Piano formativo 2013-2014
Energia e sostenibilita':
Elementi di diagnosi energetica
MUSA
Settore Ambiente e Protezione Civile
del Comune di Modena
Relatori: Ing. Ana Maria Solis
Ing. Michele Bocelli
Dott.Gianluca Avella
2° INCONTRO
Modena, 27 novembre 2013
SOMMARIO
•Elementi preliminari:
• efficienza energetica
• energia e potenza
• energia termica ed elettrica
•Il benessere termoigrometrico
•Diagnosi energetiche: elementi da considerare
• Caratteristiche dell’edificio: l’”involucro”
• Elementi sull’impianto
• I guadagni gratuiti, non sempre un regalo gradito
• Aria fresca!
• Riscaldiamo quando, dove e quanto serve
• I consumi elettrici
• Indagine sugli sprechi
Diagnosi energetiche: diversi modelli a confronto
Appunti: i vasi di nutella,la lampada accesa,
la parete
Le persone, lo standby, il tetto isolato, il
pannello FV,
Tener fuori il sole dalle finestre, il ricambio
d’aria…
Il vetro doppio e singolo
La firma energetica per Pavullo
IL CONTRIBUTO DELLE SCUOLE ALLA SPESA ENERGETICA
DEL COMUNE DI MODENA
Principio ispiratore del discorso è che la spinta all’azione corretta
presuppone la consapevolezza:
•(auto/)Analisi dei consumi
•Valutazione delle reali necessità energetiche (e degli sprechi)
•Diagnosi energetiche
•Monitoraggio delle condizioni di benessere dell’ambiente
scolastico
•…
IL CONTRIBUTO DELLE SCUOLE ALLA SPESA ENERGETICA
DEL COMUNE DI MODENA
ripartizione dei consumi di EE - Acqua - Gas
38,6%
22,0%
12,1%
8,6%
3,6%
11,1%
Scuole
Strutture Sportive
Strutture Culturali
Strutture Sociali
Uffici comunali
I.P.
Restanti
4,0%
ripartizione dei consumi di Riscaldamento
41,6%
19,1%
17,2%
9,6%
6,4%
6,1%
Scuole
Strutture Sportive
Strutture Culturali
Strutture Sociali
Uffici comunali
Restanti
ENERGIA E POTENZA:
è ben chiaro il significato di questi concetti?
In un incontro con studenti di 3° media:
“quale personaggio sprigiona più energia
nella sua prestazione sportiva?”
Stefano Baldini
Usain Bolt
La risposta iniziale è stata corretta dopo un’altra domanda provocatoria: “chi dei
due ha dovuto mangiare più piatti di pasta/ali di pollo per ricaricarsi?”
CONCETTI BASILARI
 Energia: la capacità di un qualcosa di svolgere
lavoro.
L'unità di misura “commerciale” è il Kwh (chilovattora), che vale
complessivamente sui 16-20 cent nelle nostre bollette domestiche.
 E' il quantitativo per tenere accesa una quindicina di lampadine per
un'ora, o 4ore un frigorifero, o 20min una lavatrice.

 Potenza: esprime la “velocità” con cui si
sprigiona energia, o viene compiuto un lavoro.
 Per questo argomento faremo riferimento al kW (chilowatt).
 Nel concetto di potenza è insito anche quello di “possibilità” di svolgere
un determinato lavoro (ad. Es, se non sono allacciato ad una fornitura
di almeno 3kW non posso pensare di azionare una lavatrice ed un
microonde).
PROPOSTE DI RIFLESSIONE PER GLI STUDENTI
DI OGNI ORDINE SCOLASTICO
Quante e quali forme di energia conosciamo?
Indaghiamo sulle trasformazioni tipiche dell’energia,
fra forme apparentemente equivalenti
Riflettiamo sul fatto che però il flusso delle
trasformazioni è irreversibile, e procede “degradando”
da forme “pregiate” a meno utili (perdite)
A scala mondiale ma uscendo dalla dimensione
umana “moderna”, possiamo dedurre che il Sole
rifornisce il ciclo energetico in modo inesauribile?
Energia elastica
Energia
Energia potenziale
cinetica
Energia termica
Energia chimica
Energia meccanica
Energia elettrica
Energia solare
Energia potenziale
gravitazionale
Energia geotermica
Energia luminosa
Energia animale
Energia sonora
Energia nucleare
Energia elettromagnetica
Energia eolica
LE TANTE UNITA’ DI MISURA ENERGETICHE
In ambito comunicativo/didattico, si ritiene molto utile
imparare (ed insegnare) a ragionare in relazione alle diverse
unità di misura dell’energia, fra di loro anche
“disomogenee”:
-Ambito scientifico: J, MJ, kW…
-Ambito alimentare: kCal
-Ambito commerciale / economico: kWh… €…
-Ambito ambientale: TEP (tonnellate equivalenti di petrolio),
Kg CO2 emessa
-…
-Molto interessante, poi, esprimersi in termini unitari
-(kg CO2/pro capite, kWh/mq, €/anno, …/ora…)
LE TANTE UNITA’ DI MISURA
ENERGETICHE
Un vaso di Nutella
fornisce l’energia
necessaria per un
ciclo di lavatrice.
ALCUNI ESEMPI DI CONVERSIONE
(equivalenze energetiche)
1kWh = 3,6 MJ
Infatti 1 kWh = 3.600 kW s = 3.600 kJ = 3,6 MJ
-1TEP = 41,8 GJ = 11.611 kWh = 11,6 MWh
-parliamo di ENERGIA PRIMARIA, partendo dall’assunto che 1 ton di petrolio
genera per combustione 4,18 x 1010 J
-1TEP = 5,3 MWhel
-L’energia elettrica è un VETTORE energetico: in buona parte viene prodotta da
una conversione di energia primaria da fonte fossile. Il fattore di conversione in
questo caso è stato assunto pari al 46%. Si tratta di un valore di efficienza: da
100kWh di energia “chimica” ottengo 46 kWh di energia elettrica. Si tratta di un
coefficiente che tiene conto di “medie” territoriali, che aumenta man mano che
aumenta la quota di rinnovabili e l’efficienza delle centrali termoelettriche.
-Vedi esempio / esercizio 1
BENESSERE TERMICO E RELATIVI COSTI
Il benessere termoigrometrico è un concetto di per
sé soggettivo, essendo percepito diversamente da
ogni soggetto .
Alcuni studi hanno cercato di “oggettivizzarlo”,
pervenendo ad alcune considerazioni di carattere
generale e di guida alla buona progettazione.
Concetti chiave che spiegheremo brevemente (salvo
successivi approfondimenti):
Convezione e Irraggiamento
Temperatura operante
Umidità assoluta e relativa
COSTI UNITARI PER RISCALDAMENTO
Nel nostro ambito scolastico, al cospetto di edifici progettati secondo
criteri in parte superati, ci si deve accontentare di livelli di benessere
“accettabili” ed a costi piuttosto sostenuti.
BILANCIO TERMICO DEGLI EDIFICI
I fattori che entrano in gioco nel bilancio energetico termico di
un edificio sono essenzialmente:
PERDITE
PER TRASMISSIONE: il calore che fluisce attraverso le pareti
della scatola, in virtù del fatto che la temperatura interna è >
di quella esterna. La resistenza termica è quella caratteristica
fisica tipica di ogni componente dell’involucro edilizio.
Tipicamente i nostri edifici, realizzati in epoca in cui si era
meno sensibili al risparmio energetico, hanno una bassa
resistenza termica.
PER VENTILAZIONE: per la salubrità degli spazi occorre il
ricambio fra aria viziata interna, che è stata riscaldata, con
aria fresca esterna, che dovrà essere riscaldata mediante una
“spesa” energetica. Fondamentale per la salute, necessario il
buonsenso.
BILANCIO TERMICO DEGLI EDIFICI
GUADAGNI / APPORTI GRATUITI
APPORTO SOLARE: In pratica l’effetto del sole che entra in
aula; soprattutto nelle mezze stagioni, si tratta di un contributo
molto importante.
APPORTI INTERNI: L’effetto del calore metabolico delle
persone presenti nella stanza, ma anche la dispersione
termica delle apparecchiature. Questo fattore assume valori
preponderanti negli uffici.
Importante evidenziare che nella stagione calda gli apporti
gratuiti sono in realtà fattori indesiderati, anche se
attualmente non c’è alcuna intenzione di dotare di impianti di
condizionamento le aule scolastiche.
GUADAGNI / APPORTI GRATUITI
Importante evidenziare
che nella stagione calda gli
apporti gratuiti sono in
realtà fattori indesiderati,
anche se attualmente non
c’è alcuna intenzione di
dotare di impianti di
condizionamento le aule
scolastiche.
EFFICIENZA ENERGETICA:
quanta energia devo utilizzare per compiere un lavoro?
Ad esempio: quanti km percorro con 1 litro di carburante?
EFFICIENZA IMPIANTI TERMICI
Vediamo ora i singoli contributi
hp : efficienza di generazione: è il rapporto fra quanta energia
“chimica” (gas) entra nell’impianto e quanto calore viene sviluppato e
trasmesso all’acqua, vettore del calore.
hd : efficienza di distribuzione: quanto del calore fornito all’acqua
arriva a destinazione? Quanto invece viene disperso durante il viaggio,
irradiato dalle tubazioni?
he : efficienza di emissione: quanto del calore emesso dal mio
terminale (radiatore, ventilconvettore, pavimento radiante etc)
contribuisce al nostro benessere? Quanto invece non coglie nel segno,
ad esempio stratificando presso il soffitto?
hr : efficienza di regolazione: è il rapporto fra il mio obiettivo di
comfort (19-20°C) e quanto invece sono portato a “sballare”,
raggiungendo talora addirittura temperature eccessive.
hut : efficienza di utilizzo: in realtà è un’invenzione personale, ma
suggerisce la misura di un rapporto fra energia impiegata per scaldare le
strutture e la reale necessità di farlo.
EFFICIENZA IMPIANTI TERMICI
Reale
comportamento
dell’ “organismo”
edificio
Report temperature rilevate
EFFICIENZA ENERGETICA NELL’ILLUMINAZIONE
Tratto da pubblicazione:
INTRODUZIONE ALLA DIAGNOSI ENERGETICA
In cosa si differenzia dalla Certificazione Energetica
Esempi di Diagnosi redatte da “Ingegneri Riuniti”
Attività proposta da Bando Ministeriale “Sole a
Scuola”
Firma Energetica
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