metodologia comparativa ad alcuni edifici campione tra quelli definiti nel capitolo precedente.

Relatori: Vincenzo Corrado, Ilaria Ballarini
Tipo di pubblicazione: A stampa
Soggetti: A Architettura > AM Estimo
S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3972
Capitoli:

Introduzione

Capitolo 1 - QUADRO NORMATIVO IN MATERIA DI PRESTAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI

1.1. La direttiva europea 2010/31/UE (EPBD recast)

1.2. II Regolamento delegato (UE) n. 244/2012 e gli Orientamenti

1.3. II recepimento della direttiva europea 2010/31/UE in Italia: la Legge n. 90/2013

Capitolo 2 - QUADRO METODOLOGICO COMPARATIVO PER IL CALCOLO DEI LIVELLI OTTIMALI DEI REQUISITI MINIMI DI PRESTAZIONE ENERGETICA IN FUNZIONE DEI COSTI

2.1. Definizione degli edifici di riferimento

2.2. Identificazione delle misure di efficienza energetica

2.3. Calcolo del fabbisogno di energia primaria degli edifici di riferimento a seguito dell'applicazione delle misure di efficienza energetica

2.3.1. Determinazione del fabbisogno di energia termica dell'edificio per la climatizzazione

estiva ed invernale secondo la specifica tecnica UNI/TS 11300-1

2.3.2. Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria secondo la specifica tecnica UNI/TS 11300-2

2.3.3. Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione estiva secondo la specifica tecnica UNI/TS 11300-3

2.3.4. Determinazione del fabbisogno di energia primaria in presenza di tecnologie a fonti energetiche rinnovabili e di altri metodi generazione secondo la specifica tecnica UNI/TS 11300-4

2.4. Calcolo del costo globale in termini di valore attuale netto per gli edifici di riferimento

secondo la norma UNI EN15459

2.4.1. Principi di calcolo

2.4.2. Categorie di costi

2.4.3. Prospettiva finanziaria e macroeconomica

2.5. Derivazione di un livello ottimale in funzione dei costi della prestazione energetica per

ciascun edificio di riferimento

Capitolo 3 - PROCEDURA DI OTTIMIZZAZIONE

Capitolo 4 - DEFINIZIONE DEGLI EDIFICI DI RIFERIMENTO DEL PATRIMONIO EDILIZIO ITALIANO

4.1. Elementi di classificazione degli edifici di riferimento

4.2. II progetto di ricerca TABULA

4.2.1. Classificazione della tipologia edilizia

4.2.2. Definizione degli edifici-tipo e "Matrice della Tipologia Edilizia" italiana

4.3. Selezione di edifici-tipo dalla "Matrice della Tipologia Edilizia"

4.4. Definizione delle caratteristiche tipologiche costruttive ed impiantistiche per gli edifici di

riferimento

4.5. Schedatura degli edifici di riferimento

Capitolo 5 - APPLICAZIONE DELLA METODOLOGIA COMPARATIVA AD UN EDIFICIO DI RIFERIMENTO

5.1. Scelta degli edifici di riferimento

5.2. Definizione dei livelli delle misure di efficienza energetica

5.3. Calcolo del costo degli interventi

5.3.1. Il costo degli interventi sull'involucro

5.3.2. I costi degli interventi sull'impianto

5.3.3. I costi energetici

5.4. Calcolo del costo globale

5.5. Applicazione della procedura di ottimizzazione e analisi dei risultati

Conclusioni

Appendice A - Schede degli edifici di riferimento

A.l Abitazione monofamiliare (1946-1976) - zona climatica E

A.2 Abitazione monofamiliare (1977-1990) - zona climatica E

A.3 Piccolo condominio (1946-1976)-zona climatica E

A.4 Piccolo condominio (1977-1990) - zona climatica E

A.5 Grande condominio (1946-1976) - zona climatica E

A. 6 Grande condominio (1977-1990) - zona climatica E

A. 7 Abitazione monofamiliare (1946-1976) - zona climatica B

A.8 Abitazione monofamiliare (1977-1990) - zona climatica B

A.9 Piccolo condominio (1946-1976) - zona climatica B

A.10 Piccolo condominio (1977-1990) - zona climatica B

A. 11 Grande condominio (1946-1976) - zona climatica B

A. 12 Grande condominio (1977-1990) - zona climatica B

Appendice B - Valutazione dei ponti termici degli edifici di riferimento

Bibliografia

Bibliografia:

NORMATIVA EUROPEA

- Direttiva 2002/91/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 16 dicembre 2002, sul rendimento energetico nell'edilizia, Gazzetta Ufficiale delle Comunità Europee LI del 4 gennaio 2003.

- Direttiva 2010/31/UE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 19 Maggio 2010 sulla prestazione energetica nell'edilizia (EPBD recast), Gazzetta Ufficiale dell'Unione Europea L153 del 18 giugno 2010.

- Regolamento Delegato (UE) n. 244/2012 della Commissione, del 16 Gennaio 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, Gazzetta Ufficiale dell'Unione Europea L81 del 21 marzo 2012.

- Orientamenti che accompagnano il Regolamento Delegato (UE)n. 244/2012 del 16 gennaio 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 requisiti minimi di prestazione energetica degli edifici e degli elementi edilizi, Gazzetta Ufficiale dell'Unione Europea C115 del 19 aprile 2012.

Normativa italiana

- Legge n. 90 del 3 agosto 2013, Conversione in legge, con modificazioni, del decreto-legge 4 giugno 2013, n. 63, recante 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 Commissione europea, nonché altre disposizioni in materia di coesione sociale, Gazzetta Ufficiale n. 181 del 3 agosto 2013.

Normativa tecnica

- prUNI 10349-1:2014, Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Dati climatici. Medie mensili (e dati orari) per la valutazione della prestazione termo-energetica dell'edificio, giugno 2014.

- UNI/TR 11552:2014, Abaco delle strutture costituenti l'involucro opaco degli edifici - Parametri

termofisici, Comitato Termotecnico Italiano Energia e Ambiente, ottobre 2014.

- UNI/TS 11300-1:2014, Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell'edificio per la climatizzazione estiva ed invernale, Ente Nazionale Italiano di Unificazione, ottobre 2014.

- UNI/TS 11300-2:2014, Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e par l'illuminazione, Ente Nazionale Italiano di Unificazione, ottobre 2014.

- UNI/TS 11300-3:2008, Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 3: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione estiva, Ente Nazionale Italiano di Unificazione, marzo 2010.

- UNI/TS 11300-4:2008, Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 4: Utilizzo di energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria, Ente Nazionale Italiano di Unificazione, maggio 2012.

- UNI EN 15459:2008, Prestazione energetica degli edifici - Procedura di valutazione economica dei sistemi energetici degli edifici, Ente Nazionale Italiano di Unificazione, luglio 2008.

- UNI EN 15603:2008, Prestazione energetica degli edifici - Consumo energetico globale e definizione dei metodi di valutazione energetica, Ente Nazionale Italiano di Unificazione, luglio 2008.

MONOGRAFIE E PUBBLICAZIONI

- Cost Optimality. Discussing methodology and challenges within thè recast Energy Performance of Buildings Directive, Building Performance Institute Europe, 2010.

- Implementing thè cost-optimal methodology in EU countries, Building Performance Institute Europe, 2013.

- Applicazione della metodologia di calcolo dei livelli ottimali in funzione dei costi per i requisiti minimi di prestazione energetica (Direttiva 2010/31/UE art.5), European Commission, 2013.

- Boermans T., Bettgenhauser K., Hermelink A., Schimschar S., Cost optimal building performance requirements Calculation methodology for reporting on national energy performance requirements on the basis of cost optimality within the framework of the EPBD, Stoccolma, European Council for an Energy Efficient Economy, 2011.

- Capozzoli A., Corrado V., Gorrino A., Soma P., Atlante nazionale dei ponti termici, Borgomanero, Edizioni Edilclima, 2011.

- Christensen C., Anderson R., BEopt™ Software for Building Energy Optimization: Features and Capabilities, Colorado, National Renewable Energy Laboratory, 2006.

- Corrado V., Ballarini I., Corgnati S.P., Talà N., Building Typology Brouchure - Italy: Fascicolo sulla Tipologia Edilizia Italiana, Torino, Politecnico di Torino - Dipartimento di Energetica, Gruppo di ricerca TEBE, 2011.

- Corrado V., Ballarini I., PaduosS., Sviluppo della metodologia comparativa cost-optimal secondo Direttiva 2010/31/UE, Roma, Agenzia Nazionale per le Nuove, Tecnologie, l'Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile (ENEA), 2013.

- Corrado V., Paduos S., La nuova legislazione sull'efficienza energetica degli edifici, Torino, Celid, 2010.

RIVISTE

- Corrado V., PaduosS., "Livelli ottimali in funzione dei costi dei requisiti energetici ed edifici di riferimento", Ingegneritorino, n. 2 (2012), pp. 36-41.

- Lattanzi V., "Livelli ottimali in funzione dei costi per i requisiti minimi di prestazione energetica in edilizia", Quaderni di Legislazione Tecnica, n. 2 (2012), pp. 1-19.

- Corrado V., Paduos S., "Livelli ottimali di costo per i requisiti di prestazione energetica degli edifici", Energia e dintorni, Marzo 2013, pp. 30-34.

- Corrado V., Ballarini I., PaduosS., "The application of the EU comparative methodology to italian reference buildings for the cost-optimality analysis", Clima 2013 - REHVA World Congress and

8th international conference of indoor air quality, ventilation and energy conservation in buildings, 16-19 Giugno 2013, pp. 30-34.

- Corrado V., Ballarini I., Paduos S., "Assessment of cost-optimal energy performance requirements for the Italian residential building stock", Energy Procedia, vol.45 (2014), pp. 443-452.

- Wittchen K.B., Thomsen K.E., "Implementation of the cost optimal methodology according to the EPBD recast", REHVA Journal, n.2,

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