per la scuola

Riqualificare in pompa di calore
Riqualificazione
energetica
globale
per la scuola
dell’infanzia di Oulx
Il cuore dell’intervento è costituito dalla sostituzione
della vecchia caldaia a gas naturale con un sistema in
pompa di calore geotermica ad assorbimento GAHP
di Massimo Ghisleni, Roberto Graffi, Simone Graffi e Fabrizio Graffi *
L
a riqualificazione energetica globaledi un edificio
comporta uno studio dettagliato dello stato
di fatto della struttura, delle sue caratteristiche termofisiche che influiscono sulle dispersioni
termiche del fabbricato e dei conseguenti fabbisogni energetici termici. Tali operazioni sono il giusto
punto di partenza per analizzare ogni dettaglio dei
sistemi tecnologici atti ad assicurare il giusto comfort
agli occupanti della struttura. La riqualificazione
energetica globale di un edificio richiede poi un
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approccio olistico al problema che porta, nella fase
di analisi e di progettazione, anche a verificare le
modalità di impiego degli ambienti e degli impianti
da parte degli utilizzatori, i quali influenzeranno
in modo decisivo l’effettivo risultato finale della
riqualificazione. Analizzare in questo modo la situazione, progettare la riqualificazione su ogni parte
individuata come migliorabile e realizzare quanto
definito è spesso cosa ardua. Occorre, oltre ad una
consistente disponibilità economica da parte del
cliente finale, la sua disposizione nel
riconoscere un lavoro di diagnosi e
progettazione ben più complesso
rispetto all’usuale. È poi essenziale
la completa disponibilità della struttura, che deve essere liberata dalla
presenza degli utenti per un lasso
di tempo sufficiente a completare
le opere di riqualificazione.
Rispetto alle prime due prerogative
citate, la fattibilità si può ottenere
attraverso l’accesso a finanziamenti
anche a fondo perduto, sia comunitari che nazionali, ai quali sovente si
accede solo a seguito di una seria
diagnosi energetica anche se solo
di primo livello. Per ciò che attiene
invece all’ultimo punto, va chiarito
che non tutti gli edifici consentono
l’auspicabile disponibilità degli spazi
da riqualificare. Una categoria di fabbricati che generalmente consente
anche quest’ultima necessità è quella
degli edifici scolastici. Quando queste
prerogative sono presenti, i risultati
energetici ed economici, anche se
molto ambiziosi, si avvicinano all’essere “a portata di mano” come nel
caso qui trattato.
La situazione ante riqualificazione
L’edificio della scuola dell’infanzia qui considerato è ubicato nel Comune di Oulx in Provincia
di Torino. La superficie utile calpestabile è pari a
893,27 m2, la superficie lorda disperdente è pari
a 2216,65 m2, mentre il volume lordo riscaldato è
pari a 3013,87 m3. Il rapporto di forma S/V è dunque risultato pari a 0,74 m-1. L’anno di costruzione
è antecedente al 1990 e la tipologia costruttiva,
come si avrà modo di evidenziare, rispecchia a
pieno le caratteristiche dell’epoca: le superfici
disperdenti opache verticali e orizzontali, come
anche le superfici trasparenti presentano capacità
di trasmissione del calore superiori ad ogni limite
superiore ammesso dalla normativa. La struttura
è realizzata ad un piano fuori terra poggiante per
la maggior parte della superficie su gattaiolato
di fondazione, mentre una porzione poggia su
di un piano seminterrato non riscaldato. Il manufatto, per quanto riguarda le strutture verticali, era
costituito da pilastri in cemento armato intervallati da murature di tamponamento in laterizio a
cassa vuota. Le strutture disperdenti verticali erano
principalmente costituite da serramenti in legno,
con pannello sottostante alle componenti trasparenti a vetro singolo. Per superficie e per caratteristiche, i serramenti erano di fatto i componenti
maggiormente disperdenti della struttura. Per ciò
che riguarda la copertura si segnalano solai in
latero-cemento e il tetto recentemente riqualificato, realizzato con tegole cementizie ancorate su
correntini in lega di alluminio e zinco, con sottostante strato di coibentazione con pannelli di poliuretano rivestiti con lamina di alluminio goffrato.
Basso livello di comfort e problematiche
gestionali dell’impianto
Pareti eccessivamente fredde, importanti moti
convettivi dell’aria e il mancato controllo dell’umidità relativa, causavano importanti lamentele
di mancato comfort ambientale da parte degli
occupanti della struttura, che lamentavano sensazione di marcato freddo anche in presenza di
temperature ambientali pari ai canonici 20 °C.
L’attuale patrimonio edilizio scolastico italiano
Prima di entrare nel vivo della descrizione di quanto progettato e realizzato, osserviamo brevemente il settore dell’istruzione pubblica dal punto di vista energetico
e dell’economia di gestione dei fabbricati. Il numero complessivo degli edifici scolastici in Italia ammonta a circa 52010 fabbricati, per un area calpestabile totale di
circa 73,4 milioni di metri quadrati. Tali edifici sono caratterizzati da un consumo
energetico attuale pari a 1,4 TWh elettrici e 8,2 TWh di energia termica per riscaldamento, consumi tali da generare una bolletta energetica di 1300 milioni di euro
all’anno. Come si nota dal grafico di Figura 1, l’ottantotto percento degli attuali
fabbricati scolastici sono realizzati prima dei moderni obblighi di efficienza energetica (era pre EPDB) e il cinquantacinque percento dei fabbricati risale addirittura ad epoca antecedente alla prima norma nazionale in tema di contenimento
dei consumi energetici in edilizia (era pre Legge 373/1973). È quindi urgente porre
mano alla riqualificazione di questi edifici, anche in considerazione del fatto che
le nuove costruzioni in tale settore ammonteranno solo ad un 0,4% annuo, e risulteranno quindi ininfluenti rispetto agli effetti sui consumi globali e sulla spesa
energetica necessaria ad assicurare il diritto costituzionale allo studio.
Figura 1 – Distribuzione percentuale delle
date di realizzazione degli edifici scolastici
presenti sul territorio italiano Fonte: “Ristrutturazione
edilizia riqualificazione energetica rigenerazione urbana” ENEA Cresme 2014
Inefficienza energetica, un problema riconosciuto
Visti i numeri relativi ai consumi energetici, in molti istituti e circoli didattici ci si è
posti addirittura l’interrogativo sull’opportunità di ridurre di un giorno la durata della
settimana scolastica, rinunciando al sabato mattina per ridurre i costi di gestione
delle strutture. Ciò mostra come il problema sia effettivamente percepito e ritenuto urgente dagli operatori stessi, i quali possono rispondere al problema a volte
in modo poco razionale e organico. Se ci si pone l’obiettivo di influire significativamente sui consumi energetici nazionali, è necessario concentrare seriamente e con
professionalità l’attenzione sulle riqualificazioni energetiche nel settore della pubblica istruzione attraverso diagnosi energetiche serie, atte a individuare nel sistema
edificio impianto le aree in cui si disperde o spreca energia, le modalità di utilizzo
delle strutture e degli impianti, le opportunità di miglioramento energetico e le
migliori modalità di gestione post riqualificazione delle strutture stesse. In questo
ambito, il concetto di edificio a consumo quasi nullo (nZEB) si configura come importante esempio e stimolo ad applicare tutti gli accorgimenti possibili per ridurre al
minimo possibile i consumi delle strutture esistenti, ricercando i migliori materiali
e le migliori tecnologie di generazione, oltre alle migliori tecniche costruttive per
rendere meno invasiva e dispendiosa l’operazione. Tra le tecnologie adottabili nelle
nuove realizzazioni nZEB, vi sono numerose opportunità applicabili anche nelle riqualificazioni di edifici ed impianti esistenti, anche per ciò che riguarda i sottosistemi
di generazione. Rispetto al complesso tecnologico degli impianti, ed in particolare
rispetto ai sistemi di generazione, si può suggerire l’adozione di tecnologie avanzate come le pompe di calore, in grado di coprire efficacemente una parte dei fabbisogni energetici con energia rinnovabile geotermica, idrotermica e aerotermica.
Necessario uno sforzo anche culturale
Tutto ciò induce ad uno sforzo, non solo tecnico progettuale ma anche culturale,
per superare le varie difficoltà di ordine pratico e di comunicazione, per agire
concretamente ed in modo percepibile sui consumi energetici globali del nostro
paese, per aumentarne il grado di sviluppo ecocompatibile e la competitività economica sullo scenario internazionale. È questione di cruciale importanza la necessità di fare sistema in questo ambito (gli enti locali con gli ordini professionali,
le associazioni professionali, il governo centrale e le strutture comunitarie), per
ottenere aiuti ed incentivi per realizzare le riqualificazioni e ridurre i costi fissi
dovuti all’utilizzo delle strutture pubbliche.
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Oltre al problema del comfort, si aggiungevano
ovviamente le problematiche gestionali dell’impianto, i cui consumi di energia primaria necessari al suo funzionamento erano particolarmente
elevati, nonostante non consentisse il raggiungimento dell’obiettivo principale a esso affidato.
Le caratteristiche delle strutture edili presenti
nell’edificio esistente, sono elencate nel prospetto I.
Elevata dispersione termica
L’analisi del comportamento circa le dispersioni
termiche del fabbricato è stata condotta anche
attraverso una verifica termografica delle strutture. Nell’immagine di Figura 2 si notano punti
caratterizzati da temperatura elevata nella parte
alta dei serramenti del piano terra (punti “A”, “B”
e “C”), segno di una maggiore dispersione in tali
punti. Identico discorso va fatto per i serramenti
del piano seminterrato. Nella località considerata, a
causa del clima tipico delle località alpine, si verificano infatti durante la stagione invernale notevoli
sbalzi termici e fenomeni meteorici tali da alterare il materiale utilizzato per i telai dei serramenti.
La maggiore dispersione nei punti segnalati può
essere quindi ricondotta alla formazione di fessurazioni nel materiale dovute a modifiche nelle
caratteristiche volumetriche del legno e successivo
conseguente “imbarcamento”. Identico discorso
per i serramenti del piano seminterrato (punti
“D”, “E” e “F”), realizzati con il medesimo materiale e la medesima tecnologia. Anche la muratura soprastante i serramenti è caratterizzata da
una marcata traccia termica, segno di una maggiore dispersione in quel punto.
Durante il rilievo termografico sono stati messi
in luce ovviamente tutti i ponti termici che penalizzano le prestazioni energetiche della struttura
esistente, come mostrato in Figura 3 per ciò che
attiene ai pilastri in cemento armato interposti
tra superfici vetrate attigue.
Nell’immagine di Figura 3 si notano anche
le elevate temperature dei pannelli sottofinestra facenti parte dei serramenti e il surriscaldamento della pavimentazione esterna in lastre di
pietra. Quest’ultimo fenomeno è segno tangibile delle elevatissime dispersioni termiche della
struttura originaria, provocate dalla fuoriuscita di
aria calda attraverso fessurazioni poste nell’area di
contatto tra serramenti e pavimentazione dell’edificio. Dalle termografie si è potuto mettere in
luce anche le notevoli differenze di temperatura
tra le superfici verticali sin qui trattate (muri perimetrali, tamponamenti e serramenti) e la copertura della struttura.
Tale fenomeno è stato valutato negativamente
per la possibile formazione di condense in corrispondenza delle zone di intradosso del tetto ed
anche in corrispondenza della muratura di tamponamento a contatto con il pluviale metallico.
Caldaia a gas naturale on-off a temperatura fissa
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TRASMITTANZE STRUTTURE ESISTENTI E TRASMITTANZE LIMITE DI LEGGE
Elemento
U attuale – W/(m2K)
U limite – W/(m2K)
Muro perimetrale
1,05
0,25
Falda tetto
0,18
0,23
Sottofondo con vespaio
1,39
0,23
Porte e finestre esterne
3,27
1,40
Struttura sotto finestra
4,30
0,25
Prospetto I – Confronto tra trasmittanze delle strutture esistenti
presso la scuola materna di Oulx e le trasmittanze limite di legge attuali
Figura 2 – Termografia parte
serramenti tipici della scuola
materna di Oulx – Punti notevoli
“A”, “B” e “C” serramenti con telaio
in legno parzialmente mobili per il
piano terra – Punti notevoli “D”, “E”,
“F” serramenti con telaio in legno
fisso per il piano seminterrato
Figura 3 – Termografia parte
serramenti tipici della scuola
materna di Oulx – In evidenza
i ponti termici dovuti ai pilastri
delle pareti perimetrali esterne
DISPERSIONI TERMICHE DEL VECCHIO FABBRICATO
Superfici involucro
Dispersioni kW
%
Muri perimetrali
11,56
12,42
Copertura
7,56
8,12
Basamento
27,16
29,19
Superfici vetrate
28,33
30,44
Muri su locali non riscaldati
4,57
4,91
Ponti termici
13,88
14,91
Totale
93,05
100,00
Prospetto II – Dispersioni termiche del fabbricato ante riqualificazione
Figura 4 – Schema di principio del vecchio sottosistema di generazione
esistente presso la scuola materna di Oulx – T = termometro caldaia;
BT = bitermostato di regolazione e blocco; PC = pozzetto di controllo;
P = manometro; VEC = vaso d’espansione chiuso; VS = valvola di sicurezza;
CAI = gruppo di caricamento automatico per gravità; PAC = pompa di
circolazione anti-condensa; VRM = valvola miscelatrice a tre vie; STM = sonda
temperatura di mandata; PLC = regolatore per gestione curva climatica
all’impianto; SCE = sonda climatica esterna; PIR = pompa di alimento
impianto a soffitti radianti; PSB = pompa di alimento serpentino per
preparazione acqua calda sanitaria; SIR = sistema di immissione del calore
mediante radiatori a parete; SPS = serbatoio di preparazione acqua calda
sanitaria; AFA = acqua fredda da acquedotto; ACS = acqua calda sanitaria.
L’impianto termico era costituito da una caldaia a gas naturale di vecchia concezione (bruciatore atmosferico, gestita a temperatura fissa
e con potenza fissa e accensione di tipo on-off)
avente potenza al focolare di 168 kW e potenza
termica utile di 163 kW, da un sistema di regolazione basato su di una valvola miscelatrice a tre
vie con la quale si controllava la temperatura di
mandata agli utilizzatori secondo una curva climatica gestita attraverso un plc e una sonda climatica esterna. Gli utilizzatori erano costituiti da
radiatori in ghisa a colonna.
La somma delle perdite dei sottosistemi di
distribuzione, regolazione e immissione, ammontavano a circa il 25% rispetto alle dispersioni, portando la potenza termica richiesta al sottosistema
di generazione al valore di 117 kW. Il generatore,
alle condizioni di progetto risultava quindi già
sovradimensionato del 22% e caratterizzato da un
fattore di carico pari a CR = 0,78. In queste condizioni, in considerazione del comportamento
on-off della caldaia, si è stimato un rendimento
di generazione pari all’84% circa (UNI/TS 113002). Dall’analisi effettuata attraverso software validato dal CTI, l’indice di prestazione energetica
della scuola è risultato pari a 112,15 kWh/m3anno.
La riqualificazione dell’involucro
Figura 5 – La scuola materna di Oulx in fase di
riqualificazione del manufatto edile durante l’estate 2012.
TRASMITTANZE DELLE NUOVE STRUTTURE E TRASMITTANZE A LIMITE DI LEGGE
Elemento
U nuova – W/(m2K)
U limite – W/(m2K)
Muro perimetrale
0,179
0,25
Falda tetto
0,180
0,23
Sottofondo con vespaio
0,342
0,36*
Interpiano su locali non risc.
0,157
0,23
Porte e finestre esterne
1,100
1,40
Struttura sotto finestra
0,137
0,25
Prospetto III – Trasmittanze del fabbricato previste post riqualificazione
* Valore limite di trasmittanza incrementato del 30% rispetto ai valori da considerarsi validi per le nuove costruzioni, come
ammesso dal Bando “Incentivazione alla Razionalizzazione dei Consumi Energetici nel Patrimonio Immobiliare degli Enti Pubblici”
DISPERSIONI TERMICHE DELLE NUOVE STRUTTURE
Superfici involucro
Dispersioni kW
%
Muri perimetrali
1,93
7,06
Copertura
6,43
23,47
Basamento
6,49
23,70
Superfici vetrate
6,36
23,21
Muri su locali non riscaldati
1,34
4,90
Ponti termici
4,84
17,67
Totale
27,39
100,00
Prospetto IV – Dispersioni termiche del
fabbricato previste post riqualificazione
Gli interventi di miglioramento e riqualificazione
della struttura, si sono posti il duplice obiettivo
di migliorare il bilancio energetico e di arricchire
la qualità architettonica dell’edificio, lavorando al
miglioramento di ciò che era già presente senza
modificare sostanzialmente l’aspetto e la disposizione delle strutture esistenti, rispettando così
la facies architettonica storica dell’edificio.
Nuovi infissi, vetrate a doppio vetro
e isolamento a cappotto
Delineati così obiettivi generali, si è proceduto
alle opere di riqualificazione. Si è provveduto allo
smontaggio dei vecchi serramenti e della loro tamponatura sottofinestra, per sostituirli con nuovi
telai in legno e superfici vetrate a doppio vetro.
Le tamponature sottofinestra sono state sostituite da una muratura di tamponamento realizzata
in blocchi di tipo “gasbeton”. È stato realizzato
un isolamento a cappotto su tutta la superficie
perimetrale esterna, con lastre in schiuma polyso
espansa rigida (PIR) avente spessore di 12 cm. Gli
aggetti del tetto sono stati coibentati con lastre
di polistirene espanso stampate. L’intradosso del
solaio dei locali seminterrati è stato coibentato
con lastre in schiuma polyso espansa rigida (PIR),
avente spessore di 12 cm. La superficie opaca orizzontale corrispondente all’attuale piano di calpestio interno dei locali non insistenti su seminterrato,
è stata coibentata con isolante in schiuma polyso
espansa rigida (PIR) di 3 cm di spessore, che va ad
aggiungersi allo strato coibente di 3 cm in dotazione all’impianto radiante a pavimento, realizzato
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in sostituzione del vecchio sistema di emissione
del calore con radiatori a parete.
Le azioni correttive adottate hanno migliorato
le caratteristiche termofisiche dell’edificio diminuendo sensibilmente le trasmittanze della struttura, come mostrato nella tabella del prospetto III.
La riduzione delle trasmittanze consente una
netta riduzione delle dispersioni di calore del fabbricato come indicato nel prospetto IV. Da quanto
stimato, la riqualificazione delle strutture edili ha
ridotto del 70,5% le dispersioni del fabbricato.
Figura 6 – Particolari dei pavimenti radianti
posati negli ambienti della scuola materna di Oulx
Radiante a bassa temperatura
Dal punto di vista dell’impianto, notate le inefficienze complessive del sistema tecnologico esistente, si è provveduto alla totale sostituzione
degli impianti rimpiazzandoli con un nuovo e più
moderno sistema di climatizzazione invernale, in
grado di sfruttare energia rinnovabile geotermica.
È stato adottato un sottosistema di emissione
costituito da pavimenti radianti alimentati a bassa
temperatura, un sottosistema di distribuzione di
nuova concezione in materiale plastico coibentato e un sottosistema di regolazione con unità
di regolazione nei singoli ambienti, curva climatica seguita attraverso sonda estera e gestione
dell’intero sistema di climatizzazione invernale
con logica proporzionale integrale derivata (PID).
La somma dei rendimenti dei sottosistemi
di emissione, di regolazione e di distribuzione,
mediante l’adozione delle moderne tecnologie
disponibili, in questi tre ambiti ha ottenuto un
miglioramento pari al 21%, passando dalla situazione ante-riqualificazione in cui tale somma si
attestava al 79%, all’attuale valore pari al 96,5%.
Figura 7 – Particolari della pompa di calore ad assorbimento
geotermica e del sottosistema di generazione fornito a corredo della
stessa per realizzare la nuova centrale termica della scuola materna di Oulx
Pompe di calore geotermiche ad assorbimento
Per ciò che riguarda l’efficientamento della
centrale termica, ultimo aspetto rimasto da trattare per completare la riqualificazione globale del
sistema edificio impianto, viste le condizioni climatiche rigide previste dal clima alpino, e vista la
maggior disponibilità del vettore energetico gas
rispetto all’energia elettrica, si è deciso di realizzare
un sottosistema di generazione con pompe di
calore geotermiche ad assorbimento e a fiamma
diretta GAHP-GS, ideate, sviluppate e realizzate
totalmente in Italia.
La soluzione impiantistica di centrale ha previsto la sostituzione del vecchio sistema esistente
con un sottosistema fornito, dal punto di vista dei
componenti, quasi integralmente dal costruttore
della pompa di calore. Il sistema di pompaggio
a portata variabile, il vaso inerziale, il sistema di
produzione acqua calda sanitaria ad accumulo
dimensionato per il funzionamento con pompa
di calore, i filtri defangatori, il sistema di esaurimento aria nell’impianto e, non ultimo, il sistema
di controllo del sistema di riscaldamento, sono
stati forniti a corredo della pompa di calore e
scelti dallo studio di progettazione anche in virtù
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Figura 8 – Schema di principio del nuovo sottosistema di generazione
della scuola materna di Oulx – P manometro, PC1-GEO pompa di circolazione
circuito primario lato sonde geotermiche, SGV sonde geotermiche verticali,
GAHP-GS pompa di calore geotermica ad assorbimento a fiamma diretta, PC1RISC pompa di circolazione a giri variabili circuito primario lato riscaldamento,
SA separatore d’aria, F filtro defangatore, VS valvola di sicurezza, VEC vaso
d’espansione chiuso, VD valvola deviatrice per gestione funzione acqua calda
sanitaria, SAI serbatoio d’accumulo inerziale, PIR pompa di circolazione circuito
di riscaldamento, VRM valvola di miscelazione a tre vie, STM sonda temperatura
di mandata, SII sottosistema di immissione del calore ad irraggiamento,
CCP Comfort Control Panel per gestione sistema di climatizzazione, SCE
sonda climatica esterna, URA unità di regolazione singolo ambiente
della precisione di gestione che il complesso realizzato garantiva.
I vantaggi del gas naturale
Per l’allacciamento della nuova centrale termica non si sono resi necessari adeguamenti agli
impianti elettrici o di adduzione gas, in quanto le
potenze elettriche impegnate e la
portata termica massima del contatore non sono state aumentate.
Anche questo aspetto ha influito in
modo considerevole sulla scelta da
parte dei professionisti della progettazione, in aggiunta alle considerazioni
sul regime tariffario del gas naturale, il quale è nettamente favorevole
rispetto alla tariffazione elettrica. È
pur vero che mentre vengono scritte
queste pagine è disponibile a livello
sperimentale la tariffa elettrica D1,
la quale offre un prezzo agevolato
dell’energia elettrica pari a 0,23 €/kWh
che rimane comunque svantaggioso
rispetto alle attuali tariffe del gas.
Guardando infine a come in questi
anni siano variati i prezzi dei vettori
energetici, il fatto che il gas naturale
aumenti in proporzione minore di
quanto non aumenti l’energia elettrica, anche in un’ottica lungimirante,
porta a preferire il combustibile gassoso, come del resto indicato dalla
stessa Strategia Energetica Nazionale
(SEN) che lo individua come strumento strategico per affrontare le
sfide future del nostro paese.
Infine, un’importante considerazione che si è aggiunta a quelle
già fatte e che ha fatto propendere
definitivamente per la tecnologia
in pompa di calore a gas, è stata l’opportunità di
ottimizzare i costi di realizzazione degli scambiatori di calore a terreno, dimezzandone lo sviluppo
complessivo e quindi anche i costi di realizzazione
rispetto ad una eventuale opzione elettrica energeticamente paritetica.
Risultati da quasi nZEB
Il risultato atteso dalla riqualificazione della
centrale termica con pompe di calore ad assorbimento geotermiche GAHP-GS, è stato calcolato
pari a circa il 31% di riduzione dei consumi energetici e dei costi di gestione del sistema. Riduzione
questa che si sarebbe presentata anche in presenza di una riqualificazione energetica dello stabile (enormemente meno onerosa dal punto di
vista economico) se ci si fosse limitati ad aggiornare la sola centrale termica. Risultato che, nel caso
analizzato, ha invece completato ottimamente le
operazioni di miglioramento globale dello stabile,
condotte con ottica vicina al concetto di nZEB.
L’indice di prestazione energetica atteso per
il sistema edificio impianto riqualificato si è attestato al valore di 9,34 kWh/m3anno, con una riduzione complessiva dei consumi stimata durante
la diagnosi energetica pari al 91,6%.
I risultati ottenuti
La verifica dei risultati è stata compiuta dall’ente
comunale per semplice lettura dei consumi gas
negli anni che hanno preceduto l’operazione
di riqualificazione e nel recente periodo di utilizzo della struttura rinnovata. Così facendo, purtroppo, non si sono potuti apprezzare i minori
oneri di gestione dovuti al minor impegno elettrico ottenuto con il rifacimento dell’impianto e
con l’impiego di apparecchiature caratterizzate
da potenze elettriche installate nettamente inferiori rispetto alle precedenti. Anche le logiche di
gestione del sistema (orari di attivazione dei componenti e sistemi di riscaldamento, produzione
di acqua calda sanitaria e ricircolo) hanno comportato una netta riduzione dei consumi elettrici,
ovviamente non apprezzata attraverso il computo
del gas consumato. Ciò detto i risultati ottenuti
sono sicuramente ottimi, molto vicini agli obiettivi previsti e soddisfacenti per l’ente pubblico che
è riuscito a ridurre drasticamente un importante
costo fisso, potendo ora utilizzare il denaro risparmiato per altre iniziative del Comune.
Nel prospetto V sono riportati i risultati della lettura effettuata, mentre nel prospetto VI si riporta la
I costi delle opere di riqualificazione e gli incentivi economici
L’importante operazione di riqualificazione energetica globale della struttura, per
essere realizzata richiedeva un considerevole investimento economico, difficilmente
sostenibile attualmente da un’amministrazione pubblica. Il costo complessivo
dell’operazione si è attestato a 514 988,00 Euro, di cui tutte le opere impiantistiche termotecniche, la posa della pompa di calore e la realizzazione del campo geotermico hanno costituito il 28% circa del totale. Interessante notare come il solo
rifacimento dei serramenti esterni abbia raggiunto il 14,7% circa dei costi, mentre la coibentazione dell’involucro murario e il rifacimento dell’impianto elettrico
abbiano avuto un’incidenza rispettiva del 23,5% e dello 0,7%.
La realizzazione del progetto è stata possibile anche grazie alla partecipazione,
da parte del Comune, ad un Bando specifico pubblicato dalla Regione Piemonte
a partire dal 2009. La misura si intitolava “Incentivazione alla Razionalizzazione
dei Consumi Energetici nel Patrimonio Immobiliare degli Enti Pubblici”, e si inseriva all’interno del Programma Operativo Regionale (POR) come Asse II – Attività
II. 1.3 “efficienza energetica”.
In particolare, il sopracitato POR rendeva disponibili secondo tale misura, una
parte di Fondi Europei destinati allo Sviluppo Regionale (FESR) per il periodo di
programmazione compreso tra il 2007 ed il 2013, per l’efficientamento energetico degli edifici pubblici.
Gli interventi finalizzati al risparmio energetico da effettuarsi sugli edifici pubblici ad uso pubblico dovevano garantire il dimezzamento del fabbisogno energetico per il riscaldamento rispetto allo stato di fatto, unitamente al rispetto
dei valori di trasmittanza limite sulle superfici da coibentare di seguito indicati:
Elemento
W/m2K
Strutture verticali opache
0,25
Strutture orizzontali o inclinate
0,23
Chiusure trasparenti (Valore medio vetro/telaio)
1,4
Strutture verticali opache verso locali non riscaldati
0,35
Strutture orizzontali verso locali non riscaldati
0,28
Per ciò che riguarda gli impianti, il bando rimandava allo “stralcio di piano per il
riscaldamento ambientale e il condizionamento D.C.R. 11 gennaio 2007 N° 98-1247
in attuazione alla Legge Regionale 7 aprile 2000 N°43”.
La procedura di presentazione delle domande prevedeva una modalità “a sportello” e si componeva di una prima fase caratterizzata dalla compilazione on-line
di alcuni moduli descrittivi del progetto e dell’immobile oggetto di riqualificazione. Tale fase doveva poi essere confermata, a pena dell’esclusione dall’istruttoria, dall’invio cartaceo del Progetto Preliminare approvato dall’Ente e corredato,
in particolare, da diversi documenti di diagnosi energetica sulle situazioni pre e
post-intervento.
Nel caso specifico, la Regione Piemonte ha creato, attraverso il POR, con i propri
Assi e le proprie Misure, un sistema locale in grado di convogliare interessanti
somme di denaro comunitario sul proprio territorio, da utilizzare proficuamente
per interventi di riqualificazione energetica su edifici pubblici ad uso pubblico che
altrimenti non sarebbero stati realizzabili.
Il progetto della Scuola Materna di Oulx è rientrato a pieno titolo nei requisiti
necessari, ottenendo, in tal modo, il massimo della copertura delle spese necessarie a realizzare l’importante riqualificazione energetica ed architettonica della
struttura, pari al 60% a fondo perduto dei costi ritenuti ammissibili ai fini del
bando, ovvero quelli riguardanti:
• spese tecniche per progettazione, direzione lavori, collaudo e certificazione
degli impianti (entro un importo massimo del 10% dell’ammontare delle spese
ammissibili);
• fornitura dei materiali e dei componenti necessari alla realizzazione delle opere
di isolamento termico;
• fornitura dei materiali e dei componenti necessari alla realizzazione o ristrutturazione degli impianti termici, di climatizzazione;
• installazione e posa in opera dei materiali e dei componenti di cui ai punti II e III;
• opere edili strettamente necessarie e connesse all’intervento;
• I.V.A., limitatamente ai soggetti per cui tale onere non è recuperabile.
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CONSUMI GAS DEL VECCHIO FABBRICATO
NORMALIZZAZIONE CONSUMI GAS
Gestione invernale
GG rilevati
CH4 – m3
Gestione invernale
GG
CH4 – m3
2009 – 2010
3598
24216
Consumo vecchia struttura UNI
4100
42025
2010 – 2011
3377
17812
Consumo vecchia struttura UNI EN ISO
3367
17370
2011 – 2012
3347
16449
Consumo nuova struttura UNI
4100
5526
2012 – 2013
Non rilevato
Non rilevato
Consumo nuova struttura UNI EN ISO
3367
3727
2013 – 2014
3151
3264
Risparmio gas rispetto a UNI 10349
4100
36499 (-86,8%)
Risparmio gas rispetto a UNI EN ISO 15927-4
3367
13643 (-78,5%)
Prospetto V – Letture consumi
gas da ottobre 2009 a aprile 2014
normalizzazione dei consumi rispetto alle differenti
condizioni climatiche registrate negli anni di lettura.
Gli anni rilevati fino all’aprile 2012 si riferiscono al
funzionamento del vecchio impianto nel vecchio
involucro edilizio, mentre la stagione 2013-2014 si riferisce alla prima stagione in cui è entrata in funzione
a pieno regime la nuova scuola materna di Oulx.
Vi sono notevoli differenze climatiche tra il funzionamento del vecchio edificio e il medesimo
riqualificato. Vi sono differenze tra i dati rilevati
rispetto all’anno medio calcolabile dai dati climatici CTI mediante procedura UNI EN ISO 15927-4 e,
tra questi e quelli calcolabili mediante i dati UNI
10349 attraverso i software validati CTI utilizzati
per la certificazione energetica. A titolo d’esempio si mostra il confronto tra i dati rilevati durante
la stagione 2013 – 2014 e la frequenza oraria del
anno medio UNI EN ISO 15927-4, evidenziabile negli
istogrammi di Figura 9 e di Figura 10.
Tra l’anno medio calcolabile attraverso la norma
UNI EN ISO 15927-4 si giunge comunque a condizioni climatiche mediamente migliori rispetto
a quelle previste attraverso la UNI 10349. Da ciò
se ne deduce che in certificazione energetica
attualmente si considerano condizioni climatiche più gravose di quanto ci si possa effettivamente attendere. Sinteticamente tra i due dati
medi vi sono differenze sostanziali nel numero
dei gradi giorno: da 3367 GG per l’anno tipo UNI
EN ISO si passa ai 4100 per l’anno secondo UNI
10349. Di tutti questi fenomeni si è ritenuto di tener
conto, dividendo il consumo di gas per i gradi
giorno reali rilevati, ottenendo così un consumo
specifico di gas legato alle condizioni climatiche.
Calcolando la regressione lineare di tale rapporto
rispetto ai gradi giorno, si è ricavata una semplice
formula, utile a stimare con ottima approssimazione il consumo di gas alle condizioni di anno
medio UNI EN ISO e UNI 10349. Ciò è stato fatto
sia per la vecchia struttura, sia per quella ormai
riqualificata. I risultati della normalizzazione sono
riportati nel prospetto VI.
Considerato che i conti effettuati sono stati
svolti attraverso il pacchetto normativo UNI TS
11300 e con dati climatici UNI 10349, la riduzione sul
solo gas consumato pari ali’87% riportata nel prospetto VI, è stata ritenuta assolutamente rispondente alle aspettative, in quanto molto prossima
al valore calcolato del 91,6%.
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#28
Prospetto VI – Normalizzazione dei
risultati delle letture dei consumi gas
Figura 9 – Confronto tra il numero di ore alle differenti temperature tra
l’anno rilevato 2013-2014 e il mediamente atteso da normativa UNI EN ISO
Figura 10 – Istogrammi che identificano il numero di ore
di differenza alle differenti temperature dell’anno rilevato
2013-2014 rispetto al mediamente atteso da norma UNI EN ISO
Conclusioni
L’esperienza descritta si ritiene esprima un
buon esempio di traduzione dei moderni concetti riferiti generalmente ai nuovi edifici a consumo quasi nullo, applicati in una riqualificazione
globale ed organica di un vecchio manufatto edilizio. L’esempio portato, ha mostrato altresì come
le difficoltà principali alla realizzazione di simili
opere risiedano nella necessità di disporre di capitali economici importanti, e come sia urgente che
le strutture governative centrali e locali si attivino per sfruttare tutte le opportunità nazionali
e comunitarie di finanziamento a fondo perduto
delle opere necessarie. Diversamente, nel comparto delle riqualificazioni, l’unica azione economicamente sostenibile e vantaggiosa dal punto
di vista della riduzione dei consumi energetici,
rimane la riqualificazione della sola
centrale termica con tecnologie di
generazione moderne e tecnologicamente avanzate come le pompe
di calore ad assorbimento GAHP.
n
*Massimo Ghisleni, Robur S.p.A.
Roberto Graffi, Simone
Graffi, Fabrizio Graffi, Graffi
Studio Associato