Utilizzo dello strumento SNTool scala urbana: calcolo dei KPIs WP4 - ACTIVITY 4.2: CESBA MED TRAINING SYSTEM DELIVERABLE 4.2.1

WP4 - ACTIVITY 4.2: CESBA MED TRAINING SYSTEM

scala urbana: calcolo dei KPIs

C.1.7. CONSUMO TOTALE DI ENERGIA PRIMARIA NEGLI EDIFICI

AREA CATEGORIA

C. Energia C.1 Energia non rinnovabile

INTENTO

Ridurre il fabbisogno di energia primaria.

METODOLOGIA DI VALUTAZIONE-DESCRIZIONE

Il criterio consente di definire il fabbisogno di energia primaria complessivo dell’area esaminata.

L’energia primaria comprende l’insieme di energia prodotta da fonti rinnovabili e non rinnovabili che non ha ancora subito alcun processo di conversione o trasformazione.

Energia rinnovabile Energia non rinnovabile

Energia termica ed elettrica

„ENERGIA PRIMARIA PER EDIFICIO” significa:

 l’energia utilizzata per produrre l’energia convogliata all’edificio e

 viene calcolata utilizzando la quota di vettori energetici distribuiti ed esportati e un fattore di conversione

(fattore dell’energia primaria totale, fattore dell’energia non rinnovabile)

• Carbone

• Petrolio

• Gas

• Energia nuclerae

• Sole

• Vento

• Acqua

• Geotermico

• Legno…

• Energia elettrica

• Teleriscaldamento

• Prodotti petroliferi

• Gas

• Pellets

• Bricchette

• Coke …

Energia Primaria Energia Secondaria

• Energia Primaria

Energia

CONVOGLIATA all’edificio

Perdite di en.

• Conversione

• Stoccaggio

• Distribuzione

Fabbisogno energetico dell’edificio

• Riscaldamen to

• Raffresca mento

• Acqua calda

• Ventilazione

• Ausiliari

• Illuminazione

• Energia Secondaria

Perdite di en.

• Conversione

• Stoccaggio

• Distribuzione

Perdite di en.

• Conversione

• Stoccaggio

• Distribuzione

Fattore per l’energia primaria totale

per un vettore energetico specificato (e.g.

gas naturale, gasolio, energia elettrica, pellets …)  energia primaria non rinnovabile e rinnovabile diviso l’energia distribuita, quando l’energia primaria corrisponde alla quantità di energia richiesta per fornire una unità di energia distribuita, viene conteggiata l’energia utile all’estrazione, il processo di stoccaggio, il trasporto, la generazione, la trasformazione, la trasmissione, la distribuzione e tutte le operazioni necessarie alla distribuzione dell’energia all’edificio in cui verrà utilizzata

Fattore per l’energia primaria non rinnovab ile

per un vettore energetico specificato (e.g. gas naturale, gasolio, energia elettrica, pellets …)  energia primaria non rinnovabile diviso l’energia distribuita quando l’energia non rinnovabile corrisponde alla quantità di energia richiesta per fornire una unità di energia distribuita, viene conteggiata l’energia non rinnovabile utile all’estrazione, il processo di stoccaggio, il trasporto, la generazione, la trasformazione, la trasmissione, la distribuzione e tutte le operazioni necessarie alla distribuzione dell’energia all’edificio in cui verrà utilizzata fattore di conversione fattore en. primaria non rinnovabile en.

energia distribuita

! "#" ! _$%&$

METODOLOGIA DI VALUTAZIONE-REQUISITI DEI DATI

Indicatore Unità Fonte dei dati

(Consumo totale annuo di energia primaria negli edifici / valore minimo standard di riferimento a livello

locale)100

% Dato calcolato

METODO DI CALCOLO

Step 1 Calcolare il consumo annuo totale di energia primaria non rinnovabile per la fase operativa (riscaldamento, raffreddamento, acqua calda sanitaria, ventilazione, ausiliari, illuminazione) [kWh / a]

per ciascun edificio nell'area locale (edifici residenziali e non residenziali)

I calcoli sono basati su:

• EN 13790 (Prestazioni energetiche degli edifici - Calcolo del consumo di energia per il riscaldamento e il raffrescamento degli spazi) utilizzando il metodo mensile quasi-stazionario e un insieme di norme

• serie di norme EN 15316 (Sistemi di riscaldamento negli edifici - Metodo per il calcolo dei requisiti energetici del sistema e l'efficienza del sistema)

• EN 15603 (Prestazioni energetiche degli edifici - Uso generale dell'energia e definizione dei rating energetici)

METODO DI CALCOLO

Step 2 Calcolare il consumo totale di energia primaria dell'area urbana come valore medio ponderato del consumo totale di energia primaria sulle superfici del pavimento di tutti gli edifici nell'area [kWh/(m

²

a)]

Step 3 Calcola: consumo totale di energia primaria degli edifici [kWh/(m

²

a)] /

valore locale minimo [kWh/(m

²

a)] x 100 -> esprimere il risultato in %

METODO DI CALCOLO

Step 1 Calcolare il consumo annuo totale di energia primaria non rinnovabile per la fase operativa (riscaldamento, raffreddamento, acqua calda sanitaria, ventilazione, ausiliari, illuminazione) [kWh / a] per ciascun edificio nell'area locale (edifici residenziali e non residenziali)

Per ogni edificio separatamente:

A. calcolare il consumo energetico totale TERMICO non-rinnovabile finale [kWh/a]

separatamente per ciascun vettore energetico (nel caso di più di un vettore energetico) per la fase operativa come descritto in C.1.1 - CONSUMI ENERGETICI TERMICI FINALI TOTALI PER LE OPERAZIONI DI COSTRUZIONE

B. Calcolare il consumo totale di energia primaria di energia non rinnovabile [kWh/a]

per ciascun vettore di energia separatamente (in caso di più di un vettore di energia) moltiplicando il consumo di energia termica totale non rinnovabile totale con il fattore di energia primaria non rinnovabile appropriato.

METODO DI CALCOLO

C. sommare l'energia primaria dell’energia termica non-rinnovabile per tutti i vettori energetici del passaggio B. (nel caso di più di un vettore di energia) → consumo totale di energia primaria di energia termica non rinnovabile [kWh/a]

D. calcolare il consumo di energia elettrica finale non-rinnovabile totale [kWh/a] per le operazioni di costruzione come descritto in C.1.4 - CONSUMI DI ENERGIA ELETTRICA FINALE TOTALE PER LE OPERAZIONI DI COSTRUZIONE

F. sommare il consumo totale di energia primaria dell'energia termica non-rinnovabile (fase C) e il consumo totale di energia primaria dell'energia elettrica non-rinnovabile (fase E) → il consumo annuo totale di energia primaria di energia non-rinnovabile per le operazioni di costruzione [kWh/a]

E. calcolare il consumo totale di energia primaria di energia elettrica non-rinnovabile [kWh/a] moltiplicando il consumo totale di energia elettrica non rinnovabile totale con il fattore di energia primaria non rinnovabile appropriato

METODO DI CALCOLO

Step 2 Calcolare il consumo totale di energia primaria dell'area urbana come valore medio ponderato del consumo totale di energia primaria sulle superfici del pavimento di tutti gli edifici nell'area [kWh/(m²a)]

A. Per ogni edificio determinare separatamente l'utile superficie interna del pavimento A₁, A₂, A₃, A₄, … A_n [m²] dove n è il numero totale di edifici

B. il consumo annuo totale di energia primaria di energia non rinnovabile [kWh / (a)]

per ciascun edificio separatamente è calcolato nella Step 1. E_prim1, E_prim2, E_prim3, E_prim4, … E_prim dove n è il numero totale di edifici

C. calcolare il consumo totale di energia primaria dell'area urbana come valore medio ponderato del consumo totale di energia primaria sulle superfici di tutti gli edifici nell'area[kWh/(m²a)] applicando la seguente formula:

n  è il numero totale di edifici nell’area '_(%)* ∑^-/0_-/1 ,_- · '_(%)*-

∑^-/0_-/1 ,_-

kWh m⁵a

A. Calcolare per l’area urbana locale il valore minimo di energia primaria in [kWh/(m

²

/a)]

Nella legislazione nazionale viene valutata separatamente ogni tipologia di edificio nel caso in cui siano definiti ingenti lavori di ricostruzione

(esempio dalla Croazia- è rischiesto un tipo specifico di energia per il riscaldamento Q’’

_H,nd

, energia primaria E

prim

, ed energia distibuita E

_del

in [kWh/(m

²

a)])

Step 3 Calcola: consumo totale di energia primaria degli edifici [kWh/(m

²

a)] / valore locale minimo [kWh/(m

²

a)] x 100 -> esprimere il risultato in %

Requisiti in caso di ingenti ricostruzioni per diverse tipologie di edificio in Croazia ( due differenti zone climatiche: continentale e litoranea)

REQUIREMENTS FOR MAJOR RECONSTRUCTION

Q’’_H,nd [kWh/(m²a)] Eprim_NL [kWh/(m²a)] _Edel [kWh/(m²a)]

BUILDING USE Continent, θ _mm≤ 3 °C Coast, θ _mm> 3 °C Continent, θ _mm≤ 3 °C Coast, θ _mm> 3 °C Continent, θ

mm≤ 3 °C

Coast, θ _mm> 3

°C f₀≤ 0,20 0,20 < f₀< 1,05 f₀≥ 1,05 f₀≤ 0,20 0,20 < f₀< 1,05 f₀≥ 1,05

Multiapartment 50,63 40,49 + 50,73·f₀ 93,75 27,00 21,59 + 27,06·f₀ 50,00 180 130 120 85

Single family home 50,63 40,49 + 50,73·f₁ 93,75 27,00 19,24+38,82·f₁ 60,00 135 80 120 60

Offices 21,18 11,03 + 50,73·f₂ 64,29 17,60 12,19 + 27,06·f₂ 40,60 75 75 40 40

Education 14,98 4,84 + 50,73·f₃ 58,10 10,81 5,40 + 27,06·f₃ 33,83 90 75 60 60

Hospitals 23,40 13,26 + 50,73·f₄ 66,51 50,48 45,06 + 27,06·f₄ 73,48 340 330 250 230

Hotels and restaurants 44,35 34,21 + 50,73·f₅ 87,48 12,50 7,09 + 27,06·f₅ 35,50 145 115 90 80

Sports halls 120,49 110,35 + 50,73·f₆ 163,61 40,91 35,50 + 27,06·f₆ 63,93 420 215 295 190

Retail buildings 61,14 50,99 + 50,73·f 104,25 15,11 9,71 + 27,06·f 38,13 475 300 290 13 185

METODO DI CALCOLO

Calcolare il valore minimo di energia primaria a livello locale in [kWh/(m2/a)] come di seguito:

• Per ogni edificio determinare separatamente l'utile superficie interna del pavimento A₁, A₂, A₃, A₄, … A_n [m²] dove n è il numero totale di edifici

• Per ogni edificio determinare separatamente l’energia primaria in [kWh/(m²a)]

secondo i riferimenti di legge nazionali (lim) E_prim1,lim, E_prim2,lim, E_prim3,lim, E_prim4,lim, … E_prim,limdove n è il numero totale di edifici

• calcolare il valore minimo locale locale di energia primaria in [kWh/(m²/a)] come valore medio ponderato del consumo energetico primario definito dalla legislazione nazionale sulle superfici del pavimento di tutti gli edifici nell'area [kWh/(m²a)]

applicando la seguente formula: [kWh/(m²a)] applicando la seguente formula:

n = numero totale di edifici Valore minimo locale ^∑7@A ^67·89:;<_>?7

7@B

∑^7@A_7@B 6₇

kWh m⁵a

METODO DI CALCOLO

B. dividere il consumo totale di energia primaria dell'area urbana [kWh/(m²a)] allo Step 2 con il valore minimo locale

'_(%)*

'_(%)* kWh m⁵a

local minimum value kWh m⁵a

· 100

NORME E STANDARDS DI RIFERIMENTO

• EN ISO 13790 (Energy performance of buildings. Calculation of energy use for space heating and cooling)

• EN 15316-2-1 Space heating emission systems

• EN 15316-2-3 Space heating distribution systems

• EN 15316-3-1 Domestic hot water systems, characterisation of needs

• EN 15316-3-2 Domestic hot water systems, distribution

• EN 15316-3-3 Domestic hot water systems, generation

• EN 15316-4-1 Space heating generation systems, combustion systems (boilers)

• EN 15316-4-2 Space heating generation systems, heat pump systems

• EN 15316-4-3 Space heating generation systems, thermal solar systems

• EN 15316-4-4 Space heating generation systems, building-integrated cogeneration systems

• EN 15316-4-5 Space heating generation systems, the performance and quality of district heating and large volume systems

• EN 15316-4-7 Space heating generation systems, biomass combustion systems

• EN 15603 Energy performance of buildings – Overall energy use and definition of energy ratings

• ec.europa.eu/energy/en/topics/energy-efficiency/buildings

• https://www.iea.org/publications/freepublications/.../buildings_certification.pdf

• www.theicct.org/sites/default/files/.../ICCTupdate_EU-95gram_jan2014.pdf

ESEMPIO

ESEMPIO

Vi sono due edifice pubblici nell’area considerata:

1. Uno stabile ad uso uffici in cui si utilizza gas naturale come combustibile per il riscaldamento ed energia elettrica per la produzione di acqua calda sanitaria, per l’illuminazione e l’utilizzo di ausiliari

2. Una scuola primaria in cui si utilizza olio combustibile extra leggero per il riscaldamento e l’acqua calda sanitaria mentre si utilizza energia elettrica per l’illuminazione e gli ausiliari

Calcolare il consume totale di energia primaria degli edifici [kWh/(m²a)] / il valore minimo locale [kWh/(m²a)] x 100 -> esprimere il risultato in %

Input data are given in the following table:Descrizione Unità di misura Uffici Scuola primaria TOTALE

Superficie interna lorda Ak m² 1.300,00 1.510,00 2.810,00

Tipologia di edificio UFFICI EDUCAZIONE

Valore minimo locale di energia primaria secondo

la legislazione nazionale E_{prim_NL} kWh/(m²a) 75,00 90,00

Tipo di combustibile - Gas naturale olio combustibile

extra leggero Consumo annuale di combustibile Qfuel kWh/a 194.460,00 190.570,00 Fattore di conversione per l’energia primaria non

rinnovabile specifico per il combustibile - 1,095 1,138

Consumo annual di energia elettrica dalla

rete Qel kWh/a 36.136,00 44.700,00

Tipologia di edificio UFFICI EDUCAZIONE Valore minimo locale di energia primaria secondo la

legislazione nazionale E_{prim_NL} kWh/(m²a) 75,00 90,00

Tipo di combustibile - Gas naturale Olio c.extra leggero

Consumo annuale di combustibile Q_fuel kWh/a 194.460,00 190.570,00 Fattore di conversione per l’energia primaria non

rinnovabile specifico per il combustibile - 1,095 1,138

Consumo annuale di energia elettrica dalla rete Q_el kWh/a 36.136,00 44.700,00 Fattore di conversione per l’energia primaria non

rinnovabile specifico per l’en. elettrica dalla rete - 0,798 0,798

Consumo annuale di energia termica non

rinnovabile E_prim,th kWh/a 212.933,70 216.868,66

Consumo annuale di energia elettrica non

rinnovabile E_prim,el kWh/a 28.836,53 35.670,60

Consumo annuale totale di energia primaria non rinnovabile

E_prim kWh/a 241.770,23 252.539,26 494.309,49 A_kE^prim m²kWh/a 314.301.296,40 381.334.282,60 695.635.579,00 Consumo totale di energia primaria dell'area urbana

calcolato come valore medio ponderato del consumo totale di energia primaria sulle superfici del

pavimento di tutti gli edifici nell'area

X kWh/a 247.557,15

Valore minimo locale di energia primaria secondo la legislazione nazionale

E_{prim_NL} kWh/a 97.500,00 135.900,00 233.400,00

A_kE^prim_NL m²kWh/a 126.750.000,00 205.209.000,00 331.959.000,00 Valore minimo locale di energia primaria calcolato

come valore medio ponderato del consumo energetico primario definito dalla legislazione nazionale sulle superfici del pavimento di tutti gli edifici nell'area

local minimum

value

kWh/a 118.134,88

(Consumo totale di energia primaria degli edifici / (X / local ¹⁹

ESERCIZIO

ESERCIZIO

Vi sono TRE edifice pubblici nell’area considerata:

1. Una scuola secondaria in cui si utilizza gas naturale come combustibile per il riscaldamento e per la produzione di acqua calda sanitaria, mentre si utilizza energia elettrica per l’illuminazione e gli ausiliari

2. Uno stabile ad uso uffici in cui si utilizza teleriscaldamento per la produzione di calore e acqua calda sanitaria, mentre si utilizza energia elettrica per l’illuminazione e gli ausiliari

3. Un ospedale in cui si utilizza olio combustibile extra leggero per il riscaldamento e l’acqua calda sanitaria mentre si utilizza energia elettrica per l’illuminazione e gli ausiliari

Calcolare il consume totale di energia primaria degli edifici [kWh/(m²a)] / il valore minimo locale [kWh/(m²a)] x 100 -> esprimere il risultato in %

ESERCIZIO

Descrizione Unità di

misura Scuola Uffici Ospedale

Superficie interna lorda Ak m² 6.303,00 2.824,00 1.408,00

Tipologia di edificio EDUCAZIO

NE UFFICI OSPEDALE

Valore minimo locale di energia primaria secondo la legislazione

nazionale E_{prim_NL} kWh/(m²a) 90,00 75,00 340,00

Tipo di combustibile ^- Gas naturale Teleriscalda

mento

Olio combustibile extra leggero Consumo annuale di combustibile Q_fuel kWh/a 820.185,98 341.666,00 566.715,06 Fattore di conversione per l’energia primaria non rinnovabile specifico per

il combustibile ^- 1,095 1,462 1,138

Consumo annuale di energia elettrica dalla rete Q_el kWh/a 102.460,00 83.500,00 120.734,00 Fattore di conversione per l’energia primaria non rinnovabile specifico per

l’en. elettrica dalla rete ^- 0,798 0,798 0,798