Università degli Studi di Padova - Centro Ricerche ENEA di Bologna

Presentazione sul tema: "Università degli Studi di Padova - Centro Ricerche ENEA di Bologna"— Transcript della presentazione:

1 Università degli Studi di Padova - Centro Ricerche ENEA di Bologna
Tesi di Laurea in Ingegneria Meccanica (V.O.) 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

2 Università degli Studi di Padova - Centro Ricerche ENEA di Bologna
Obiettivi della ricerca Valutare l’efficienza energetica di un edificio passivo Valutare l’impatto ambientale di un edificio passivo Metodo: LCA (Analisi del Ciclo di Vita)

3 Definizione di Casa Passiva
Fabbisogno invernale (casa passiva): 14 kWh/m2anno Fabbisogno invernale (legge 10/91): kWh/m2anno

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 l’identificazione e la quantificazione dei consumi di materia, energia ed emissioni nell’ambiente e l’identificazione 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 anni.

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

6 Metodi di valutazione EPS 2000 EDIP Impact 2002+ EcoIndicator 99
OLANDA EPS 2000 SVEZIA EDIP DANIMARCA Impact 2002+ SVIZZERA

7 L’edificio passivo Semilcos di Vicenza
Prospetto Nord

8 L’edificio 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/m2K (<0,37 W/m2K) Serramenti: triplo strato sp. 12 mm Trasmittanza: 0,6 W/m2K (<2,4 W/m2K) Muratura su vano scale sp. 48 cm Trasmittanza: 0,209 W/m2K (<0,37 W/m2K)

11 MURATURA ESTERNA spessore 57,5 cm - trasmittanza 0,109 W/m2K
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 di copertura sp. 65 cm
Trasmittanza: 0,103 W/m2K (<0,32 W/m2K) Solaio sopra i garage sp. 75 cm Trasmittanza: 0,109 W/m2K (<0,38 W/m2K)

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/m2a (superficie calpestabile 100 mq) MJ (100 anni) = ,6 kWh (COP=3,7)

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

17 Respiratory inorganics
LCA dell’edificio Solaio Interpiano (4) Raffrescamento Muratura esterna Fossil Fuels Acqua calda sanitaria Muratura su vano scala Riscaldamento Copertura Solaio sopra garage Garage Muratura interna Fondazioni 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 CO2; 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
Fase d’uso (100 anni) Costruzione e Dismissione Energia: 12,06 E6 MJ 59,61% del totale Energia: 8,04 E6 MJ 40,39% del totale Riscald: 10% Raffrescam: 17% ACS : 4% Danno: 10,1 E4 Pt 69,28% del totale Danno: 4,46 E4 Pt 30,72% del totale

20 Rapporto di proporzionalità = 9
Fase del ciclo di vita: costruzione e dismissione Rapporto tra i punteggi di danno pari a 9,87 Appartamento B2 Edificio

21 Rapporto di proporzionalità = 9
Fase del ciclo di vita: fase d’uso (riscaldam., raffrescam.,acqua calda sanitaria) Rapporto tra i punteggi di danno pari a 6,84 Edificio Appartamento B2

22 Rapporto di proporzionalità = 9
Il ciclo di vita intero Rapporto tra i punteggi di danno pari a 8,56 Edificio Appartamento 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/m2K strutture opache di copertura: 0,32 W/m2K pavimenti verso locali non riscaldati o verso l’esterno: 0,38 W/m2K 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/m2K) copertura: spessore da 30 a 9 cm (da 0,11 a 0,31 W/m2K) solaio sopra i garage: spessore da 25 a 9 cm (da 0,11 a 0,347 W/m2K) 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 l’edifico passivo e l’edificio modificato
Costruzione e Dismissione Edificio a norma 2008 Edificio passivo riduzione di energia: 6,3 % riduzione del danno: 3,33 %

25 Confronto tra l’edifico passivo e l’edificio modificato
Fase d’uso: riscaldamento e raffrescamento Edificio a norma 2008 Edificio passivo aumento di energia 158 % aumento del danno: 153 %

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 all’energia totale (MJ/kg) con prodotto evitato con coprodotto allocazione: 59,25% del processo (senza prodotto evitato) 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 all’energia totale (MJ/kg) con prodotto evitato con coprodotto allocazione: 4,53% del processo (senza prodotto evitato) senza prodotto evitato

28 Impatto ambientale da illuminazione
Ipotesi: 50% di energia per illuminazione dipende dalle caratteristiche architettoniche dell’edificio 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 dell’edificio 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
COSTRUZIONE € USO €/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 all’ambiente e alla salute umana, su base mondiale SALUTE UMANA € RISORSE € BIODIVERSITA’ € CAPACITA’ PRODUZIONE ECOSISTEMA € Totale ,37 milioni €

32 Conclusioni Gli edifici passivi garantiscono un consumo di energia e un impatto ambientale inferiore nell’intero ciclo di vita, rispetto alle costruzioni tradizionali. Le fasi di costruzione e dismissione risultano più energivore ed impattanti di quella d’uso, contrariamente a quanto accade negli edifici tradizionali. Le trasmittanze (d.lgs.311) al 2010 restano superiori: 3 volte. Le catogorie d’impatto 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 c’è la ricerca della massimizzazione degli apporti solari (luce).