Performance gap

Università di Ginevra - S. Cozza

Il performance gap viene definito come la differenza tra il consumo energetico di un edificio misurato e quello calcolato. In diversi paesi europei è stato osservato che gli edifici con prestazioni termiche inferiori tendono a consumare meno energia del previsto, mentre gli edifici con elevate prestazioni termiche tendono a consumare più energia del previsto, sovrastimando quindi fortemente il potenziale di risparmio energetico ottenibile da un rinnovamento. Questo fenomeno è ben noto ed è stato descritto come una combinazione degli effetti "rebound" e "prebound". L'effetto rebound si verifica quando i miglioramenti in efficienza riducono il costo dei servizi energetici, incoraggiando così l'aumento del consumo di servizi, che finiscono con annullare - in tutto o in parte - la riduzione del consumo energetico. L'effetto prebound si definisce invece come il sottoconsumo di servizi energetici, tipici di vecchie abitazioni inefficienti prima di una riqualificazione energetica, che porta quindi ad un potenziale di risparmio energetico inferiore al previsto. Tuttavia, l'uso del termine rebound (e per estensione prebound) può essere fuorviante in quanto il rebound (rimbalzo) è collegato ad un cambiamento del comportamento degli inquilini. Le ricerche invece indicano che una gran parte della differenza tra il consumo teorico e quello reale ha cause che non sono legate ad un cambiamento nel comportamento degli inquilini. Pertanto è preferibile usare il termine performance gap al fine di evitare

qualsiasi ipotesi implicita sulle cause di questa differenza.

La conseguenza più seria del performance gap è quella di generare grande incertezza quando i proprietari di immobili prendono decisioni sugli investimenti per una riqualificazione energetica. Infatti un’incertezza nel calcolo del consumo energetico dell'abitazione allo stato attuale, porta un'incertezza ancora più grande nel calcolare il potenziale di risparmio energetico. In particolare, se si consuma meno energia di quella calcolata prima del rinnovamento, c'è meno potenziale di risparmio, con ovvie implicazioni per la fattibilità economica della riqualificazione. Di conseguenza, si crea un altro gap/divario: il divario tra il risparmio energetico effettivo e quello previsto dopo il rinnovamento. Diversi studi indicano come la maggior parte dei rinnovamenti energetici ottiene un risparmio energetico effettivo molto inferiore a quello calcolato. Inoltre il problema si accentua quando si utilizzano i certificati energetici per calcolare il risparmio energetico. Studi europei che hanno utilizzato i certificati energetici per ampi campioni di edifici hanno rilevato che il rapporto tra il risparmio energetico effettivo e teorico dopo una riqualificazione energetica variava dal 40 al 60%303132 _, con importanti conseguenze per gli obiettivi di riduzione energetica dei diversi paesi33_.

0 100 200 300 400 500 600 700

E.1(1)-E.1(2) E.1(3) E.2 E.3 E.4 E.5 E.6 E.7 E.8

EP gl ,nr e n (kW h/ m 2anno) A4 A3 A2 A1 B C D E F G

BOX - Progetto GAPxPLORE Università di Ginevra - S. Cozza

L’obiettivo del progetto GAPxPLORE è stato di

quantificare la differenza tra il consumo energetico misurato e quello calcolato (performance gap) negli edifici residenziali svizzeri, e di studiare la distribuzione di tale differenza tra le diverse tipologie di edificio (livello di prestazione ed età). All’interno del progetto è stato analizzato anche il deficit di risparmio energetico (Energy Saving Deficit – ESD), definito come la differenza tra le riduzioni di consumo energetico prevista e quella realmente ottenuta dopo una riqualificazione energetica. La ricerca si è concentrata principalmente sull'energia finale utilizzata per il riscaldamento e l'acqua calda sanitaria, analizzando diversi set di dati contenenti sia dati teorici/calcolati che dati reali sul consumo energetico degli edifici. La fonte più importante è stata la banca dati del Certificato Energetico

Cantonale degli Edifici (CECE), contenente

informazioni su oltre 50.000 edifici. Il CECE riporta l'efficienza energetica e il fabbisogno energetico teorico dell'edificio secondo gli standard espressi nelle norme. La prestazione così calcolata viene suddivisa in classi da A a G nell'etichetta energetica (da molto efficiente a molto inefficiente).

I risultati hanno evidenziato una forte correlazione tra la classe energetica e il

performance gap34_{. Nella figura a sinistra è}

riportato il confronto fra il consumo teorico (in blu) e quello reale (in arancione) in funzione della classe energetica: gli edifici con basse

prestazioni (classi G, F, ed E) consumano sostanzialmente meno del previsto (gap negativo del -40%). Viceversa, gli edifici con prestazioni più elevate (classi B e C) consumano leggermente più del previsto (gap positivo del +12%).

Inoltre, al fine di indagare il deficit di risparmio energetico è stato generato un campione di 1.172 edifici aventi un CECE sia prima che dopo la riqualificazione energetica. In questo studio sono state proposte due versioni dell'ESD: l'ESD normativo (ESDn) che utilizza il risparmio energetico teorico ottenibile migliorando la classe nell’etichetta energetica, e l'ESD previsto (ESDp) che utilizza invece il risparmio previsto basato sul consumo reale prima della riqualificazione.

La figura di destra mostra i tre diversi metodi di calcolare il risparmio energetico: 1) Teorico, basato sul consumo energetico teorico della

classe energetica prima e dopo la

riqualificazione; 2) Previsto, la differenza tra il consumo reale prima della riqualificazione e il consumo teorico dopo la riqualificazione; 3) Reale, la differenza fra il consumo reale prima e dopo la riqualificazione. È evidente che il risparmio energetico in valore assoluto,

espresso in kWh/(m2_{anno), aumenta con la}

profondità della riqualificazione (miglioramento

della classe energetica)35_{. È interessante notare}

che i risparmi teorici crescono costantemente

(come previsto) con l'aumento del

miglioramento della classe energetica, e molto più rapidamente del risparmio energetico reale. I risparmi reali sono infatti circa la metà di quelli teorici per i miglioramenti da 3 a 6 classi di prestazione energetica. Al contrario, i valori previsti e reali sono sempre molto vicini, il che significa che i risparmi previsti sono una ottima approssimazione dei risparmi reali.

Per concludere, i risultati sul deficit di risparmio

energetico per gli edifici riqualificati

suggeriscono che l'ESDn normativo non sempre sia un buon indicatore per valutare la qualità di una riqualificazione energetica, in particolare quando si ottiene un “salto” di almeno 3 classi, in quanto la maggior parte del deficit è dovuto ad una sovrastima del consumo dell'edificio prima della riqualificazione stessa. Al contrario, l’ESDp previsto si dimostra un indicatore molto più affidabile per giudicare il successo di una riqualificazione in virtù dell’errore quasi

marginale in termini assoluti (in kWh/m2_anno).

Questo dimostra che l'utilizzando l’ESDp non è necessario alcun cambiamento significativo nel modello utilizzato per descrivere l’edificio o nell'intero processo di certificazione, ma si può semplicemente raccomandare di utilizzare il valore di consumo reale prima della riqualificazione al posto dei valori teorici. Questa semplice pratica contribuisce a ridurre al minimo l'impatto del performance gap e sottolinea ancora una volta l'importanza del monitoraggio dei consumi energetici.

Consumo teorico e reale per le classi nell’etichetta energetica34

34

Fonte: GAPxPLORE

Sebbene l'esistenza del performance gap sia ampiamente riconosciuta, è stato finora difficile identificare tutti i fattori chiave che lo influenzano. È infatti piuttosto impegnativo arrivare a stilare una classifica delle cause in base alla loro influenza sul gap. Tuttavia, principalmente grazie all’esperienza di vari soggetti professionali interessati dal problema e in base alla frequenza con cui si verificano, le cause principali del gap tra il consumo teorico previsto dei certificati energetici e il consumo reale dell'edificio in funzione sono: la differenza fra la temperatura interna e il tasso

di ventilazione teorici e reali; il malfunzionamento dei sistemi tecnici; l’errato calcolo dei carichi solari; l’errata definizione delle proprietà termiche dell'involucro dell'edificio, in particolare della trasmittanza termica delle facciate.

Tutte le cause esaminate hanno una grande influenza sul rendimento energetico di un edificio, ma non si è ancora in grado di quantificare in maniera affidabile l'entità dell’impatto di ciascuna causa vista la loro profonda intercorrelazione e la variabilità specifica di ogni caso.

Ricercatori e professionisti del settore hanno proposto molte strategie diverse per ridurre il performance gap, che possono essere suddivise in tre gruppi:

1. miglioramento del calcolo del consumo di energia teorico,

2. il miglioramento delle prestazioni tecniche dei diversi sistemi,

3. migliori pratiche di governance relative al consumo di energia negli edifici e alla riqualificazione energetico.

Di seguito si evidenziano le soluzioni più rilevanti per il contesto europeo, dividendole per le varie fasi di progettazione/costruzione dell’edificio: fin dall'inizio della fase di progettazione, è importante distinguere chiaramente tra le condizioni teoriche di utilizzo (calcolate secondo i valori standard delle norme nazionali), le condizioni ottimali di utilizzo (quelle di un edificio ottimizzato dal punto di vista energetico) e le condizioni reali di utilizzo, e si raccomanda di coinvolgere fin da subito un esperto per garantire una buona qualità della progettazione, della costruzione e della messa in servizio dell’edificio. Per la fase operativa,

a livello di singolo edificio si raccomanda una gestione attenta dell'impianto di riscaldamento, monitorando le performance regolarmente e confrontandole con i valori teorici, e di coinvolgere un esperto per spiegare agli inquilini come ottimizzare l'utilizzo delle nuove tecnologie. Infine, si raccomanda di eseguire controlli più sistematici e un'applicazione rigorosa delle regole (comprese le relative sanzioni) da parte delle autorità per garantire che gli standard di costruzione siano rispettati, e che tutti gli attori responsabili del performance gap siano resi responsabili.

Più in generale, è fondamentale per il successo delle politiche energetiche conoscere il potenziale reale di risparmio energetico degli edifici esistenti tenendo in conto il performance gap. Per comprendere meglio sia le cause che le soluzioni di tale parametro, sono importanti il monitoraggio e l'analisi approfondita di larghi campioni degli edifici tipici del patrimonio edilizio, che permettano anche di analizzare il rapporto tra il risparmio energetico previsto dal miglioramento della classe nell’etichetta energetica e il risparmio effettivamente ottenuto.