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Efficienza energetica e valutazione ambientale nel settore residenziale. Analisi del ciclo di vita di un edificio passivo Relatore: Prof. Zecchin Roberto.

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1 Efficienza energetica e valutazione ambientale nel settore residenziale. Analisi del ciclo di vita di un edificio passivo Relatore: Prof. Zecchin Roberto Correlatore: Ing. Neri Paolo Laureando: Pavanello Romeo Tesi di Laurea in Ingegneria Meccanica (V.O.) Università degli Studi di Padova - Centro Ricerche ENEA di Bologna

2 Valutare lefficienza energetica di un edificio passivo Valutare limpatto ambientale di un edificio passivo Metodo: LCA (Analisi del Ciclo di Vita) Obiettivi della ricerca

3 Definizione di Casa Passiva Fabbisogno invernale (casa passiva): 14 kWh/m 2 anno Fabbisogno invernale (legge 10/91): kWh/m 2 anno

4 Definizione di LCA (Life Cycle Assessment) SETAC (Society of Enviromental Toxicology and Chemistry): E un procedimento che permette di valutare gli impatti ambientali associati ad un prodotto, processo o attività, attraverso lidentificazione e la quantificazione dei consumi di materia, energia ed emissioni nellambiente e lidentificazione e la valutazione delle opportunità per diminuire questi impatti. Norme ISO 14040:2006 e 14044:2006 Confini del sistema: estrazione delle risorse, produzione dei materiali, cantiere edile, costruzione, uso (manutenzione e consumi energetici) e dismissione di edificio e impianti. Unità Funzionale: edificio durante una vita utile assunta di 100 anni.

5 INVENTARIO Banca Dati Classificazione per categorie di impatto e per categorie di danno Caratterizzazione Normalizzazione Valutazione ambientale Obiettivi dello studio Unità Funzionale Confini del Sistema Materiali Processi Energie Materiali Processi Energie Emissioni Schema logico dell LCA

6 Metodi di valutazione Impact SVIZZERA EDIPDANIMARCA EcoIndicator 99 OLANDA EPS 2000 SVEZIA

7 Ledificio passivo Semilcos di Vicenza Prospetto Nord

8 Ledificio passivo Semilcos di Vicenza Prospetto Sud

9 Appartamento B2: scelta dei moduli

10 Appartamento B2 (100 mq) Muratura esterna sp. 57,5 cm Trasmittanza: 0,109 W/m 2 K (<0,37 W/m 2 K) Muratura su vano scale sp. 48 cm Trasmittanza: 0,209 W/m 2 K (<0,37 W/m 2 K) Serramenti: triplo strato sp. 12 mm Trasmittanza: 0,6 W/m 2 K (<2,4 W/m 2 K)

11 MURATURA ESTERNA spessore 57,5 cm - trasmittanza 0,109 W/m 2 K Temp. esterna invernale: - 5°C Temp. interna invernale: + 20°C

12 MURATURA su VANO SCALE spessore 48 cm - trasmittanza 0,209 W/m2K Temp. interna invernale: + 20°C Temp. interna invernale: + 13°C

13 Appartamento B2 (100 mq) Solaio sopra i garage sp. 75 cm Trasmittanza: 0,109 W/m 2 K (<0,38 W/m 2 K) Solaio di copertura sp. 65 cm Trasmittanza: 0,103 W/m 2 K (<0,32 W/m 2 K)

14 SOLAIO sopra i GARAGE spessore 75 cm - trasmittanza 0,109 W/m2K Temp. interna invernale: + 20°C Temp. esterna invernale: + 13°C

15 Fabbisogno energetico invernale Appartamento B2 (dati da Termotecnica): Energia primaria = 1383 kWh/a (con ventilazione forzata) Efficienza energetica = 13,83 kWh/m 2 a (superficie calpestabile 100 mq) MJ (100 anni) = ,6 kWh (COP=3,7)

16 LCA dellappartamento B2 Riscaldamento Raffrescamento Acqua calda sanitaria Garage Solaio interpiano Muratura esterna Solaio sopra garage Muratura interna Fossil Fuels Respiratory inorganics Land Use

17 LCA delledificio Riscaldamento Raffrescamento Acqua calda sanitaria Garage Solaio Interpiano (4) Muratura esterna Solaio sopra garage Copertura Muratura su vano scala Muratura interna Fondazioni Fossil Fuels Respiratory inorganics Land Use

18 Edificio Passivo–Metodo EcoIndicator99* In Human Health: categoria di impatto maggiore è Respiratory inorganics dovuto a Particulate; danno maggiore è in Garage e Raffrescamento estivo dovuto a CO 2 ; In Ecosystem Quality : categoria di impatto maggiore è Land use dovuto a Occupation, construction site; danno maggiore è in Edificio; In Resources : categoria di impatto maggiore è Fossil Fuels dovuto a Oil crude e Gas natural; danno maggiore è in Raffrescamento estivo; * banca dati modificata

19 Edificio: confronto tra le fasi del ciclo di vita Costruzione e Dismissione Fase duso (100 anni) Danno: 10,1 E4 Pt 69,28% del totale Danno: 4,46 E4 Pt 30,72% del totale Energia: 12,06 E6 MJ 59,61% del totale Energia: 8,04 E6 MJ 40,39% del totale Riscald: 10% Raffrescam: 17% ACS : 4%

20 Rapporto di proporzionalità = 9 Fase del ciclo di vita: costruzione e dismissione Rapporto tra i punteggi di danno pari a 9,87 Appartamento B2Edificio

21 Rapporto di proporzionalità = 9 Fase del ciclo di vita: fase duso (riscaldam., raffrescam.,acqua calda sanitaria) Rapporto tra i punteggi di danno pari a 6,84 Appartamento B2Edificio

22 Rapporto di proporzionalità = 9 Il ciclo di vita intero Rapporto tra i punteggi di danno pari a 8,56 EdificioAppartamento B2

23 Edificio a norma d.lgs.311 dal 01/01/08 Trasmittanza da d.lgs.311 dal 01/01/08: strutture opache verticali: 0,37 W/m 2 K strutture opache di copertura: 0,32 W/m 2 K pavimenti verso locali non riscaldati o verso lesterno: 0,38 W/m 2 K Edificio modificato a norma di legge (uguale S/V e serramenti): muratura esterna: spessore da 20 a 1 cm (da 0,11 a 0,35 W/m 2 K) copertura: spessore da 30 a 9 cm (da 0,11 a 0,31 W/m 2 K) solaio sopra i garage: spessore da 25 a 9 cm (da 0,11 a 0,347 W/m 2 K) Dati da Termotecnica: energia primaria invernale (ventilaz. forzata): da MJ a MJ energia primaria invernale (ventilaz. naturale): da MJ a MJ aumento trasmittanza di 3 volte aumento energia primaria di 5,7 volte di cui: –aumento perdite per trasmissione di 2,4 volte –aumento perdite di ventilazione di 3,3 volte

24 Confronto tra ledifico passivo e ledificio modificato Costruzione e Dismissione Edificio a norma 2008Edificio passivo riduzione di energia: 6,3 % riduzione del danno: 3,33 %

25 Confronto tra ledifico passivo e ledificio modificato Fase duso: riscaldamento e raffrescamento aumento di energia 158 % aumento del danno: 153 % Edificio a norma 2008Edificio passivo

26 Fine vita - Processo di Incenerimento Processo di riciclo: raccolta, trasporto, separazione e incenerimento Coprodotto processo di riciclo: produzione di energia termica&elettrica Allocazione energetica: energia consumata dal processo di riciclo rispetto allenergia totale (MJ/kg) con prodotto evitato senza prodotto evitato con coprodotto allocazione: 59,25% del processo (senza prodotto evitato) con coprodotto allocazione: 59,25% del processo (senza prodotto evitato)

27 Fine vita – Processo di riciclo: acciaio Processo di riciclo: raccolta, pressatura e trasporto materiale Coprodotto processo di riciclo: produzione di acciaio secondario Allocazione energetica: energia consumata dal processo di riciclo rispetto allenergia totale (MJ/kg) con coprodotto allocazione: 4,53% del processo (senza prodotto evitato) con coprodotto allocazione: 4,53% del processo (senza prodotto evitato) con prodotto evitato senza prodotto evitato

28 Impatto ambientale da illuminazione Ipotesi: 50% di energia per illuminazione dipende dalle caratteristiche architettoniche delledificio Edificio passivo: energia non rinnovabile è 35% del totale 1,5 volte superiore al riscald.+raffrescam.

29 Impatto ambientale da illuminazione Ipotesi: 50% di energia per illuminazione dipende dalle caratteristiche architettoniche delledificio Edificio a norma 2008: energia non rinnovabile è 26% del totale 0,5 volte superiore al riscald.+raffrescam.

30 Analisi dei costi interni ed esterni COSTI INTERNI COSTRUZIONE USO 6722 /anno (riscald+raffrescam)(0,19 /kWh) RISPARMIO /anno (risp. Edificio a norma 311 dal 2008) RECUPERO investimento avviene in 42 anni (aumento medio annuo costo en.elettr. 10%) DISMISSIONE (5% energia totale C&D)

31 Analisi dei costi interni ed esterni COSTI ESTERNI Metodo EPS Disponibiltà a pagare per evitare peggioramenti allambiente e alla salute umana, su base mondiale SALUTE UMANA RISORSE BIODIVERSITA 6678 CAPACITA PRODUZIONE ECOSISTEMA Totale 1,37 milioni

32 Conclusioni Gli edifici passivi garantiscono un consumo di energia e un impatto ambientale inferiore nellintero ciclo di vita, rispetto alle costruzioni tradizionali. Le fasi di costruzione e dismissione risultano più energivore ed impattanti di quella duso, contrariamente a quanto accade negli edifici tradizionali. Le trasmittanze (d.lgs.311) al 2010 restano superiori: 3 volte. Le catogorie dimpatto maggiori sono Fossil Fuels (lavorazioni) e Respiratory Inorganics (emissioni). Da un punto di vista di costi-benefici, la casa passiva consente un risparmio di lungo periodo. Energia elettrica per illuminazione rappresenta un consumo notevole al pari dei consumi di riscaldamento/raffrescamento: nelle case passive cè la ricerca della massimizzazione degli apporti solari (luce).


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