Esempi di Best Practices

Per migliore pratica (dall'inglese best practice) nell’ambito dell’efficienza energetica si intendono le procedure e le soluzioni tecniche e tecnologiche più significative, quelle che permettono di ottenere i migliori risultati e che possono essere prese come riferimento e riprodotte per favorirne il raggiungimento.

Riduzione del fabbisogno energetico dell’edificio

Di seguito vengono presentate le soluzioni tecnologiche più rilevanti o “Best Practices” ai fini della riduzione del fabbisogno energetico degli edifici.

 

1.1 Coibentazione superfici opache (cappotto termico)

Una delle soluzioni più rilevanti e diffusamente adottata consiste nell’intervento di applicazione, sulle strutture opache verticali e orizzontali delimitanti il volume riscaldato verso l’esterno, verso vani non riscaldati o contro terra, di uno strato di materiale termicamente isolante, quale ad esempio poliuretano, comunemente definito “cappotto termico”. Tale strato isolante può essere applicato ad esempio alle pareti verticali, sui solai di copertura e pavimenti, e sul tetto/copertura dell’edificio.

In particolare, nel caso di copertura piana è possibile intervenire dall’interno oppure dall’esterno, sebbene quest’ultimo sia un intervento delicato per necessità di impermeabilizzazione e di un’adeguata pavimentazione se calpestabile. Nel caso di sottotetto non praticabile, conviene posare l’isolante sul pavimento del sottotetto, in modo da evitare di riscaldare inutilmente il volume del sottotetto con il calore proveniente dagli ambienti sottostanti. Se la mansarda è abitata, conviene posare l’isolante all’esterno, sotto i coppi o le tegole, altrimenti è possibile isolare dall’interno.

Per quanto concerne le pareti perimetrali dell’edificio, l’isolamento può essere realizzato dall’interno, dall’esterno o nell’intercapedine. L’isolamento dall’esterno rappresenta la soluzione più efficace, e può risultare particolarmente conveniente quando è comunque previsto un rifacimento della facciata. L’isolamento dall’interno, adatto ad esempio al caso di edifici vincolati, è un intervento che comporta alcuni svantaggi quali una leggera diminuzione dello spazio abitabile e la risistemazione di elementi interni quali i radiatori, le prese e gli interruttori elettrici. Va infine segnalato che se la parete contiene un’intercapedine, è possibile riempirla con materiale isolante. È possibile prevedere in abbinamento la posa di barriere al vapore, in quanto è importante prestare attenzione al tema delle condense. 

Tali soluzioni consentono tipicamente di ridurre significativamente la trasmittanza termica della superficie opaca interessata dall’intervento, e di conseguenza anche il fabbisogno energetico correlato al riscaldamento dell’edificio.

1.2 Installazione di serramenti ad alta efficienza

Altra soluzione tecnica rilevante e diffusamente adottata riguarda le chiusure trasparenti e consiste nell’intervento di sostituzione dei serramenti delimitanti il volume riscaldato con serramenti ad alta efficienza. Esistono diverse tipologie di telaio che differiscono per i materiali utilizzati e per le caratteristiche tecniche costruttive. I principali sono

  • telai in PVC multicamera, con eventuali schiume isolanti in camera. Sono caratterizzati da buona resistenza meccanica e da valori molto bassi di trasmittanza termica.
  • telai in alluminio a taglio termico multicamera, con eventuali schiume isolanti in camera. Sono caratterizzati da una buona tenuta all'aria e da una bassa trasmittanza termica;
  • telai in legno a bassa densità, con eventuale strato isolante interno. Sono caratterizzati da ottimo isolamento termico. 

Tali soluzioni, in abbinamento con triplo vetro camera con trattamento basso emissivo, consentono di ridurre notevolmente le dispersioni termiche di questi elementi dell’involucro dell’edificio. Va segnalata inoltre l’importanza di isolare termicamente il cassonetto mediante l’applicazione un pannello isolante.

 

1.3 Sistemi di schermatura solare (fisse, manuali, automatiche)

Una soluzione tecnologica finalizzata alla riduzione del fabbisogno energetico dell’edificio mediante la gestione ottimizzata degli apporti solari consiste nell’installazione, a protezione delle superfici vetrate, di schermature solari (ad esempio tende da sole, veneziane, tende a rullo, tende a bracci) e/o chiusure tecniche mobili oscuranti (ad esempio persiane, avvolgibili, tapparelle), montate in modo solidale all’involucro edilizio o ai suoi componenti e installate all’interno, all’esterno o integrate alla superficie vetrata. 

Le strutture schermanti controllano l'irraggiamento solare e aumentano la resistenza termica dei serramenti. Inoltre, consentono di regolare il livello di illuminazione naturale all’interno dei locali.

Le strutture schermanti possono essere di tipo orizzontale o verticale, ed entrambe le tipologie possono essere posizionate all’esterno o all’interno delle finestre. Va segnalato che i sistemi orizzontali sono efficaci sulle facciate rivolte a sud, mentre i sistemi verticali sono efficaci solo per le esposizioni ad est e ad ovest. Non sono invece previste per le esposizioni a nord.

Tra i sistemi schermanti esterni si possono citare i frangisole verticali fissi, i frangisole verticali orientabili, in cui le doghe o pale sono orientabili (manualmente o con motori) per inseguire il percorso azimutale del sole, i frangisole orizzontali orientabili, i frangisole a lamelle orientabili (cosiddette “veneziane”) e le tende avvolgibili. Tra i sistemi schermanti interni si possono citare le tende avvolgibili a rullo, le tende alla veneziana e le tende a lamelle verticali. 

I sistemi schermanti integrati sono generalmente delle lamelle inserite in vetrocamera fisse o orientabili (lamelle alla veneziana, tende a rullo o plissettate impacchettabili) con sistemi di movimentazione di tipo magnetico o elettrico.

1.4 Illuminazione a LED

Molti edifici utilizzano ancora lampade poco efficienti. Un’importante riduzione dei consumi si ottiene con la sostituzione delle lampade tradizionali con nuovi modelli più efficienti. Le lampade a LED (Diodi ad Emissione Luminosa) rappresentano oggi la frontiera della tecnologia. Le lampade a LED sono dispositivi luminosi costituiti da piccoli chip di silicio in grado di convertire la corrente elettrica direttamente in fonte luminosa. Esse sono molto efficienti, a parità di luce emessa consumano fino al 50% di energia in meno rispetto alle lampade a fluorescenza e hanno un tempo di vita che può superare le 100.000 ore, contro le 10.000 di una lampada a fluorescenza. il costo elevato dell’investimento iniziale rientra tipicamente in breve tempo.

L’installazione di lampade a tecnologia LED in sostituzione delle tecnologie tradizionali è pertanto una soluzione che consente di contribuire alla riduzione del fabbisogno di energia elettrica dell’edificio.

 

Efficientamento degli impianti 

Gli impianti per la climatizzazione (estiva ed invernale) dell'edificio sono deputati al mantenimento negli ambienti interni delle opportune condizioni di comfort termo igrometrico. Generalmente tali impianti sono composti da:

  • un sistema di generazione, che trasferisce il calore prodotto mediante l’utilizzo di un combustibile ad un fluido termovettore, generalmente acqua, che a sua volta lo cederà ai corpi scaldanti installati all’interno degli ambienti da riscaldare;
  • un sistema di distribuzione, costituito dall’insieme delle tubazioni di mandata e di ritorno in cui circola il fluido termovettore; 
  • un sistema di regolazione e controllo, costituito dall'insieme delle valvole, termostati, sonde termiche, sensori ecc. che gestiscono e controllano il fluido termovettore in funzione della temperatura ambiente; 
  • un sistema di emissione.

Di seguito vengono presentate alcune tra le soluzioni tecnologiche più rilevanti “Best Practices” ai fini del miglioramento delle prestazioni di efficienza energetica degli edifici dal punto di vista degli impianti di climatizzazione, in particolare relative al sistema di generazione ed ai sistemi di automazione e controllo.

 

2.1 Caldaie a condensazione

Una delle principali soluzioni tecnologiche è costituita dalla caldaia a condensazione, che grazie al principio di funzionamento basato sul recupero del calore latente del vapore acqueo contenuto nei fumi della combustione (che altrimenti andrebbe disperso nell’ambiente) garantisce un rendimento termico che può raggiungere il 106-107% rispetto al potere calorifico inferiore del combustibile utilizzato, nei sistemi di riscaldamento funzionanti a basse temperature, come gli impianti a pannelli radianti, che sono caratterizzati da temperature dell’acqua circolante, mandata e ritorno, di 30-40°C.

 

2.2 Pompe di calore (aria/acqua): gas/elettriche

Un’altra soluzione tecnologica da annoverare tra le best practices è costituita dalla pompa di calore, un dispositivo che può produrre energia termica sfruttando sorgenti esterne di energia rinnovabili quali l'aria, l'acqua o il terreno. Tali macchine possono lavorare sia per riscaldare che per raffrescare, nonché per produrre acqua calda sanitaria. Nel caso di abbinamento ad impianto solare fotovoltaico, quest’ultimo consente di autoprodurre e fornire, in particolare durante la stagione estiva, buona parte dell’energia elettrica necessaria al funzionamento della pompa di calore, ottimizzando l’autoconsumo.

 

2.3 Impianti ibridi con caldaia a condensazione + pompa di calore

Un sistema ibrido è un impianto che combina due generatori di calore alimentati da diverse fonti di energia, tipicamente una fossile ed una rinnovabile, ad esempio una caldaia a condensazione alimentata a gas naturale ed una pompa di calore, realizzati e concepiti per funzionare in abbinamento tra loro. Il sistema ibrido può quindi azionare, in base alle condizioni di esercizio, il generatore più conveniente, e rappresenta pertanto una soluzione che consente di funzionare in maniera ottimizzata al variare delle condizioni esterne.

2.4 Cogenerazione

Nel caso di utenze medio-grandi e caratterizzate da una presenza contemporanea di fabbisogni di energia elettrica e termica, quali ad esempio le strutture ospedaliere, una soluzione virtuosa in termini di prestazioni energetiche ed ambientali è costituita dalla cogenerazione, che consiste nella generazione combinata, mediante un’unica macchina/impianto, di energia elettrica e di energia termica. Tale soluzione, se correttamente implementata, permette di sfruttare con elevato rendimento il combustibile (tipicamente gas naturale) di alimentazione, con un significativo risparmio di energia rispetto alla produzione separata delle due forme.

2.5 Collegamento a reti di teleriscaldamento esistenti

Tra le misure di efficientamento lato generazione, è importante annoverare l’allacciamento ad una eventuale rete di teleriscaldamento cittadina esistente in prossimità dell’edificio oggetto di intervento, mediante realizzazione di opportuna tubazione di collegamento e posa di sottostazione di scambio termico nei pressi della centrale termica dell’edificio stesso. È necessario evidenziare la rilevanza di tale tipologia di soluzione, la cui adozione dovrebbe essere considerata con priorità nel caso di disponibilità di una simile infrastruttura in prossimità di edifici oggetto di efficientamento energetico, in ragione dei benefici energetici ed ambientali associati a tale tecnologia.

 

2.6 Solare termico

Altra soluzione di primaria rilevanza basata sulla fonte rinnovabile solare è rappresentata dal solare termico per la produzione di energia termica ad uso acqua calda sanitaria e riscaldamento, tipicamente in abbinamento con una tecnologia a combustibile fossile quale ad esempio la caldaia a condensazione.

2.7 Solare fotovoltaico

Il solare fotovoltaico rappresenta la tecnologia prevalente per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili nel settore degli edifici, che si presta ad abbinamenti sinergici ed ottimizzati con le altre tecnologie succitate, in particolare con le pompe di calore elettriche. Va segnalata inoltre la rilevanza di tale tecnologia da fonte solare rinnovabile nella prospettiva di sviluppo delle Comunità di energia rinnovabili, recentemente introdotte a livello comunitario e nazionale. 

 

2.8 Pompe distribuzione ad inverter

Tra le best practices si segnalano inoltre la sostituzione delle pompe del sistema di distribuzione dell’impianto termico con pompe di circolazione del fluido dotate di inverter, che regolano ed ottimizzano il loro funzionamento in base all’effettiva richiesta.

2.9Coibentazione condotti/tubazioni distribuzione

Con riferimento al sistema di distribuzione, è opportuno citare tra le soluzioni più rilevanti anche la coibentazione delle tubazioni di distribuzione dell’energia termica prodotta dal sistema di generazione, per evitare dispersioni all’interno dell’edificio.

 

2.10 Installazione di sistemi di controllo della temperatura ambiente

Tra gli interventi di efficientamento lato regolazione/gestione, è opportuno annoverare l’installazione di sistemi di controllo della temperatura ambiente in ogni locale riscaldato, quali le valvole termostatiche, valvole elettrotermiche, valvole di zona, etc., che consentono la regolazione della portata del fluido vettore termico in base alla temperatura ambiente raggiunta. Tale soluzione è tipicamente di semplice ed economica realizzazione.

Building automation (“BACS”)

Anche i cosiddetti “Building Automation and Control Systems” o “Sistemi di controllo e automazione degli edifici” rappresentano delle soluzioni tecnologiche molto rilevanti ai fini del miglioramento dell’efficienza energetica degli edifici.

Le funzioni di controllo, automazione e gestione possono riguardare i seguenti servizi: riscaldamento, produzione di acqua calda sanitaria, raffrescamento, ventilazione e condizionamento dell’aria, illuminazione, schermature solari, gestione tecnica dell’edificio.

La norma tecnica di riferimento per i BACS è la UNI EN 15232-1 del 2017, la quale classifica i sistemi di controllo, automazione e gestione tecnica degli edifici secondo complessità crescente delle funzioni implementate, stabilendo i requisiti minimi per ogni classe individuata, classi che vanno dalla D (BACS non efficienti) alla A (BACS ad elevate prestazioni).

In particolare, alla Classe D appartengono gli edifici privi di sistemi di automazione e controllo dedicati al contenimento dei consumi energetici. La Classe C “BACS standard” è la classe che corrisponde agli edifici dotati di sistemi di automazione e controllo in grado di esercitare funzioni convenzionali come la regolazione e la contabilizzazione dell’energia termica. La Classe B “BACS avanzati”, racchiude gli edifici dotati di sistemi con funzioni avanzate di automazione e controllo, ma anche funzioni di gestione centralizzata di alcuni impianti. Vi è quindi una connessione tramite BUS di comunicazione tra le periferiche e l’unità centrale. I sistemi “BACS ad elevate prestazioni” appartengono alla Classe A, e sono caratterizzati da funzioni di automazione e controllo tali da garantire elevate prestazioni energetiche. Negli edifici ricadenti in Classe A gli impianti di climatizzazione e di illuminazione sono gestiti mediante dispositivi di controllo in funzione delle dinamiche degli ambienti interni. Sono incluse funzioni per la gestione integrata di più elementi impiantistici e logiche integrate di gestione dell’edificio.

Va segnalato che, ai fini della classificazione degli edifici secondo le classi individuate, può essere attribuita una determinata classe solo se, per ciascun servizio, tutte le funzioni prese in considerazione soddisfano i requisiti di tale classe.

 

Analisi delle migliori prassi adottate nell’ambito di alcuni interventi di efficientamento energetico effettuati sul territorio regionale

Di seguito vengono analizzate le migliori prassi adottate nell’ambito di un campione di interventi di efficientamento energetico di edifici pubblici effettuati sul territorio regionale. In particolare, gli interventi individuati sono relativi a edifici pubblici caratterizzati da destinazioni d’uso quali attività scolastiche a diversi livelli (scuole dell’infanzia, scuole elementari e scuole medie), palestre (comunali e/o afferenti a edifici scolastici), nonché sedi municipali.

In Tabella 1 sono riportate, per ciascuno dei succitati interventi, le misure di efficientamento energetico adottate, suddivise per tipologia sulla base di quanto riportato nei paragrafi precedenti. 

Per quanto riguarda le misure che agiscono sulla riduzione del fabbisogno energetico dell’edificio, si può riscontrare che la coibentazione delle superfici opache degli edifici mediante applicazione di isolamento esterno o, in particolare nel caso di edifici vincolati, interno alle pareti perimetrali, rappresenti una soluzione adottata nella totalità dei casi studio considerati. Similmente per quanto concerne la coibentazione della copertura dell’edificio o del solaio del sottotetto, con due soli casi a fare da eccezione. L’isolamento del pavimento rappresenta invece una soluzione scarsamente adottata, con solo un riscontro sul totale dei casi studio analizzati. Va però segnalato che in questo caso l’intervento è stato eseguito contestualmente alla posa di un impianto di riscaldamento a pavimento di tipo radiante.

Altra soluzione adottata in tutti i casi studio analizzati riguarda le chiusure trasparenti degli edifici, ed è rappresentata dall’installazione di serramenti ad alta efficienza. In un unico caso studio si è riscontrato un intervento di recupero ed efficientamento energetico dei serramenti in legno esistenti.

Insieme all’isolamento di pareti e copertura e dei serramenti, la sostituzione dei corpi illuminanti o delle lampade con installazione di tecnologia LED ad alta efficienza costituisce l’altra misura di efficienza energetica adottata nella maggior parte (oltre i due terzi) dei casi studio esaminati. 

L’installazione di sistemi di schermatura solare è invece una soluzione adottata con minore frequenza nell’ambito del campione di interventi esaminato, con applicazione solo nel 25% dei casi.

Per quanto concerne le misure che sono riconducibili all’efficientamento degli impianti, agendo sui sistemi di generazione, distribuzione, regolazione ed emissione, si evince che la riqualificazione degli impianti di generazione mediante la sostituzione dei generatori esistenti con l’installazione di caldaie a condensazione, pompe di calore o la combinazione delle due tecnologie (c.d. impianto ibrido) rappresenta una soluzione adottata in più del 50% dei casi studio esaminati.

Va segnalato che l’installazione di impianti di cogenerazione è una soluzione adatta a edifici con destinazione d’uso diversa, quali ad esempio strutture sanitarie di tipo ospedaliero, come anticipato sopra.

In uno dei casi esaminati, l’intervento effettuato ha riguardato anche l’installazione, su un cogeneratore alimentato da impianto a biogas limitrofo all’edificio interessato da intervento di efficientamento energetico e già esistente, di una caldaia a recupero da mettere a servizio dell’impianto di riscaldamento dell’edificio stesso.

Inoltre, nello stesso caso studio, è stato effettuato l’allacciamento ad una rete di teleriscaldamento cittadina esistente, mediante realizzazione di tubazione di collegamento di circa un centinaio di metri e posa di sottostazione di scambio termico nei pressi della centrale termica dell’edificio. È necessario evidenziare la rilevanza di tale tipologia di soluzione, la cui adozione dovrebbe essere considerata con priorità nel caso di disponibilità di una simile infrastruttura in prossimità di edifici oggetto di efficientamento energetico, in ragione dei benefici energetici ed ambientali associati a tale tecnologia.

L’installazione di impianti solari fotovoltaici è una soluzione adottata in circa il 25% dei casi, il che denota un potenziale di penetrazione di tale fonte rinnovabile ancora da sviluppare. Analogamente per quanto riguarda il solare termico per la produzione di ACS in abbinamento alle tecnologie primarie. 

Per quanto riguarda le tecnologie riconducibili alla categoria della building automation, va segnalato la rilevante frequenza di adozione (circa un terzo dei casi analizzati) di sistemi di controllo della temperatura e di termoregolazione capillare nei locali dell’edificio mediante cronotermostati.  

Misure di efficientamento energetico adottate nell’ambito di un campione di interventi eseguiti sul territorio regionale, suddivise per destinazione d’uso dell’edificio e per categoria (Formato PDF)

Riferimenti bibliografici e sitografia

  1. https://www.efficienzaenergetica.enea.it/servizi-per/cittadini/interventi-di-efficienza-e-risparmio-energetico-nelle-abitazioni/solai-e-pareti/sistemi-di-isolamento-termico.html

  2. Norma tecnica UNI EN 15232-1:2017. Prestazione energetica degli edifici - Parte 1: Impatto dell'automazione, del controllo e della gestione tecnica degli edifici