Gestione dell'energia - Efficienza energetica degli edifici

Efficienza energetica degli edifici

Sviluppi normativi e principali metodi di calcolo

Parte 1

Paolo Tartarini
Alberto Muscio
Università di Modena e Reggio Emilia
Corso di Gestione dell’Energia 1
Modena, anno accademico 2021-2022

Contenuti

• Introduzione
  • Il quadro normativo in EU, Italia, Emilia Romagna; normativa di più recente emanazione (DDMM 26/06/2015, DGR 967/2015, DGR 1275/2015, ecc.)
• I nuovi criteri unificati di classificazione energetica degli edifici
  • L’edificio di riferimento
  • Certificazione energetica degli edifici

È una procedura di valutazione volta a promuovere il miglioramento dell’efficienza energetica degli edifici fornendo ai loro proprietari e utilizzatori informazioni quantitative sui fabbisogni energetici richiesti per mantenere condizioni interne di comfort termico. È gestito a livello regionale.

L’attestato di prestazione energetica (APE) è un documento ufficiale, valido 10 anni, redatto sulla base di specifiche linee guida da parte di un soggetto accreditato (certificatore energetico) presso lo specifico servizio di accreditamento regionale (in Emilia Romagna il SACE - Sistema Accreditamento Certificazione Energetica, sace.regione.emilia-romagna.it).

Il servizio di accreditamento regionale gestisce la banca dati dei certificati e gli elenchi dei tecnici abilitati per la professione di certificatore. È obbligatorio produrre l’APE:

• Per il rogito
• Per i contratti d'affitto
• Per l'accesso alle detrazioni del 110% (superecobonus) e del 65% (ecobonus) sul reddito IRPEF (l'APE è parte della documentazione richiesta)
• Per pubblicizzare annunci immobiliari

Esistono una serie di parametri che vengono automaticamente verificati dal software. Se questi non risultano verificati o si inseriscono dati chiaramente falsati, scatta un blocco ed una verifica di 1° livello da parte di tecnici della regione. Eventualmente, può scattare una verifica di 2° livello con ispezione sul campo. Le verifiche di 1° e 2° livello vengono comunque effettuate a sorteggio (più la classe dell'edificio è alta, più è probabile che scatti un controllo).

Differenza tra APE e diagnosi energetica

L’attestato di prestazione energetica (o, più in generale, la certificazione energetica) di un edificio o unità immobiliare è redatto sulla base dei consumi energetici dell'edificio sulla base di un profilo di utilizzo standard e in condizioni climatiche standard dipendenti dalla zona climatica.

Con la certificazione energetica ci si mette in condizioni convenzionali: per il residenziale, si calcola quale sarà la prestazione energetica basandoci su un edificio di riferimento che si presuppone venga utilizzato tutto il giorno, tutti i giorni dell'anno, con condizioni climatiche convenzionali.

La diagnosi energetica o energy audit è invece redatta a partire dal profilo di utilizzo e dal consumo energetico effettivi dell’edificio o unità immobiliare, che è necessario determinare caso per caso dati con sopralluoghi sul campo, analisi dei processi localmente eseguiti e delle serie storiche disponibili inerenti al funzionamento degli impianti, eventuale installazione di sistemi di monitoraggio.

Essa è volta ad individuare le inefficienze e criticità e, a partire da queste, gli interventi di riduzione dei fabbisogni energetici (cioè di riqualificazione energetica) che sono contraddistinti dal miglior rapporto costo/efficacia. La diagnosi energetica non tiene conto del funzionamento convenzionale ma di quello reale.

Esempio: Un cliente ha un appartamento che usa solo parzialmente, muovendosi prevalentemente tra cucina e camera da letto, lasciando quasi inutilizzati il soggiorno, la seconda camera, ecc. Se facciamo un APE, non si va a risparmiare perché si fanno dei miglioramenti su tutto l'appartamento, in generale, senza quindi concentrarsi sul suo vero utilizzo. Facendo una diagnosi energetica, invece, si va ad intervenire SOLO dove realmente serve, risparmiando: Quindi, ad esempio, si interverrà cambiando gli infissi della cucina e della camera da letto, mettendo una caldaia più piccola, ecc.

Per un edificio di nuova costruzione, APE e diagnosi energetica coincidono, perché ancora non si sa che uso ne verrà fatto. L'APE è comunque utile perché permette di confrontare diversi edifici fra loro (ad esempio, se ho un edificio con una prestazione energetica convenzionale, è molto probabile che sarà migliore anche nell'uso reale).

Normativa europea di riferimento

Direttiva 2002/91/CE – Energy performance of buildings directive

La (EPBD) ha stabilito gli obiettivi di diminuire i consumi energetici degli edifici e le emissioni di CO₂ promuovendo nuovi standard progettuali.

La direttiva ha imposto agli stati membri di provvedere affinché gli edifici di nuova costruzione e quelli esistenti sottoposti a ristrutturazioni importanti soddisfino requisiti minimi di rendimento energetico, monitorando la quantità di energia effettivamente consumata o che si prevede possa essere necessaria per soddisfare i vari bisogni connessi a un uso standard degli edifici: riscaldamento, raffrescamento, produzione di acqua calda sanitaria (ACS).

La direttiva ha stabilito che un attestato di certificazione energetica debba essere messo a disposizione in fase di costruzione, compravendita o locazione. La direttiva impone agli stati membri di provvedere a rilasciare certificazioni energetiche, ma viene data libertà ad ogni singolo stato membro su come gestire la cosa.

Direttiva 2010/31/UE – Energy Performance of Buildings Directive (recast)

La (EPBD2) ha aggiornato l’originaria EPBD, introducendo il concetto e l’obbligo di realizzazione (per le nuove costruzioni) dell’edificio a energia quasi zero/nearly zero energy building (NZEB), ovvero un edificio ad elevata efficienza energetica, il cui funzionamento richiede una quantità di energia minima e in gran parte ottenuta da fonti rinnovabili.

Edificio a energia quasi 0: il suo consumo di energia non è nullo ma prossimo a 0. Tutti gli edifici di nuova costruzione devono essere ad energia quasi 0. Ogni regione però si adatta ai propri criteri di classificazione energetica. Questo può portare dei problemi perché lo stesso edificio che si trova al confine fra 2 o più regioni può ritrovarsi ad essere sia di Classe A che di Classe B o anche C.

In Italia, in principio fu il caos…

Dopo la promulgazione del D.Lgs. 192/2005, alcune regioni (Lombardia, Emilia Romagna, RSM) hanno varato codici, criteri e sistemi di classificazione energetica propri, diversi da quelli nazionali italiani. In alcune zone di confine tra regioni la situazione si è resa particolarmente difficile, con il paradosso di edifici perfettamente simili ma classificati diversamente a pochi chilometri di distanza, e tecnici costretti a considerare una molteplicità di procedure e requisiti. Molti software di calcolo non gestivano tutte le possibili situazioni.

… ma forse oggi ci siamo!

Dal 1° di ottobre 2015 sono in vigore a livello nazionale le prescrizioni dei tre decreti ministeriali del 26 giugno 2015:

• DM «Certificazione energetica»
• DM «Requisiti minimi»
• DM «Relazione tecnica»

I decreti impongono alle regioni un generale allineamento, unificando i criteri di classificazione, i vincoli procedurali, i requisiti minimi di prestazione. La Regione Emilia-Romagna in particolare si è adeguata con alcune recentissime delibere della giunta regionale, pure esse già in vigore:

• DGR 1275/2015 sulla certificazione energetica
• DGR 967/2015 sui requisiti minimi
• DGR 1715/2016 di aggiornamento dei requisiti minimi

Nel frattempo si è quasi completato il quadro tecnico normativo, con la pubblicazione della serie delle norme tecniche UNI/TS 11300 e di svariate altre norme tecniche richiamate o collegate.

Gli intenti del legislatore sono chiarissimi!

L’intento delle prescrizioni dei decreti ministeriali è esplicitato al punto 3 dell’Allegato 1 al DM «Certificazione energetica»:

«La disponibilità di procedure e metodi di calcolo standardizzati per la determinazione della prestazione energetica degli immobili sul territorio nazionale favorisce:

• La massima omogeneità applicativa;
• Una più efficace e corretta informazione dei cittadini, anche ai fini del raffronto dei risultati;
• Una maggiore efficacia dell’azione di monitoraggio e controllo;
• Una più ampia e libera circolazione dell’offerta professionale, minimizzando i costi per gli utenti.»

Ventilazione meccanica con recupero: quando scaldiamo l'ambiente di inverno, possiamo recuperare una parte di energia dell'aria che esce. Il recupero varia tra 70/90 %.

Alla perfezione sembrerebbero mancare solo l’affinamento di alcune prescrizioni accessorie (ad es. in relazione al condizionamento estivo, al controllo estivo e invernale degli apporti solari, alla ventilazione) e la revisione di alcune norme tecniche (ad es. quella relativa al condizionamento estivo), nonché l’implementazione efficace dell’azione di monitoraggio e del controllo.

Evoluzione del quadro normativo: ieri

L’evoluzione del quadro normativo: oggi A differenza del quadro normativo (la Normativa in generale), le Norme Tecniche NON cambiano, perché si basano su calcoli fisici appurati.

Norme tecniche di calcolo

La prestazione del sistema edificio-impianto è il risultato delle prestazioni delle sue singole parti, articolate come segue: UNI: Norma a livello Nazionale (Italia); UNI/EN: Norma a livello Europeo; UNI/EN/ISO: Norma a livello Globale.

• Fabbisogno di energia termica per il riscaldamento e il raffrescamento ambiente  UNI/TS 11300-1, revisionata nel 2014, non prevede la pompa di calore
• Rendimento e fabbisogno di energia primaria degli impianti di climatizzazione invernale  UNI/TS 11300-2, revisionata nel 2014 e nel 2019
• Fabbisogno di energia termica, rendimento e fabbisogno di energia primaria per la produzione di acqua calda sanitaria  UNI/TS 11300-2, revisionata nel 2014 e nel 2019
• Rendimento e fabbisogno di energia primaria degli impianti di climatizzazione estiva  UNI/TS 11300-3, in revisione
• Utilizzo di energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria  UNI/TS 11300-4, promulgata nel 2016
• Calcolo dell’energia primaria e della quota di energia da fonti rinnovabili  UNI/TS 11300-5, promulgata nel 2016
• Determinazione del fabbisogno di energia per ascensori, scale mobili e marciapiedi mobili  UNI/TS 11300-6, promulgata nel 2016
• Illuminazione  UNI EN 15193

Le Norme Tecniche non dicono cosa sia efficiente e cosa non lo sia, ma dicono cosa bisogna fare per prevedere con accuratezza le prestazioni di un edificio.

Norme tecniche di calcolo

Aspetti non ancora, o non direttamente, o non completamente compresi dalle varie parti della UNI/TS 11300 vanno affrontati facendo riferimento alle specifiche norme tecniche (ad es. UNI EN (ISO) EN 6946, 10077-1, 13370, 13789, 13790, 10211, 14683, 12831 per le dispersioni e i fabbisogni, UNI 10349 per i parametri climatici, UNI 10351 e 10355, UNI EN 10456 per le proprietà dei materiali, ecc.).

Ognuna delle Norme riportate richiama altre norme sulla base delle quali si calcolano i termini specifici (ad esempio, la UNI En (ISO) 6946: calcolo per la trasmittanza di parete; 10077-1: trasmittanza dei serramenti; 13789: Glaser; 10211 e 14683: ponti termici; ecc.)

Classificazione energetica

PROBLEMA: la Classe (D, in questo esempio) ed il numero sotto NON sono correlati fra loro. La Classe è infatti legata al fabbisogno di energia non rinnovabile. Il numero sotto, invece, dice che il costo totale del consumo totale è l'energia. È l'indice di prestazione energetica annua, ovvero il consumo atteso annuo (consumo specifico per unità di superficie utile, ovvero quella calpestabile).

NOTA: ciò che è inefficiente dal punto di vista degli edifici è anche molto probabilmente disconfortevole, ma non vale il viceversa (ciò che è confortevole, non è detto sia anche efficiente).

Prestazione energetica

DGR 1275/2015, Allegato A-3, punto 2

Ai fini della attestazione e della relativa classificazione, la prestazione energetica di un edificio o unità immobiliare è rappresentata attraverso l’indice di prestazione energetica globale non rinnovabile EP_gl,nren. È l'energia primaria, ovvero quella che non ha ancora subito alcuna trasformazione.

EP_gl,nren è espresso in energia primaria non rinnovabile per unità di superficie (kWh/m² anno), ed è ottenuto come somma dei singoli servizi energetici forniti nell’edificio in esame:

• Climatizzazione invernale (EP_H,nren)
• Climatizzazione estiva (EP_C,nren)
• Produzione di acqua calda sanitaria (EP_W,nren)
• Ventilazione (EP_V,nren)
• Illuminazione artificiale (EP_L,nren), per il solo settore non residenziale
• Trasporto di cose e persone (EP_T,nren), per il solo settore non residenziale

EP_gl, per un edificio, lo possiamo distinguere in: non rinnovabile (è quello che usiamo per la classificazione energetica, quindi come un edificio si classifica); rinnovabile; totale (se sommiamo le non rinnovabili con le rinnovabili: è usato per sapere quanto un edificio costa).

DGR 1275/2015, Allegato A-3, punto 2

L’indice di prestazione energetica globale non rinnovabile EP_gl,nren, tiene altresì conto dell’energia ausiliaria dei sistemi impiantistici, inclusi i sistemi per l’utilizzo di energia, dei sistemi di cogenerazione, teleriscaldamento e valorizzazione delle fonti rinnovabili.

La determinazione dell’indice di prestazione energetica per l’illuminazione degli ambienti e dell'indice di prestazione energetica per il trasporto di persone è obbligatoria solo per alcune categorie d’uso degli edifici [non residenziali]: E.1 (limitatamente a collegi, conventi, case di pena e caserme), E.2, E.3, E.4, E.5, E.6, E.7.

La classe di un edificio non è univocamente definita ma dipende dal tipo di edificio. In Italia, gli edifici sono classificati per categorie d'uso. Nella tabella sotto sono illustrati.

Categorie d’uso degli edifici

DPR 412/1993

La distinzione è ovviamente data dal fatto che in un'abitazione civile ci si vive molto più tempo rispetto a quelle vacanze ad esempio, quindi è inutile fare interventi troppo invasivi in questi ultimi.

(casa vacanza) Nelle piscine si deve mantenere una temperatura molto più alta, ovvero 28 °C. Quindi è impossibile avere la stessa soluzione per qualunque classe!!!

Riscaldamento a pavimento: andrebbe tenuto acceso di continuo, perché se lo si spegne ci vogliono molte ore prima che scaldi. Quindi se non ci sono non si contano nel calcolo di EP, tranne il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria, che vanno sempre considerati. Se non sono presenti nell'edificio, nel calcolo della certificazione si assume che ci siano comunque ma che abbiano un comportamento assegnato tipico di un impianto ordinario tipico di un impianto non particolarmente performante.

DGR 1275/2015, Allegato A-3, punto 2

Il calcolo della prestazione energetica si basa sui soli servizi effettivamente presenti nell’edificio in oggetto, fatto salvo quanto segue:

• Il servizio di climatizzazione invernale, che si prevede sia sempre presente;
• Il servizio di produzione di acqua calda sanitaria, che si considera sempre presente per il solo settore residenziale.

Nel caso di edifici privi di impianti per la climatizzazione invernale e la produzione di ACS, se ne deve simulare la presenza in una configurazione standard.

Gli edifici dotati di cappotto non devono trasformarsi in fornaci solari, ovvero non si deve permettere che il calore venga assorbito dall'edificio senza che questo venga ben schermato e, quindi, smaltito. Questo porta ad avere temperature più alte anche soprattutto d'estate, dove si arriva a spendere molto di più per raffreddare l'ambiente rispetto a quello che si spende per riscaldarlo d'estate (il comfort in estate è più difficile da raggiungere: d'inverno, se fa freddo possiamo vestirci di più per stare meglio, ma d'estate, se fa troppo caldo, non sappiamo come fare, perché si continua a sentire molto caldo anche senza vestiti).

Prestazione energetica

DM «Certificazione», Allegato 1, punto 5.1

Ai fini della determinazione della classe energetica complessiva dell’edificio per la redazione dell’APE, in base a quanto suddetto, si procede come segue:

• Si determina il valore di EP_{gl,nren,rif,standard}, per l'edificio di riferimento secondo quanto previsto dall’Allegato 1, capitolo 3 del decreto requisiti minimi, dotandolo delle tecnologie standard riportate nella Tabella 1