ZEMedS School Technical Financial Toolkit nZEB renovation ... MARCHE... · energia quasi pari a...

ZEMedS School Technical & Financial ToolkitnZEB renovation for Mediterranean schools

Il progetto in pillole

Il Progetto ZEMedS (Zero Energy MEDiterranean Schools) ha unadurata di 3 anni ed è cofinanziato dalla Commissione Europeaattraverso il Programma Energia Intelligente per l’Europa (IEE).

Il Progetto promuove la riconversione degli edifici scolastici delMediterraneo così da renderli a energia quasi zero (nearly Zero-Energy Buildings - nZEB).

L’obiettivo generale di ZEMedS è aumentare la consapevolezza eil know-how sui principi del nZEB e fornire supporto a numeroseiniziative di riconversione energetica delle scuole del Mediterraneo

Partners

1.ASCAMMFondazione Privata (ES ) Coordinatore2.ANCI TOSCANA ‐ Associazione Nazionale dei Comuni Italiani, regione Toscana (IT)3.Dipartimento dell’Educazione della Catalogna (ES)4.Eurosportello Confesercenti (IT)5.FUNDITEC (ES) ‐ Fondazione per lo sviluppo, l’innovazione e la tecnologia (ES)6.Gefosat (FR)7.Agenzia locale per l’energia di Montpellier (FR)8.Comune di Peristeri (GR)9.National and Kapodistrian University of Athens (GR)10.Provincia di Ancona (IT)

Quadro normativo europeo

Tre direttive guidano lo sforzo pubblico per la ristrutturazione e l'efficienza energetica

degli edifici:

Direttiva sul rendimento energetico degli edifici (EPBD): La EPBD prevede diversi

requisiti, tra cui la necessità che gli edifici pubblici siano a energia quasi zero entro il

2019 e tutti i nuovi edifici entro il 2021. La direttiva EPBD impone inoltre agli Stati

membri di fissare dei requisiti minimi di rendimento energetico per i nuovi edifici e gli

edifici oggetto di ristrutturazione, al fine di raggiungere livelli ottimali di costo

Direttiva sull'efficienza energetica (EED): La EED contiene una serie di misure

obbligatorie volte a offrire un risparmio energetico in tutti i settori e prescrive agli Stati

membri di stabilire una strategia a lungo termine per la mobilitazione degli investimenti

nella ristrutturazione di edifici residenziali e commerciali

Direttiva sulle energie rinnovabili (RED): La RED è un atto legislativo di guida sulla

diffusione delle energie rinnovabili, sulle soluzioni per gli edifici e sulla loro integrazione

nelle infrastrutture energetiche locali

Quadro normativo europeo

La definizione migliore di NZEB disponibile a livello di UE è menzionata nella Direttiva

sul rendimento energetico nell'edilizia (EPBD), all'articolo 2: un edificio che ha una

"prestazione energetica molto bassa. La quasi zero o molto bassa quantità di energia

necessaria dovrebbe essere coperta in misura molto significativa da fonti rinnovabili,

compresa l'energia da fonti rinnovabili prodotta in loco o nelle vicinanze"

La stessa direttiva stabilisce che «gli Stati membri entro il 31 dicembre 2020 dovranno

assicurare che tutti i nuovi edifici siano a energia quasi zero, e che dopo il 31

Dicembre 2018 i nuovi edifici occupati e di proprietà di autorità pubbliche siano a

energia quasi pari a zero"

Inoltre gli Stati membri dovranno "elaborare piani nazionali destinati ad aumentare il

numero di edifici quasi zero-energia" e "seguendo l'esempio principale del settore

pubblico, sviluppare politiche e adottare misure quali la fissazione di obiettivi al fine

di stimolare la trasformazione di edifici ristrutturati in edifici a zero-energia"

Italia: quadro nazionale

Quadro legislativo:

• la Legge n. 90, 3 ago 2013 adotta la Direttiva EPBD 2010/31/UE e introduce il

concetto di edifici NZEB. Tuttavia, mancano ancora diversi decreti, tra cui il decreto

che definisce la metodologia di calcolo della prestazione energetica degli edifici

(allegato 1 della direttiva 2010/31 / UE - EPBD)

• Il piano italiano NREAP 2010 afferma che per i nuovi edifici e le ristrutturazioni

importanti esistenti, il 50% del consumo di energia previsto per acqua calda sanitaria,

il riscaldamento e il raffreddamento deve essere coperto da fonti rinnovabili. Ci sarà

un graduale aumento di tale percentuale fino al 2017

15 Luglio 2015 pubblicati in gazzetta i nuovi DECRETI ATTUATIVI della

Legge 90/2013, in vigore il 01 Ottobre 2015

• Decreto 26 giugno 2015 – DM requisiti minimi

• Decreto 26 giugno2015 – Certificazione energetica (nuovo APE)

• Decreto 26 giugno2015 – Relazione tecnica

Attività e Risultati Attesi• Sviluppo di strumenti per il supporto tecnico e finanziario per la riconversione energetica nZEB delle scuole del Mediterraneo

Toolkits

• Sviluppo e analisi di 10 casi studio con approfondimenti sulle soluzioni adottate per la riconversione energetica

Case Studies

• Sviluppo di 5 bandi per gare d’appalto, che potranno essere volontariamente adottati, da parte di almeno 5 autorità pubbliche in 4 paesi del Mediterraneo

Guidelines for Specifications

• Supporto di 40 nuove iniziative di riconversione di edifici scolastici del Mediterraneo secondo i principi nZEB

Support to new initiatives

•Organizzazione di 60 eventi di formazione e 5 di capacity building. Training

Toolkits

8

Cosa è un Toolkit?

• Strumento a disposizione degli stakeholder per l’informazione e l’applicazionideitem

• Presentazione di 334 Slides disponibile a:• http://www.zemeds.eu/it/strumenti• http://www.zemeds.eu/school‐toolkits

Perchè realizzare un Toolkit?

• Perché il toolkit individua e unifica le varie definizioni utilizzate perindividuare l'acronimo Nzeb (edifici a impatto quasi zero) identificando iprincipali ostacoli e restrizioni che ne impediscono l'applicazione, analizzandopossibili scenari d'impatto in ambito sociale, ambientale ed economico.

• Perché in tema di risparmio energetico non esiste una soluzione universale,ma molteplici buone pratiche da valutare a seconda dei casi. Da qui lanecessità di presentare tecniche e metodi di costruzione in tema diedifici Nzeb in relazione alle necessità specifiche di ogni scuola, regionee nazione.

• Perchè non esiste un meccanismo di finanziamento che copra interamenteinterventi destinati alla costruzione/recupero di edifici secondo standardNzeb. Il toolkit identifica quindi fondi reperibili in campo nazionale einternazionale che consentano di finanziare strumenti per realizzare leazioni di rinnovamento secondo le linee guida Nzeb, e individua alcunisuggerimenti che possano aiutare i decision-makers nella stesura dei futuribudget individuando voci di spesa dedicate ai suddetti fondi.

Il toolkit è stato realizzato per offrire una guida per Istituzioni pubbliche,Decision Makers, e professionisti che necessitano informazioni perimplementare iniziative tese al restauro e rinnovamento di edifici scolasticiseocondo gli standard Nzeb

La struttura dei Toolkits

StrategieTecniche

StrategieOperative

Obiettivi e Benefici

Costi FinanziamentiSoluzioni

Definizione di nZEB in ZEMedS

Energia primaria da fonti energetiche non rinnovabili coperte da energie rinnovabili

0 kWh/m².year

(annual balance)

Consumo finale di energia (tutti gli usieccetto DHW &

cucina)

CFE ≤ 25 kWh/m².year

Surriscaldamentolimitato a

40 hours over 28ºC annually

Qualità ambientale interna (IEQ) garantita

CO2 ≤ 1000 ppm


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Attualmente (agosto 2014), non esiste una definizione ufficiale per quanto

riguarda NZEB applicabile agli edifici esistenti.

Case Studies

13

Casi di Studio

Gli strumenti sviluppati nel corso del progetto saranno applicati a 10 casi distudio, all’interno dei quali saranno presentati, in maniera molto dettagliata, lesoluzioni per la ristrutturazione, ad impatto vicino allo zero, delle scuole. I casi distudio saranno costituiti da scuole esistenti che non rispettano gli standard minimidal punto di vista energetico e necessitano di una ristrutturazione. L’idea allabase del progetto è quella di valutare l’impatto, l’applicabilità, i costi, i tempirelativi alla ristrutturazione ad impatto vicino allo zero di queste scuole.

Guidelines for Technical Specifications

15

Linee guida per Bandi e Capitolati

• E’ in corso lo sviluppo di Linee Guida per i capitolati ebandi di Gara

• Queste linee guida verranno presentate nell’eventogenerale di fine anno

• Includono:• Stato dell’arte sulla normativa appalti• Definizione della strategia di implementazione

• Requisiti chiari per tutta la fase di implementazione

• Piani per il raggiungimento delle prestazioni previste

• Metodi e criteri per garantire la coerenza tra le vaire fasi implementative


17

Supporto a nuove iniziative NZEB

Il progetto promuoverà attivamente l’implementazione degli strumenti tecnici efinanziari per la ristrutturazione ad impatto vicino allo zero degli edifici scolasticinei paesi coinvolti.

• Presentazione dell’approccio, strategie e soluzioni

• Diagnosi energetica di massima del caso

• Definizione di un possibile piano di misure da adottare per raggiungerel’obiettivo nZEB.


ENSE: Educational Department of Catalunya RegionMANAGES2335 public schools and 1339 private schools

ALEM: Local Energy Agency of MontpellierGEFOSAT: Energy ConsultantsENERGY ADVISORSfor 31 cities, 400k inhabitants

ANCI toscana: National Association of ItaltianMunicipalities of TuscanySUPPORTfor 250 municipalities

ProvAN: Province of AnconaMANAGES43 secondary schoolsIMPLEMENTATION BRIDGEfor 49 municipalities

PERISTERI: Municipality of PeristeriCOORDINATES145 schools (ownedby school building organizations)


• Esiste un database che sarà presto on-line dei potenziali candidati NZEB• In ogni Regione sono stati contattati alcune enti pubblici e selezionati alcuni

progetti da supportare

46 candidati nelle Marche

8 progetti in fase di selezione

Interessato?

Training

21

Eventi formative e Capacity Building

Ogni regione proporrà:• 12 seminari formativi (Giugno – Ottobre 2015)• 1 evento Capacity Building (Novembre 2015)

Attività e Risultati Attesi• Sviluppo di strumenti per il supporto tecnico e finanziario per la riconversione energetica nZEB delle scuole del Mediterraneo

Toolkits

• Sviluppo e analisi di 10 casi studio con approfondimenti sulle soluzioni adottate per la riconversione energetica

Case Studies

• Sviluppo di 5 bandi per gare d’appalto, che potranno essere volontariamente adottati, da parte di almeno 5 autorità pubbliche in 4 paesi del Mediterraneo

Guidelines for Specifications

• Supporto di 40 nuove iniziative di riconversione di edifici scolastici del Mediterraneo secondo i principi nZEB


•Organizzazione di 60 eventi di formazione e 5 di capacity building. Training

Toolkits

24

La struttura dei Toolkits

StrategieTecniche

StrategieOperative


Costi FinanziamentiSoluzioni


Energia primaria da fonti energetiche non rinnovabili coperte da energie rinnovabili

0 kWh/m².year

(annual balance)

Consumo finale di energia (tutti gli usieccetto DHW &

cucina)

CFE ≤ 25 kWh/m².year

Surriscaldamentolimitato a

40 hours over 28ºC annually

Qualità ambientale interna (IEQ) garantita

CO2 ≤ 1000 ppm


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Attualmente (agosto 2014), non esiste una definizione ufficiale per quanto

riguarda NZEB applicabile agli edifici esistenti.

Scuole nZEB: requisiti

NZEB energy balance range

Final energy consumption

Rene

wable ene

rgy balance (Fon

tien

ergetiche

alternative‐fossil fuels)

Net‐zero line

25 kWh/m2/y


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Requisiti metodologici

Esecuzione di una "simulazione termica dinamica"• convalidare il consumo finale di energia previsto (che indica il consumo ad

utilizzo)

• convalidare l’obiettivo del comfort estivo• aiutare i decisori ad ottimizzare il progetto (miglior compromesso tra isolamento,

comfort estivo e luce naturale)

Calcolo di altri consumi energetici• stimare il consumo di acqua calda sanitaria• stimare il consumo in cucina• stimare il consumo specifico di energia elettrica a seconda delle

apparecchiature• identificare la maggior parte delle apparecchiature che consumano

energia

Studio sulle fonti di energia rinnovabile• valutare il potenziale energetico locale• determinare la fattibilità tecnico‐economica• considerare, quando necessario, le Fonti energetiche alternative

nelle vicinanze o le smart grids


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative


Criteri chiaveper nZEB nelle

scuole Med


Requisitimetodologici

Casi speciali

Osservazioni

Motivazioni Definizione di nZEB Benefici Approccio

ZEMedS

Requisiti metodologici

Misurare la tenuta dell’aria dell'edificio• Prima dei lavori, individuare i punti deboli esistenti• Dopo i lavori, convalidare l'implementazione in base alle esigenze

specifiche dei progetti e applicare misure correttive

Monitoraggio dei lavori• misurare il consumo reale per uso• misurare le condizioni interne per valutare le esigenze di comfort e di

salute• adottare misure correttive o nuove azioni per migliorare l'utilizzo

dell'edificio• sostenere il piano di comunicazione che coinvolge gli utenti


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative


Criteri chiaveper nZEB nelle

scuole Med


Requisitimetodologici

Casi speciali

Osservazioni

Motivazioni Definizione di nZEB Benefici Approccio

ZEMedS

Criteri chiave per nZEB nelle scuole MED

ScuoleNZEB

Domandamolto bassa

di riscaldamen

to Evitare ilsurriscaldam

ento

Fornitura di energia

rinnovabile

Garanzia di IEQ

Sensibilizzazione

Educazioneper le future generazioni

Architetturalocale


Strategietecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

Strategieoperative

Approccio ZEMedS: Un altro modello

Un nuovomodello

Verso nZEB

Risorseenergeticherinnovabili

Questionichiave

Lungo termine•Economia locale•Bassa dipendenza

energetica• Impatto ambientale•Cambiamenti climatici

•Alti risparmi•Basse emissioni di CO2•Ambiente più salutare

•Prestazioni degli studenti

Breve termine•Basso risparmio•Alte emissioni

CO2•Delocalizzazione•Alta dipendenza

energetica

Quando una ristrutturazione ha un obiettivo NZEB,

è necessario un cambiamento di modello. Gli

attuali approcci per aumentare l'efficienza

energetica delle scuole non sono più

adeguati, perché il potenziale di

risparmio energetico è limitato.

Inoltre, molti altri criteri, cioè qualità

dell'aria interna, sono

tradizionalmente non considerati

all'inizio della fase di progettazione.

Il nuovo modello deve essere basato

su un approccio olistico e prendere in

considerazione non solo le questioni

energetiche, ma anche altri criteri (ad

esempio il costo globale, le condizioni interne,

le questioni ambientali). Le attuali ristrutturazioni a

breve termine trascurano molti aspetti rispetto ad

approcci orientati a lungo termine. Key aspects short‐term vs. long‐term oriented approach


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Questioni chiave

QUESTIONI CHIAVE PER REGIONI MEDITERRANEE

• Scegliere la strategia giusta di ventilazione

• Basarsi su una serie di tecniche di raffreddamento passivo

• La domanda di riscaldamento è la più alta domanda di energia, anche

nelle regioni MED

• Alto potenziale di energia solare

• L’abbondante luce naturale deve essere ben gestita

QUESTIONI CHIAVE PER GLI EDIFICI SCOLASTICI

• La qualità ambientale degli spazi interni deve essere assicurata

• Il periodo di ristrutturazione deve essere rigorosamente pianificato

durante le vacanze

• Alti guadagni termici interni

• Il comportamento degli utenti è fondamentale sia per garantire l’obiettivo

energetico sia per formare le generazioni future


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Un nuovomodello

Verso nZEB

Risorseenergeticherinnovabili

Questionichiave

Da dove viene il consumo? Cosa consuma di più? Riscaldamento,raffreddamento, illuminazione ... ci sono altri importanti usi energetici?

Azione necessaria: ENERGY AUDITÈ necessario avere una buona conoscenza dell'uso dell’energia e deiconsumi negli edifici scolastici per affrontare un processo di rinnovamentocon obiettivi di alta efficienza energetica.• metodologie nazionali• Revisori locali REPERTORIO• EN 16247-1: 2012 audit energetici - Parte 1: Requisiti generali• ZEMedS – Modello per la valutazione energetica• Workshop su audit e la gestione energetica (CE)

• Criteri di un audit energetico:• Rappresentativo• Affidabile• Basato su misurazioni e dati operativi tracciabili• Costruito quando possibile sul LCCA (Life Cycle Cost

Analysis) invece dello SPP (Simple Payback Period)

Consumo iniziale nelle scuoleObiettivi e Benefici

StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Quali sono i problemi attuali negli ambienti interni? Ci sono anche alteconcentrazioni di alcuni inquinanti? Da dove vengono? Qual è il tasso diventilazione? Ci sono incontri in programma per raccogliere le opinioni degliutenti (troppo caldo, troppo freddo, problemi di abbagliamento, rumore, ecc...)?Azione necessaria: AUDIT IEQ• Nessuno standard di riferimento è attualmente disponibile per un IEQ

(Indoor Environmental Quality) di audit.• Un audit IEQ dovrebbe includere:

• comfort (temperatura, umidità relativa, illuminazione, rumore, odori...)

• tasso di ventilazione• gas ed emissioni (COV, CO, CO2, NOX, SO2, O3, formaldeide,

radon)• particelle, batteri, funghi e fibre in sospensione• campi elettrici ed elettromagnetici, elettricità statica

Vedere la sezione IEQ in questo ToolkitIEQ course for students (Green Education Foundation-USA)IEQ related to HVAC (checklist)

Comfort e UtentiObiettivi e Benefici

StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

La scuola deve essere valutata per quanto riguarda il livello di costruzione,la pianificazione urbana e dei programmi educativi. Informazioni sullasituazione attuale e sui futuri programmi può essere necessaria persviluppare un progetto di ristrutturazione NZEB.

Azione necessaria: DIAGNOSI DELL’EDIFICIO

C'è una storia tecnica dell'edificio? Interventi, manutenzione, aggiornamentodi energia, altre opere già fatte, ...?La costruzione è conforme a tutte le normative vigenti? Accessibilità,terremoto, amianto, piombo, ...?Ci sono problemi strutturali a cui la ristrutturazione potrà rispondere?Umidità, rumore, ...?Secondo i piani educativi, cosa può influenzare un rinnovamento?Qual è la comunità scolastica coinvolta in questo particolare edificio?

Diagnostica degli edificiObiettivi e Benefici

StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Secondo Effinergie (associazione francese), i punti generali per unaristrutturazione a bassa energia sono i seguenti 7. Nell'ambito delle scuoledel Mediterraneo, 3 di questi sono evidenziati.

Punti chiave del processo di rinnovamento

Diagnostica/Situazione attuale

Pianificazione Design Consulenza

delle imprese Lavori Ricezione delle opere

Uso e mantenimen

to

Attenzione special per le scuole MED


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Quando si progetta una scuola Zero Energy, la riduzione della domanda dienergia deve essere affrontata contemporaneamente alla valutazione dellerisorse energetiche rinnovabili locali (Fonti energetiche alternativepotenziali).

Punti chiavi del processo di rinnovamento

Domandaenergetica

Fontienergetichealternative

Domandaenergetica

Fontienergetichealternative

Solare

Biomassa

Geotermica

Perdite dellacopertura

Necessita del sistema

Buoneabitudini


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

ApproccioNZEB

Design

Team integrato

Strumenti di design e

risorse

Design e clima

Rinnovamento profondo vs

rinnovamento step‐by‐step

Attuazione e follow upSituazione

attuale Design nZEB Cortili scolasticiIEQ Strategiaenergetica MED

Le fonti energetiche rinnovabili sul posto o vicine possono coprire ilfabbisogno energetico della futura scuola rinnovata?

Azione necessaria: VALUTAZIONE DELLE POTENZIALI FONTIENERGETICHE ALTERNATIVE

Ci sono delle fonti energetiche alternative esistenti o previste nel quartiere?L'edificio ha un’esposizione solare (presenza di ombra futura, esistente opotenziale)?Caldaia a biomassa: È fattibile? Il sito può essere rifornito con il legno(accesso camion, disponibilità di legno nelle immediate vicinanze, spazioper la caldaia e per il legno di riserva ...)?È utilizzabile l'energia geotermica (terreno favorevole, acqua di mare / lago...)?Si tratta di una regione ventosa? Ci sono a disposizione mappe dei venti?L'edificio è situato in una zona aperta?

Potenziali fonti energetiche alternativeObiettivi e Benefici

StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

L’attuale consumo energetico delle scuole è lontano dagli obiettivi nZEB. Inpiù, le condizioni interne non sono adeguate.

L’approccio nZEB è ambizioso. Vuole combinare obiettivi di consumoenergetico pari a zero agli attuali standard di ambiente interno.

Aprroccio mediterraneo

Current Regulation NZEB

Primary Energy

IEQ


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

ApproccioNZEB

Design

Team integrato


risorse

Design e clima



Implementationand follow upSituazione


Verso scuole nZEB salutari

THERMAL

ELECTRICITY

PV/wind

DHWDHW

cucina

riscaldamento

riscaldamento

riscaldamento

DHW

cucina cucina

Ora Migliore IEQ

Riduzione domanda

Fornitura RES

nZEB


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

ApproccioNZEB

Design

Team integrato


risorse

Design e clima



Implementationand follow upSituazione


Thermal RESOR

Electrical RES

Extra RES

Rinnovamento profondo & step‐by‐step

Impossibile v isualizzare l'immagine.

Fonte: Tipica percentuale di consumo energetico in scuole catalane, 2004 (ICAEN) e nuoviconsumi proposti secondo un rinnovamento profondo step‐by‐step (esempio teorico)

‐40

‐20

0

20

40

60

80

100

% %

Deep renovation

RES

Others

Catering

Lighting

DHW

Heating


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Rinnovamento profondo step‐by‐step

Implementation Plan – Example 1

OraOraSTEP 1: Finestre, Ventilazione, Illuminazione,

Investimenti, LCC

STEP 1: Finestre, Ventilazione, Illuminazione,

Investimenti, LCC

STEP 2: Facciata, Tetto, Ombra, Ponti

termici, Cortile scolastico,

Investimenti, LCC

STEP 2: Facciata, Tetto, Ombra, Ponti

termici, Cortile scolastico,

Investimenti, LCC

NZEB: Sistemi di riscaldamento, Fonti

energetiche alternative, Investimenti, LCC

NZEB: Sistemi di riscaldamento, Fonti

energetiche alternative, Investimenti, LCC


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Energy Steps

Le seguenti operazioni sono utili per affrontare la sfida energetica nelle scuole MED.Sono disposte in base alla priorità, al fine di raggiungere l'obiettivo finale NZEB e disviluppare in primo luogo alcuni risparmi per contribuire a finanziare i lavori.

ORA

Sistemi di

efficienza energetic

a

Energie rinnovabili NZEB


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Sistemi di efficienza energetica

Una volta che la domanda di energia della scuola è stato ridotta, è il momento diintegrare i sistemi ad alta efficienza energetica.

I sistemi alimentati da energie rinnovabili devono essere la prima opzione. Quandoquesti non sono possibili, si possono utilizzare i combustibili fossili, tenendo presenteche gli altri sistemi che lavorano con le energie rinnovabili dovrebbero compensarequesto consumo.

I sistemi comprendono una vasta gamma di attrezzature e apparecchi, molti di lorospesso funzionanti con l'elettricità:

Ventilazione

Riscaldamento

Raffreddamento attivo

Illuminazione Cucina DHW Elettrodom

estici


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Sfide e approccio

Energy Steps

1. Uso e gestione

4. Energie rinnovabili

5. Sistemi oerativi per gli edifici

Criteri necessari per le scuole nZEB

nZEB schools

2. Riduzione della domanda

3. Sistemi di efficienza energetica

Situazioneattuale Design nZEB Cortili scolasticiIEQ Strategia

energetica MED

Energie rinnovabili

L’approvvigionamento da fonti energetiche alternative deve essere studiato in modo da scegliere la fonte di energia più adatta (IES) per ciascun caso. Possono essere identificate diverse possibilità in un primo momento e devono essere soppesate tenendo conto di diversi criteri (disponibilità, risorse locali, carattere di rinnovabilità, fattibilità, costi di investimento, di manutenzione, domanda di energia della scuola). Fotovoltaico

Biomassa

Solare Termico

Eolica

Nelle regioni mediterranee, l'energia solare ha un alto potenziale.

Tuttavia, in alcuni casi non viene utilizzata.

La biomassa, l’energia geotermica o eolica possono offrire buone alternative se sono disponibili localmente.


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Sfide e approccio

Energy Steps

1. Uso e gestione




nZEB schools




energetica MED

Energy Steps


ORA Uso e gestione

Sistemi di


a


Attenzione! Se cominciamo con misure a basso costo, il risparmio può essere investito nei passaggi seguenti


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Uso e gestione (low cost)

Controllare:temperature nominali,

libro caldaia con operazioni di

manutenzione reali e fatturazione ...

MonitoraggioRegistrare (sulla

bacheca ad esempio) le fatture e dichiarazioni personali, il feedback degli utenti sul comfort

...Confronta consumo effettivo di energia rappresentato dal

proprietario dell'edificio con gli importi fatturati

Avvisi di eventuali malfunzionamenti o

deviazioni quanto prima

Regolarecontratti di manutenzione

per reali esigenze di approvvigionamento

energetico e, la frequenza di manutenzione delle

attrezzature ...

Regolare e programmareriscaldamento e raffreddamento

GestireVentilazione (ridurre il

consumo di riscaldamento, assicurare IAQ, comfort estivo) e illuminazione (uso luce diurna quando possibile, assicurare lo spegnimento

della luce)

Situazione attuale e buona conoscenza delle strutture:

piani, rapporti di manutenzione, bollette (opere e energia), opzioni di abbonamento

tariffarie, potere contrattuale ...

Consapevolezza degli utenti e coinvolgimento sulla gestione:

apertura di finestre, spegnimento di elettrodomestici, ecc ...

Formazione del personale di manutenzionese necessarioAttrezzature low

cost: piano di acquisto di un apparecchio ++,

isolamento circuiti di riscaldamento, attrezzature per il risparmio di acqua,

...


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Sfide e approccio

Energy Steps

1. Uso e gestione




nZEB schools




energetica MED

Energy Steps


ORA Uso e gestione

Riduzione della

domanda

Sistemi di


a


AIUTO! Di solito non è considerato in ristrutturazioni energetiche a breve termine


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Riduzione della domanda

Ristrutturare l'involucro edilizio in modo olistico (considerando aperture, pareti, tetto,cantina e ponti termici) è un fattore chiave che deve essere affrontato prima di investirein nuovi sistemi energetici efficienti (cioè caldaie), che possono diventare troppo grandirispetto alla nuova riduzione della domanda.

Bisogna fare attenzione alle tecniche di riscaldamento passivo nelle scuole MED, perchépossono portare ad un aumento del fabbisogno di raffreddamento. Strategie diriscaldamento e raffreddamento passive devono essere affrontate allo stesso tempo, alfine di assicurare le migliori decisioni in ciascun caso.

Riscaldamento

passivo

Raffreddamento passivo

Cucina efficiente

Efficiente DHW

Gestione luce diurna


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Sfide e approccio

Energy Steps

1. Uso e gestione




nZEB schools




energetica MED

Energy Steps


ORA Uso e gestione

Riduzione della

domanda

Sistemi di


a

Energie rinnovabili

Sistemi di gestione degli

edificiNZEB


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Il BMS (Building Management System) viene utilizzato per gestire la domanda di energia. Sitratta di un sistema di controllo computerizzato installato negli edifici che controlla e monitoraapparecchiature meccaniche ed elettriche dell'edificio, come il riscaldamento, il raffreddamento,la ventilazione, l’illuminazione, ecc.La EN 15232 "Prestazioni energetiche degli edifici - Impatto dell’Automazione, Controllo eGestione degli Edifici" descrive i metodi per valutare l'influenza della building automation e dellagestione tecnica dell'edificio sul consumo energetico degli edifici e stima che per le scuole,l'introduzione di BACS può dare risparmi fino al 40% di energia termica e fino al 20% di energiaelettrica. Sono disponibili diverse opzioni sul mercato, dai sistemi complessi a quelli più semplici.L'obiettivo è quello di avere una visione d'insieme della costruzione e sapere cosa stasuccedendo in termini di condizioni di esercizio (attrezzature, controllo di ritorno), di misurazioni(temperatura, tempi di funzionamento, numero di fallimenti) e allarmi (guasto, arresto anomalo,di misura superiore una soglia). (Vedere soluzione S38)

Benefici di BMSBuon controllo delle condizioni di comfort interneUna risposta efficace ai reclami HVAC correlati: il comfort migliorato degli utentiUn controllo efficace e stima dei consumi energeticiLa diagnosi precoce di problemiL'uso efficace di personale addetto alla manutenzione (calendarizzazione della manutenzione)Il Progetto VERYschool ha sviluppato uno strumento di gestione dell’energia utile per gli edificiscolastici.

SMART Strategie Operative per gli EdificiObiettivi e Benefici

StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Sfide e approccio

Energy Steps

1. Uso e gestione




nZEB schools




energetica MED

SMART Strategie Operative per gli Edifici

Parametri Comfort (T°C, umidità, CO2,

illuminazione …)Monitoraggio

Fonti energetiche alternative

Controllo

Apparecchiature(riscaldamento,

raffreddamento, ventilazione, illuminazione, …)

Consumi di energia

Rilevamento dei problemiALLARMI

Programmazione

Contatori di energia

Sensori

Miglioramenti

Rid

uzio

ne

Ottimizzare la coperturadella domanda

Valvole, potenza, tapparelle

elettriche, luci …


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Sfide e approccio

Energy Steps

1. Uso e gestione




nZEB schools




energetica MED

Toolkit: Solutions

S01. Energy manager/teamS02. Regolare la temperaturaS03. Impegno degli utenti

S04. OmbraS05. Cambio finestreS06. Isolamento esterno del tettoS07. Isolamento interno del tettoS08. Isolamento del sottotettoS09. Tetto greenS10. Tetto e facciate freddiS11. Isolamento esterno della facciataS12. Isolamento interno della facciataS13. Isolamento della cavità del muroS14. Ponti termiciS15. Riduzione delle infiltrazioni d’aria

S16. Controllo della ventilazione naturaleS17. La ventilazione meccanicaS18. Attivazione della massa termica

S19. Scambio di calore Terra-AriaS20. Gestione della luce naturaleS21. Miglioramento dell’illuminazioneartificialeS22. Miglioramento del Sistema di illuminazioneS23. Best Sostituti della migliore classeenrgeticaS24. Cucina efficiente

S25. FotovoltaicoS26. Solare termico per acqua caldasanitaria e riscaldamentoS27. Fonti energetiche alternative a pompadi caloreS28. Turbine eolicheS29. Biomassa/energia del legno

S30. BMS - Building Management System

S31. Ambiente esterno

USO

INVOLUCRO

IMPIANTI

FORNITURA DI ENERGIA

ESTERNI

CONTROLLO E GESTIONE


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

S.22 Miglioramento del sistema di illuminazione

SEMPLICE SOSTITUZIONE DELLA LAMPADINA – PLUG&PLAYLa sostituzione del tubo fluorescente con tubi a LED richiede di "risolvere il problema zavorra".In realtà, i tubi fluorescenti hanno bisogno di zavorra per il funzionamento (un alto voltaggioper iniziare e per regolare la quantità di potenza) e i LED no (basta usare un driver). Tuttavia,la rimozione di zavorra è costosa, in quanto richiede lavori elettrici, e questo è il motivo percui la sostituzione del tubo fluorescente non è molto comune. Fortunatamente, ora il mercatoha introdotto prodotti con un driver integrato che opera sul reattore esistente, il che significache il tubo del LED può semplicemente sostituire il tubo fluorescente senza rimuovere lazavorra.

RIMOZIONE DELLA ZAVORRASebbene richieda lavori elettrici, larimozione della zavorra ha diversi vantaggi:‐ Assenza di potenza sprecata nel

reattore,‐ Riduzione dei costi di manutenzione a

lungo termine,‐ Possibilità dell’opzione di oscuramento.

SOSTITUZIONE DELL’INTERO APPARECCHIO

Prodotti equivalenti devono avere similidistribuzioni di luce per garantire che ilumen prodotti siano diretti dove sononecessari. Le caratteristiche fotometriche diuna fonte di illuminazione dipendonoaltamente dal dispositivo. Per questomotivo, in alcuni casi, la sostituzionedell'intero dispositivo può essere lasoluzione più efficiente.

Nelle Scuole MEDL’ammontare del risparmio relativo alla sostituzione delle lampade fluorescenti dipende in gran parte dal metodo scelto. Tuttavia, la maggior parte dei vantaggidel LED sono conosciuti:

• Non contengono Mercurio – A differenza dei tubi fluorescenti i LED non contengono mercurio. Questo li rende più sicuri per l’ambiente e non ci sono tasse diriciclaggio;

• Regolabile –Molti LED hanno piena capacità di oscuramento, mentre le lampade fluorescenti compatte hanno alti costi per ridurre la luminosità e lo fannomale;

• Illuminazione Direzionale – I LED offrono luce direzionale (l’illuminazione esattamente dove ne hai bisogno). Dall’altro lato, I tubi fluorescenti dannoun’illuminazione multi‐direzionale, che comporta la perdita di luce nel dispositivo e in altri spazi inutili;

• Buon funzionamento con i controlli ‐ le luci fluorescenti tendono a bruciare più velocemente quando integrati con sensori di presenza o altri controlli. Alcontrario, i LED funzionano perfettamente con sistemi di controllo, in quanto la loro vita non è influenzata dalla loro accensione/spegnimento.;

• Qualità della luce ‐ I LED di oggi producono luce in un colore simile alla fluorescenza, ma non hanno problemi di tremolio che possono insorgere con ilfluorescente;

• Durata della vita ‐ La vita media di un LED T8 è di 50.000 ore, rispetto alle sole 30.000 ore per una media T8 LFL. Una cosa da tenere a mente, però, è che oraci sono le lampade fluorescenti lineari T8 che durano fino a 84 mila ore.

Green Public Procurement ‐Indoor Lighting ‐ Technical Background Report

European Lighting Industry

Tools

USO INVOLUCRO SISTEMIFONITUR

A DI ENERGIA

CONTROLLO E GESTIONE ESTERNI

Soluzioni Costi Finanziamenti


StrategieTecniche

Strategieoperative

Panoramica

S.30 BMS Building Management System (Sistema di gestione degli edifici)

eu.bac Position Paper ‐ Proposal for a Directive on energy efficiency

EN 15232 Energy performance of buildings – Impact of EdificiAutomation, Controls and EdificiManagement

ISO 50001:2011 – Energy Management System

Example 1‐ Can2Go

Example 2 ‐ Siemens

Secondo lo European Building Automation and Controls Association (eu.bac), circa il 20% dell'energia consumatadagli edifici è sprecato e nei 27 paesi dell'Unione Europea solo uno su cinque edifici ha il BEMS, e un gran numero diedifici non residenziali non ne ha nessuno. Per la domanda di tecnologie di automazione dell'edificio è previstol'aumento di nuovi vincoli di regolazione perché è più energeticamente efficiente, in confronto con altre soluzioniaggiornate (ad esempio aumentando l'isolamento, la sostituzione delle finestre, ecc). Infatti i BEMS sono misureefficaci, che richiedono bassi costi e con un rapido ritorno sull'investimento. Grandi benefici, sia in termini dirisparmio energetico che economico, possono essere raggiunti attraverso una gestione ottimale dell'energiadell'edificio.

Nelle Scuole MEDDa edifici quasi‐passivi a edifici attiviGrandi risparmi possono essere raggiunti anche con l'introduzione di un sistema di controllo automatizzato nelle scuole,che in remoto gestisce non solo i sistemi, ma anche la componenti edilizi: un sistema di monitoraggio in grado diosservare ciò che sta accadendo ‐ soprattutto le soluzioni non efficienti (ad esempio una finestra lasciata aperta ininverno mentre gli studenti si spostano in un laboratorio per la prossima ora) ‐ e attivare immediatamente uncambiamento (ad esempio chiusura automatica della finestra). Innanzitutto, un sistema automatizzato costituito, in cuisia una rete di sensori (che controlla in tempo reale lo stato), sia un sistema di controllo (che identifica e attiva uncriterio di controllo), devono essere integrati. Inoltre, una serie di componenti per l'edilizia e le tecnologie in grado disvolgere azioni di risposta rapida (ad esempio finestre automatizzate, sfiati naturali automatizzati, schermiautomatizzati per le radiazioni solari) possono essere inclusi nella scuola. La sfida è quella di individuare un insieme dielementi costruttivi e componenti tecnologiche che possano essere installati facilmente ed economicamente.

Da controllo automatizzato a “controllo condiviso”Nelle scuole, come in tutti gli edifici pubblici con un alto tasso di occupazione, l'integrazione di un sistema di controlloautomatizzato può rivelare molte possibili inefficienze (in termini di comfort e/o energia) a causa del contrasto tra ilcontrollore automatico e le azioni umane.Pertanto è necessario prevedere un sistema di controllo condiviso dove gli esseri umani hanno continua interazione ecomunicazione con il sistema di automazione. In questo sistema gli occupanti sono i decisori finali, ma sono consapevolidella migliore strategia di risparmio energetico (per esempio l'apertura della finestra contraria al consiglio del sistema).Molte soluzioni possono essere identificate utilizzando un dispositivo end‐user intelligente (smart display). Il potenzialedella comunicazione interattiva tra il sistema di controllo e l'utente scuola deve essere sfruttato.

Strumenti

USO INVOLUCRO SISTEMIFONITUR

A DI ENERGIA

CONTROLLO E GESTIONE ESTERNI

Soluzioni Costi Finanziamenti


StrategieTecniche

Strategieoperative

Panoramica

Toolkit: Schemi di finanziamenti

EU Fundingmechanisms

UE level

H2020

ERDF

ELENA

Other

National/Regional level (incl.

Structural Fund)ERDF

Private funding

Preferential Loan

Guarantee

Energy Performance contracting with owner finance

Energy Performance contracting with ESCO

finance


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

Case Studies

57

Casi di Studio

Gli strumenti sviluppati nel corso del progetto saranno applicati a 10 casi distudio, all’interno dei quali saranno presentati, in maniera molto dettagliata, lesoluzioni per la ristrutturazione, ad impatto vicino allo zero, delle scuole. I casi distudio saranno costituiti da scuole esistenti che non rispettano gli standard minimidal punto di vista energetico e necessitano di una ristrutturazione. L’idea allabase del progetto è quella di valutare l’impatto, l’applicabilità, i costi, i tempirelativi alla ristrutturazione ad impatto vicino allo zero di queste scuole.

Casi di Studio: metodologia

ORA Uso e gestione

Riduzione della

domanda

Sistemi di


a

Energie rinnovabili


edificiNZEB

• Simulazioni dinamiche della prestazione energetica degli edifici

DIFFICOLTA’ di simulare condizioni d’uso reali e variabili e sistemi di gestione automatici

• Approccio «conservativo» per dimostrare la possibilità

Tutto tra Riduzione della Domanda, Sistemi di Efficientamento e Energie Rinnovabili

Case study:ITC Benincasa, Ancona, Italy

The sole responsibility for the content of this publication lies with the authors. It does not necessarily reflect the opinion of the European Union. Neither the EASME nor the European Commission are responsible for any use that may be made of the information contained therein.

August 2015

General dataITC Benincasa, Ancona, Italy

Name of the school

ITC Benincasa, Ancona, Italy

Type of school

High Secondary School (14‐19 years old)

Number of pupils

Location

Ancona, Italy

Owner

Year of construction

Last energy update in 2009.

580

public

1975‐1977

61

Current situationITC Benincasa, Ancona, Italy

62

Renovation needs

The consumption of the school is very high. The conservation stateis good, except for the windows, which are old, not safe and notefficient. The seismic compliance with current compelling legislative is beingchecked.

Building use

Schedule of standard use: 07h to 14h from Monady to Saturday.Schedule of reduced use: 14h to 19h for someclassrooms/laboratories in ground level and first level. Gymnasiumsare managed by external sport association from 16h to 23h.

Utilization rate

Standard use of 217 school days a year, 7 hours a day. 17 % average use.

Building surroundings

No nearby buildings that create shadows.


63


64

Current final energy consumptionkWh/m2 conditioned area (from

bills, metering etc.):

Total of energy consumption: 785,778 kWh/y

Running cost:

Water: no dataMaintenance: no data

nZEB renovation resultsITC Benincasa, Ancona, Italy

65

VARIANT A

FINAL ENERGY:

PRIMARYENERGY:

2520

5

46

28

18

32

1418

25

1510

29

1118

0

10

20

30

40

50

Total ZEMedS Heating, cooling &ventilation

Lighting

kWh/m2

ZEMedS requirements (heating, cooling, vent.& lighting)

Var A (fenestration & solar protection) &mechanical vent with heat recovery

Var A (fenestration & solar protection & ext.walls) & mechanical vent with heat recovery

Var A (fenestration & solar protection & ext.walls) & mechanical vent with heat recovery &lighting & PV

Heating; 26

Cooling; 0

Ventilation; 2

Lighting; 18

Var A (fenestration & solar protection) & mechanical vent with heat recovery

: 45 kWh/m² in final energy

Heating; 12

Cooling; 0Ventilatio

n; 2

Lighting; 18

Var A (fenestration & solar protection & ext. walls) & mechanical vent with heat recovery : 32 kWh/m² in final

energy

Heating; 13

Cooling; 0Ventilation; 2

Lighting; 10

Var A (fenestration & solar protection & ext. walls) & mechanical vent with heat recovery & lighting & PV : 25

kWh/m² in final energy

184

93 79 62 57

‐63 ‐34‐30 ‐16

‐100

‐50

0

50

100

150

200

Existing building fenestration& solar protection

& MVHR

fenestration& solar protection& MVHR & ext.

walls


Walls & lighting &PV

current regulationD.Lgs. 311/06

Primary energy of existing building kWhpe/m².y (heating,cooling, lighting, DHW, appliances) (data from bill)

Primary Energy for non renewable energy kWhpe/m².y(heating, cooling, ventilation, lighting and DHW) (data fromsimulation)Primary Energy predicted by RES kWh/m2 y (fromsimulation)

Predicted RES production in kWhpe/m².y (data fromsimulation)


66

PRIMARY ENERGY:

VARIANT B

FINAL ENERGY:25

20

5

44

27

18

29

1118

22

12 10

29

1118

0

10

20

30

40

50


Lighting

kWh/m2


Var B (fenestration & solar protection) &mechanical vent with heat recovery

Var B (fenestration & solar protection & ext.walls) & mechanical vent with heat recovery

Var B (fenestration & solar protection & ext.walls) & mechanical vent with heat recovery &lighting & PV

Heating; 24

Cooling; 0

Ventilation; 2

Lighting; 18

Var B (fenestration & solar protection) & mechanical vent with heat recovery


Heating; 9

Cooling; 0

Ventilation; 2

Lighting; 18

Var B (fenestration & solar protection & ext. walls) & mechanical vent with heat recovery : 29 kWh/m² in final

energy

Heating; 10


Lighting; 10

Var B (fenestration & solar protection & ext. walls) & mechanical vent with heat recovery & lighting & PV : 22


184

91 7659 57

‐58 ‐34‐28 ‐16

‐100

‐50

0

50

100

150

200


& MVHR


walls








67

PRIMARYENERGY:

VARIANT C

FINAL ENERGY:25

20

5

44

27

18

27

10

1820

10 10

29

1118

0

10

20

30

40

50


Lighting

kWh/m2


Var C (fenestration & solar protection) &mechanical vent with heat recovery

Var C (fenestration & solar protection & ext.walls) & mechanical vent with heat recovery

Var C (fenestration & solar protection & ext.walls) & mechanical vent with heat recovery &lighting & PV

Heating; 24

Cooling; 0Ventilatio

n; 2

Lighting; 18

Var C (fenestration & solar protection) & mechanical vent with heat recovery


Heating; 7Cooling; 0

Ventilation; 2

Lighting; 18

Var C (fenestration & solar protection & ext. walls) & mechanical vent with heat recovery : 27 kWh/m² in final

energy

Heating; 8


Lighting; 10

Var C (fenestration & solar protection & ext. walls) & mechanical vent with heat recovery & lighting & PV : 20


184

91 74 57 57

‐56 ‐34‐27 ‐16

‐100

‐50

0

50

100

150

200


& MVHR


walls







nZEB renovation ITC Benincasa, Ancona, Italy

68

Paybacks for the renovation implemented all at once (step 1 + step 2 + step 3) and implemented under current regulation:

Total payback in all variants is 22‐23 years. For current regulation, 15 years.

Overall maintenance yearly percentage of the total cost of the investmentAll construction costs (prices at 2014) in the renovation scenarios include 13% of overall costs over the execution cost of material and 6% of industrial profit over the execution cost of materials. Assembling, disassembling and daily amortization of scaffold are included in wall insulation costs. VAT included.

Expectedsavings in

gas

Expectedsavings in electricity

Overall cost of gas €/year

Overall cost of electricity

€/year

Investment

in €

Overallmaintenancecost €/year

Cost of replacement

in €Items to be replaced

Payback(years)

variant A (fenestration& solar protection & ext. wall) & MVHR & lighting & PV

70% 67% 15540 8911 1662873

1713 83636

lighting LED tubes (15‐20 years

lifetime) /inversors PV (15 years lifetime)

22

variant B (fenestration& solar protection & ext. wall) & MVHR & lighting & PV

73% 67% 14195 8911 1700957 22

variant C (fenestration& solar protection & ext. wall) & MVHR & lighting & PV

74% 67% 13314 8911 1775539 23

current regulation D.Lgs. 311/06 (fenestration& solar protection & ext. Wall & int. roof) & FV

72% 61% 14514 10526 1069893 1070 3120 inversors PV (15 years lifetime) 15

Case study:ITC EINSTEIN High School, Ancona, Italy

August 2015

The sole responsibility for the content of this publication lies with the authors. It does not necessarily reflect the opinion of the European Union. Neither the EASME nor the European Commission are responsible for any use that may be made of the information contained therein.

General dataITC EINSTEIN High School, Municipality of Loreto, Italy

Name of the School

ITC EINSTEIN High School

Type of school

High School

Number of students Owner

Location

Municipality of Loreto, Italy

Year of construction

public

1966

70

436

Building typology Heated area (m2 )

Site

Heating degree days (base 18): 1897

Cooling degree days (base 26): 82

Urban Plain

71

4 floors building 2998 m2

General dataITC EINSTEIN High School, Municipality of Loreto, Italy

72

Renovation needs Building use

Schedule for High school:

Standard Use: From 9th of September till 14th of June

Reduce Use: From 15th of June till 12th of August

From 19th of August till 6th of September

2nd, 3rd, 4th of January

12th, 16th of April

23rd, 24th, 27th, 30th , 31st of December

Standard Use: Monday till Thursday: 08:00 to 14:00 and Friday: 08:00 to 18:00

Reduce Use: Monday till Friday: 07:00 to 08:00

Wednesday: 14:00 to 18:00

Friday: 14:00 to 15:00

Current SituationITC EINSTEIN High School, Municipality of Loreto, Italy

High Priority: energy efficiency and building facade safety.

73

Building envelope: WallsBrick Wall

U = 0.4 W/m².K

Building envelope: RoofRoof with insulation and waterproofing

U = 1.6 W/m².K

Building envelope: GroundfloorGround floor consists of concrete

U = 3.9 W/m².K

Building envelope: WindowsSingle‐glazed windows with wooden frames

Uw = 6 W/m².K


74

Airtightness: No measurements

Heating/Cooling: 2 natural gas boilers. A secondary system, fed by a separated boiler (cargomax 31) placed on the terrace roof(first level) provide heating to the gymnasium, through two wall mounted air heaters. All the other spaces ofthe school are heated through radiators, fed by the two boilers placed in the thermal central. At the groundfloor, the distribution is not embedded in the walls/floors as in the other floors, but pipes are hung to theceiling, in the corridors and in the classrooms, often not insulated.

Ventilation: No mechanical VentilationVentilation by opening windows


75

Lighting: Mainly, fluorescent tubes controlled by users

Appliances: Lab: PC, Projector, PrinterOffice: PC, Printer, Copy MachineGym: PC, Refrigerator, Dryer

DHW: DHW is present just in the Gym, managed through the CARGOMAX 31 boiler

Cooking: No cooking


76

Current final energy consumptionkWh/m2 conditioned area (from

bills, metering etc.):

Total of energy consumption (bills 2010‐2013): 614,949 kWh/year, 205 kWh/year m2 conditionedarea

Running cost:

Energy (bills 2010‐2013): 65,202 €/year (natural gas), 8,148 €/year (electricity). VAT included.Water: no dataMaintenance: no data

natural gas

kWh/m2 y; 193

electricity

kWh/m2 y; 12

natural gas €/y ; 65202

electricity €/y ; 8148


77NZEB RenovationITC EINSTEIN High School, Municipality of Loreto, Italy

Design approach: Deep renovation towards ZEMedS nZEB Schools requeriments.

ZEMedS Goals: ‐ Requeriment 1: CPE‐ProdRES≤ 0

Primary energy consumption yearly (heating, cooling, ventillation, DHW and lighting) is produced by local renewable energies.

‐ Requeriment 2: CFE≤ 25 kWh/m2 y

FE consumption yearly (heating, cooling, ventillation and lighting) per conditioned area

‐ Requeriment 3: Indoor air quality guaranteed (CO2≤1000 ppm) and temperature above 28ºC ≤40 hoursyearly during occupancy

National factors for conversion in energy and CO2 have been taken into account (data 2014).

Methodology in energy simulations: Steps considered:

First step: 3 proposals (variant A, B and C) in envelope renovation: from less insulated to more insulated

Second step: 2 proposals for each variant:Renovation in lighting systemRenovation in lighting system, heating and DHW system + installation of PV system+use of natural ventilationRenovation in lighting system, heating and DHW system + installation of PV system+use of mechanical ventilation without heat recoveryRenovation in lighting system, heating and DHW system + installation of PV system+use of mechanical ventilation with heat recovery

78NZEB RenovationITC EINSTEIN High School, Municipality of Loreto, Italy

First step: 3 proposals (variant A, B and C) in envelope renovation: from less insulated to more insulated.

Variant A Variant B Variant C

Step 1

Uwindows and exterior doors 1.8 1.5 1.4

Replacement of existing single glazing for:Variant A: low‐e double glazing, 16mm(air) and wooden frame (with thermal break) . Ug=1.6 Uf= 2.2Variant B: low‐e double glazing, 16mm(argon) and wooden frame (with thermal break) . Ug=1.3 Uf= 2.2Variant C: low‐e double glazing, 16mm(argon) and wooden frame . Ug=1.3 Uf= 2.2

Solar protection Interior Curtains ‐

Uroof 0.3 0.22 0.15

Variant A: 3cm roof tiles with cool material coating and 4cm EPS attached Variant B: 3cm roof tiles with cool material coating and 7cm EPS attached Variant C 3cm roof tiles with cool material coating and 14cm EPS attached

Uwall 0.4 0.3 0.2

Variant A: External wall insulation 6cm EPS & plaster with cool coating Variant B: External wall insulation 10cm EPS & plaster with cool coating Variant C: External wall insulation 12cm EPS & plaster with cool coating

Ugroundfloor current ‐

79

NZEB RenovationITC EINSTEIN High School, Municipality of Loreto, Italy

Second step: 3 proposals for each variant A, B and C:Step 2.1: Renovation of heating and DHW system + installation of PV system + use of natural ventilationStep 2.2: Renovation of heating and DHW system + installation of PV system + use of mechanicalventilation without heat recoveryStep 2.3: Renovation of heating and DHW system + installation of PV system + use of mechanicalventilation with heat recovery

Step 2.1

Natural Ventilation Windows open sceanrio ( 0,008 m3/sec/person)

Heating system Condensing boilers

Cooling system no cooling system

PV system 30m2 PV panels

Step 2.2

Mechanical Ventilation Ventilation systems without heat recovery (control when occupancy) 6.5 l/s person

Heating system Condensing boilers

Cooling system no cooling system

PV system 30m2 PV panels

Step 2.3

Mechanical Ventilation Ventilation systems with heat recovery (control when occupancy) 6.5 l/s person, 70% heat recovery

Heating system Condensing boilersCooling system no cooling systemPV system 30m2 PV panels

80

FINAL ENERGY:

PRIMARYENERGY:


193

86 79118

88‐79

‐119 ‐87‐38 ‐57 ‐42

‐150‐100‐50050100150200250

Existing bu

ilding

step

1

step

1 &

step

2.1

step

1 &

step

2.2

step

1 &

step

2.3

Primary energy of existing building kWhpe/m².y(heating, lighting, DHW, appliances) data from bills

Primary energy for non renewable energyconsumption kWhpe/m².y (heating, ventilation,lighting and DHW) (data from simulation)Primary Energy predicted by RES kWh/m2 y coveringheating, vent. , lighting, DHW (data from simulation)

Predicted RES production Primary energy inkWhpe/m².y covering heating, vent. , lighting andDHW (data from simulation)

VARIANT A

Heating; 62

Cooling; 0

Ventilation; 0

Lighting; 5

step 1 & step 2.1 : 66 kWh/m² in final energy

Heating; 100

Cooling; 0

Ventilation; 0

Lighting; 5


Heating; 70

Cooling; 0

Ventilation; 0

Lighting; 5


25 205

134 129

5

66 62

5

105 100

5

75 70

5020406080100120140160


Lighting

kWh/m2

ZEMedS requirements (heating,cooling, vent. & lighting)

National Regulation

step 1 & step 2.1

step 1 & step 2.2

step 1 & step 2.3

81

PRIMARYENERGY:


VARIANT B

FINAL ENERGY:

25 205

134 129

5

65 60

5

104 100

5

74 69

5020406080100120140160


Lighting

kWh/m2

ZEMedS requirements (heating, cooling,vent. & lighting)

National Regulation

step 1 & step 2.1

step 1 & step 2.2

step 1 & step 2.3

193

84 78117

87

‐77 ‐117 ‐87‐37 ‐56 ‐42

‐150‐100‐50050100150200250

Existing bu

ilding

step

1

step

1 &

step

2.1

step

1 &

step

2.2

step

1 &

step

2.3




Heating; 60Cooling; 0

Ventilation; 0

Lighting; 5


Heating; 99

Cooling; 0

Ventilation; 0

Lighting; 5


Heating; 69

Cooling; 0

Ventilation; 0

Lighting; 5


82

PRIMARYENERGY:


VARIANT C

FINAL ENERGY:

25 205

134 129

5

64 59

5

104 99

5

73 68

5020406080100120140160


Lighting

kWh/m2

ZEMedS requirements (heating,cooling, vent. & lighting)

National Regulation

step 1 & step 2.1

step 1 & step 2.2

step 1 & step 2.3

193

81 76117

86

‐77‐117 ‐85

‐37 ‐56 ‐41

‐150‐100‐50050100150200250

Existing bu

ilding

step

1

step

1 &

step

2.1

step

1 &

step

2.2

step

1 &

step

2.3




Heating; 68

Cooling; 0

Ventilation; 0

Lighting; 5


Heating; 99

Cooling; 0

Ventilation; 0

Lighting; 5


Heating; 59

Cooling; 0

Ventilation; 0

Lighting; 5


83

Paybacks for the renovation implemented all at once (step 1 + steps 2):

Total paybacks in variants with natural ventilation are around 12‐13 years. Total paybacks in variants with mechanical ventilation are around 21‐23 years. Total paybacks in variants with mechanical ventilation with heat recovery are around 15‐16 years.

Overall maintenance yearly percentage of the total cost of the investmentAll construction costs (prices at 2014) in the renovation scenarios include 13% of overall costs over the execution cost of material and 6% of industrial profit over the execution cost of materials. Assembling, disassembling and daily amortization of scaffold are included in wall insulation costs. VAT included.


Expectedsavings in

gas

Expectedsavings in electrcicity

Overall cost of gas €/year

Overall cost of electricity

€/yearInvestment

in €

Overallmaintenanc

ecost €/year

Cost of replacement

in € Items to be replacedPayback(years)

step 1+ step 2.1 (var A) 58% 33% 27.147 € 5.445 € 1.021.073 € 5.494 € 179.091 € gas boiler (15 years)/inversors PV (15 years lifetime) 12

step 1+ step 2.1 (var B) 59% 33% 26.445 € 5.445 € 1.074.899 € 5.494 € 178.751 € gas boiler (15 years)/inversors PV (15 years lifetime) 12

step 1+ step 2.1 (var C) 60% 33% 25.999 € 5.445 € 1.200.139 € 5.494 € 178.751 € gas boiler (15 years)/inversors PV (15 years lifetime) 13







84

In graphics, global cost of renovation all at once for step 1+ step 2.1:

The replacement of the gas boilers have been considered in the cost of replacement of the existing building. There is no information of the costs in maintenance concerning the existing building.

Number of hours of overheating over 28ºC for renovated buildings are expected to be zero.


0

5

10

15

20

25

30

35

400 €

200 €

400 €

600 €

800 €

1 000 €

Existing building step 1+ step 2.1 (var A) step 1+ step 2.1 (var B) step 1+ step 2.1 (var C)

Confort

Globa

l costs en €/m² Maintenance costs €/m2 year

Energy price (electricity) €/m2 year

Energy price (diesel) €/m2 year

Cost of replacement €/m2

Investment €/m2

Confort (numbers of hours > 28ºC)

Energy Steps


ORA Uso e gestione

Riduzione della

domanda

Sistemi di


a

Energie rinnovabili


edificiNZEB

Attenzione! Se cominciamo con misure a basso costo, il risparmio può essere investito nei passaggi seguenti

AIUTO! Di solito non è considerato in ristrutturazioni energetiche a breve termine


StrategieTecniche

Soluzioni

Costi

Finanziamenti

StrategieOperative

ZEMedS Renovation Steps

• Identificare processi energetici in atto e misure possibiliDiagnostic

• Predisporre un piano A LUNGO TERMINE di iniziative e interventi NZEB Plan

• Verificare la possibiliità di modificare abitudini e impostazioni impianti senza inficiare comfort Low Cost Measures

• Progettazione e realizzazione interventi di efficientamento e integrazione rinnovabiliEE + RES Measures

• Monitoraggio e Gestione nel tempoContinuous Management

Grazie per l’attenzione

87

Provincia di [email protected]

Ing. Roberta Ansuini

Dott.ssa Anna Laura [email protected]

ZEMedS School Technical Financial Toolkit nZEB renovation ... MARCHE... · energia quasi pari a...

Documents

Transcript of ZEMedS School Technical Financial Toolkit nZEB renovation ... MARCHE... · energia quasi pari a...