APPENDICI
95
APPENDICE AP1 Metodo di calcolo semplificato del fabbisogno
energetico per climatizzazione invernale
Schema di procedura semplificata per la determinazione dell'indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale dell'edificio.
L'indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale da attribuire all'edificio per la sua certificazione energetica (EPi) può essere ricavato come:
EP
!=
!!
!
!!
(kWh/m
2anno) dove:
Q
h= fabbisogno di energia termica dell'edificio, espresso in kWh;
A
pav= la superficie utile (pavimento) espressa in m
2; η
g= rendimento globale medio stagionale.
Il fabbisogno di energia termica dell'edificio Q
hè dato da:
Q
!= 0,0024 ∙ GG ∙ H
!+ H
!− f
!∙ (Q
!+ Q
!) (kWh) dove:
GG sono i gradi giorno della città nella quale viene ubicato l’edificio in esame;
H
Tè il coefficiente globale di scambio termico per trasmissione, corretto per tenere conto della differenza di temperatura interno-esterno di ciascuna superficie disperdente (W/K);
H
Vè il coefficiente globale di scambio termico per ventilazione (W/K);
fx è il coefficiente di utilizzazione degli apporti gratuiti (adimensionale), fx=0,95;
Q
ssono gli apporti solari attraverso i componenti di involucro trasparente (kWh/anno);
Q
isono gli apporti gratuiti interni (kWh/anno)
Coefficiente globale di scambio termico per trasmissione H
!=
!!S
!∙ U
!∙ b
!",!(W/K) dove:
S
i= superfici esterne che racchiudono il volume lordo riscaldato. Non si considerano le superfici verso altri ambienti riscaldati alla stessa temperatura (m
2);
U
i= trasmittanza termica della struttura (W/m
2K);
b
tr,i= fattore di correzione dello scambio termico verso ambienti non climatizzati o verso il terreno (adimensionale)
I valori del coefficiente btr,i si ricavano:
- per superfici disperdenti verso ambienti non riscaldati: Prospetto 5 UNI/TS 11300-1 (v. Tab.1)
- per superfici disperdenti verso il terreno: Prospetto 6 UNI/TS 11300-1 (v. Tab.2) Nell’impossibilità di reperire le stratigrafie delle pareti opache e delle caratteristiche degli infissi possono essere adottati i valori riportati nella norma UNI/TS 11300-1, rispettivamente nell'appendice A e nell'appendice C.
Coefficiente globale di scambio termico per ventilazione H
!= 0,34 ∙ n ∙ V
!"##$(W/K) dove:
n = numero di ricambi d'aria pari a 0,3 h
-1;
Vnetto = In assenza di informazioni sul volume netto dell'ambiente climatizzato, si
assume pari al 70% del volume lordo (m
3).
APPENDICE AP1 96
Apporti solari attraverso i componenti di involucro trasparente Q
!= 0,2 ∙
!"#$"%&.I
!"#,!∙ S
!"##,!(kWh/anno) dove:
0,2 = coefficiente di riduzione che tiene conto del fattore solare degli elementi trasparenti e degli ombreggiamenti medi;
I
sol,i= irradianza totale stagionale (nel periodo di riscaldamento) sul piano verticale, per ciascuna esposizione (MJ/m
2).
S
serr,i= superficie della i-esima finestra (m
2).
NOTA: Il valore si calcola come sommatoria dei valori di irradianza media mensile sul piano verticale riportati nella UNI 10349:1994, estesa ai mesi della stagione di riscaldamento. Per i mesi non completamente ricompresi nella stagione di riscaldamento (es. novembre ed aprile per la zona D) si utilizza un valore di irradianza pari alla quota parte del mese.
Apporti gratuiti interni
Q
!= (θ
!"#∙ A
!"#∙ h)/1000 (kWh/anno) dove:
θ
int= apporti interni gratuiti, convenzionalmente θ
int= 4 W/m
2per edifici residenziali;
A
pav= superficie utile (pavimento) (m
2);
h = numero di ore della stagione di riscaldamento (h/anno).
Rendimento globale medio stagionale
Il rendimento globale medio stagionale η
gsi determina come:
η
!= η
!∙ η
!"∙ η
!∙ η
!"dove:
η
e= rendimento di emissione, valori del prospetto 17 della UNI/TS 11300-2 (v. Tab.3);
η
rg= rendimento di regolazione, valori del prospetto 20 della UNI/TS 11300-2 (v. Tab.4);
η
d= rendimento di regolazione, valori dei prospetti 21 (a,b,c,d,e) della UNI/TS 11300-2 (v. Tab.5);
η
gn= rendimento di generazione, valori dei prospetti 23 (a,b,c,d,e,) della UNI/TS 11300-2
(v. Tab.6).
APPENDICE AP1 97
Tab. 1- Prospetto 5 UNI/TS 11300-1
Tab. 2- Prospetto 6 UNI/TS 11300-1
Tab. 3- Prospetto 17 UNI/TS 11300-2
APPENDICE AP1 98
Tab. 4- Prospetto 20 UNI/TS 11300-2
Tab. 5- Prospetto 21 UNI/TS 11300-2
APPENDICE AP1 99
Tab. 6- Prospetto 23 UNI/TS 11300-2
100
APPENDICE AP2 Metodo di calcolo del fabbisogno
energetico per illuminazione
Il metodo di calcolo per il fabbisogno di energia necessaria al sistema di illuminazione interna è definito dalla UNI EN 15193/2008 mediante la relazione
W = W
!+ W
!(kWh/anno) dove:
W
Lè il fabbisogno energetico necessario agli apparecchi di illuminazione per garantire le condizioni di illuminazione fissate in sede progettuale, per esempio in relazione ai valori medi di illuminamento indicati nella UNI EN 12464-1;
W
Pè il fabbisogno di energia necessario all’alimentazione dei dispositivi di illuminazione di emergenza e dei vari sistemi di controllo dell’illuminazione eventualmente presenti.
Calcolo del fabbisogno W
LIl fabbisogno W
Lè così definito:
W
!=
!!∗!!∗!!∗ !!∗!!!!!!"""
(kWh/anno) dove:
P
Nè la potenza elettrica complessivamente installata per l’illuminazione dell’edifico (o dell’ambiente) in esame (W);
F
Cè il coefficiente di correzione per valutare l’effetto della presenza di eventuali sistemi di controllo per mantenere livelli di illuminamento costanti nel tempo (sistemi CTE);
F
Oè il coefficiente di correzione per valutare l’effetto della presenza di persone all’interno dell’edificio (o dell’ambiente) in esame;
t
Dè il tempo di accensione del sistema di illuminazione durante le ore diurne nel periodo di calcolo considerato (h/anno);
F
Dè il coefficiente di correzione per valutare il contributo dell’illuminazione naturale nell’edificio (o nell’ambiente) in esame;
t
Nè il tempo di accensione del sistema di illuminazione durante le ore serali e notturne nel periodo di calcolo considerato (h/anno).
Potenza elettrica installata P
NIl valore della potenza elettrica P
Nè ottenuto mediante il calcolo illuminotecnico e non è altro che la potenza dell’apparecchio d’illuminazione installato, risultante da:
P
N= P
lamp+ P
aux(kW) dove:
P
lampè la potenza della lampada (kW);
P
auxè la potenza elettrica ausiliaria (kW), convenzionalmente pari al 10% della potenza della lampada.
Coefficiente F
C: sistemi di controllo dell’illuminazione
I sistemi di controllo dell’illuminazione possono contribuire al risparmio sui costi operativi, garantendo livelli di illuminazione costanti nel tempo e adeguati al tipo di attività lavorativa, alla disponibilità di luce naturale e alla presenza di utenti.
Il coefficiente F
Cconsente di valutare l’effetto dell’eventuale presenza di sistemi di
controllo per il mantenimento di livelli di illuminamento costanti nel tempo.
APPENDICE AP2 101
Coefficiente F
O: occupazione degli ambienti
Il coefficiente F
Ocorregge il fabbisogno energetico necessario agli apparecchi di illuminazione W
Lin funzione dell’effettiva presenza di utenti. L’introduzione di tale coefficiente richiama l’attenzione su sistemi, detti di Building Automation o di automazione dell’edificio, che limitano la gestione manuale degli impianti d’illuminazione da parte dell’utenza. Tali sistemi risultano economicamente convenienti in quanto comunitari: il costo ripartito su ogni utente è irrisorio se comparato al beneficio.
Parametri t
De t
N: tempo di accensione ore diurne e notturne
I parametri t
De t
Nindicano il numero di ore, rispettivamente diurne e notturne, durante le quali il sistema di illuminazione è acceso.
Coefficiente F
D: disponibilità di luce naturale
La disponibilità di luce naturale è un fattore che incide molto sul fabbisogno W
Lpoiché all’aumentare di questa la necessità di illuminare artificialmente un ambiente diminuisce notevolmente. Il coefficiente F
Dconsente di valutare il risparmio energetico che si ottiene riducendo il ricorso all’illuminazione artificiale in favore della luce naturale pur mantenendo i requisiti di illuminamento medio richiesto anche attraverso l’utilizzo di sistemi di controllo automatico.
L’illuminazione naturale esterna ad un locale dipende da:
• latitudine e longitudine del luogo;
• giorno del mese e ora del giorno;
• condizioni di cielo (coperto, sereno, intermedio, etc.).
La quantità di luce naturale fruibile in un ambiente dipende da:
• disponibilità di luce naturale esterna;
• orientamento e conformazione dell’ambiente (nel caso si consideri la presenza di radiazione solare diretta);
• presenza di ostruzioni esterne;
• presenza di sistemi di schermature, regolabili anche da parte dell’utenza;
• disposizione delle postazioni di lavoro.
Calcolo del fabbisogno W
PIl fabbisogno W
Pè così definito:
W
!=
!!"∗(!!!!!"""!)! !!"∗!!"(kWh/anno) dove:
P
PCè la potenza elettrica necessaria all’alimentazione dei vari sistemi di controllo (per esempio emergenza e standby) eventualmente presenti (W);
t
Yè il numero di ore di lavoro presenti in un anno (h/anno);
t
Oè il tempo di accensione del sistema di illuminazione in un anno (h/anno);
P
emè la potenza elettrica necessaria alla ricarica delle batterie dei dispositivi di illuminazione di emergenza eventualmente presenti (W);
t
emè il tempo necessario alla ricarica delle batterie dei dispositivi di illuminazione di emergenza eventualmente presenti (h/anno).
Risultando estremamente articolata l’analisi dei consumi relativi all’illuminazione di
emergenza, si può trascurare la suddetta formula e seguire le indicazioni della UNI EN
15193 che fissa il fabbisogno energetico pari a 6 kWh/m
2anno.
APPENDICE AP2 102
Calcolo del fabbisogno W
Sommando i contributi di W
Le W
Psi ricava il fabbisogno energetico per l’illuminazione artificiale W. A questo punto si procede con la determinazione dell’indice LENI ricorrendo alla relazione:
LENI =
!!!
(kWh/m
2anno)
Il passo finale consiste nel calcolo dell’indice di prestazione energetica per l’illuminamento EP
illa partire dall’indice LENI:
EP
!""= f ∗
!"#$∗!! !(kWh/m
3anno)
dove f=2,17 è un coefficiente di conversione dall’energia elettrica in energia primaria ricavato considerando un coefficiente di conversione dell’energia elettrica in tonnellate di petrolio equivalenti pari a 0.187·10
−3Tep/kWh (v. Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas, delibera EEN 3/08, marzo 2008).
Il calcolo del fabbisogno di energia elettrica per l’illuminazione esterna è stato effettuato considerando tutti gli apparecchi d’illuminazione esterni, reperendo la potenza assorbita da ciascuno di essi e ipotizzando il numero di ore di accensione delle lampade.
Il fabbisogno di energia necessaria al sistema di illuminazione esterna è definito dalla seguente relazione:
W = P
!∙ t
!(kWh/anno) dove:
P
N= potenza nominale assorbita dagli apparecchi di illuminazione esterna (kW);
t
Y= tempo di accensione del sistema di illuminazione esterna (h/anno).
103
APPENDICE AP3 Metodo di calcolo del fabbisogno energetico per produzione acqua calda sanitaria
l fabbisogno di energia termica utile per la produzione di ACS Q
hWpuò essere valutato applicando la relazione (UNI/TS 11300-2/2011):
Q
!"= ρ ∙ c
!∙ n
!!∙ V
!∙ ΔT (kWh/anno) dove:
ρ = densità a pressione costante dell’acqua (kg/l);
c
p= calore specifico a pressione costante dell’acqua (J/kgK);
n
gg= numero di giorni del periodo di riferimento;
∆T = salto termico tra la temperatura dell'acqua fredda in ingresso dalla rete e la temperatura dell'acqua calda sanitaria (°K);
V
W= a · N
uportata in volume di ACS (l/giorno);
a = fabbisogno giornaliero specifico di ACS (l/m
2giorno);
N
u= parametro dipendente dalla destinazione d’uso dell’edificio.
L’indice di prestazione energetica per la produzione di ACS è definito come:
EP
!"#=
!!"
!
!!
(kWh/m
3anno) dove:
V = volume lordo riscaldato (m
3);
Q
hW= fabbisogno di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria (kWh/anno);
η
W= rendimento globale del sistema di produzione di acqua calda sanitaria.
104
APPENDICE AP4 Metodo di calcolo del fabbisogno energetico per climatizzazione estiva
La procedura di calcolo del fabbisogno di energia primaria per la climatizzazione estiva è descritta nella norma UNI/TS 11300-3/2011; tuttavia, si tratta di un metodo ancora oggetto di studio e del quale la validità non risulta del tutto comprovata. Per tale motivo, in questa sede ci si limita a valutare l’indice di prestazione energetica dell’involucro edilizio per la climatizzazione estiva EP
e,invol. Esso si determina a partire dal fabbisogno di energia netta per il raffrescamento (Q
c) calcolato secondo le indicazioni fornite dalla norma UNI/TS 11300-1/2011.
L’indice EP
e,involrappresenta la quantità di energia teorica minima necessaria per raffrescare l’edificio durante la stagione estiva. I principali parametri che concorrono alla definizione di tale valore sono gli scambi termici (trasmissione e ventilazione), i carichi o apporti gratuiti (interni e solari) e il fattore di utilizzo dei carichi.
Il DPR 59/09 definisce l’indice di prestazione energetica per il raffrescamento estivo dell’involucro edilizio (EP
e,invol) attraverso la seguente formula:
EP
!,!"#$%=
!!!!!"# !!! !"#∙ !!"!!!!"##!
(kWh/m
2anno)
dove
• Q
i- apporti interni (kWh/anno);
• Q
sol- apporti solari (kWh/anno);
• Q
tr- energia dovuta allo scambio termico per trasmissione (kWh/anno);
• Q
v- energia dovuta allo scambio termico per ventilazione (kWh/anno);
• η
Cgn- fattore di utilizzo degli apporti;
• S
raffr- superficie utile raffrescata (m
2).
Il calcolo degli scambi termici, degli apporti e del fattore di utilizzo degli apporti per il raffrescamento viene effettuato secondo le relative procedure contenute nella norma UNI/TS 11300-1/2011.
L’indice di prestazione energetica per il raffrescamento estivo dell’involucro edilizio (EP
e,invol) deve essere confrontato con il valore limite massimo definito dal DPR 59/09.
Per conoscere il valore EP
e,invol,limoccorre disporre della zona climatica di riferimento dell’edificio e della destinazione d’uso dell’edificio stesso.
L’indice EP
e,invol,limè pari a (DPR 59/09):
• per gli edifici residenziali di cui alla classe E1 esclusi collegi, conventi, case di pena e caserme:
- 40 kWh/m
2anno nelle zone climatiche A e B;
- 30 kWh/m
2anno nelle zone climatiche C, D, E, e F
• per tutti gli altri edifici:
- 14 kWh/m
3anno nelle zone climatiche A e B;
- 10 kWh/m
3anno nelle zone climatiche C, D, E, e F.
105
APPENDICE AP5 Descrizione interventi di riduzione consumo gas della Prefettura di Pisa
Di seguito si riporta la descrizione dei criteri di selezione preliminare delle forniture relative agli interventi di riduzione del consumo gas.
Con le indicazioni fornite da prezzari pubblici e privati, è stato possibile determinare gli investimenti iniziali comprensivi di fornitura e manodopera per ognuno degli interventi proposti; ciò determina automaticamente la spesa per le varianti base (V2, V3, V4, V9) e, mediante somme, a seconda della combinazione trattata, l’importo complessivo per le altre varianti.
Nel prospetto seguente (Tab. 7
1) sono riassunti i dati reperiti e calcolati i costi di investimento (IVA esclusa) per i quattro interventi base.
Tabella 7- Costi di investimento varianti base Fornitura e messa in opera Fornitura
(€/m
2)
Messa in opera
(€/m
2)
Sovrapprezzo (€/m
2)
Superficie (m
2)
Costo totale (€) Pannelli
lana di roccia
50 mm 2,36 1,00 - 1.365 4.586,00
100 mm 4,26 1,32 - 1.365 7.617,00
Finestre 1 battente 137,67 37,28 64,91 5,00
30.612,00
2 battenti 159,25 37,28 64,91 112,50
Caldaie 115 kW 14.704,00 2.895,00 - -
22.681,00
25 kW 3.136,00 1.946,00 - -
VARIANTI V2 e V9 - Isolamento del solaio di sottotetto mediante applicazione di uno strato di lana di roccia (50mm e 100mm)
Il confronto tra diversi materiali isolanti ha consentito di selezionare quello più conveniente in base a parametri quali massa, conducibilità termica termica e costo (v.
Tab. 8).
I primi quattro materiali isolanti sono di tipo granulare, mentre gli altri vengono applicati in pannelli. La scelta dell’isolante da utilizzare nelle successive fasi di analisi è stata condizionata dalle seguenti considerazioni:
• i materiali granulari, nonostante caratteristiche di peso e di conducibilità svantaggiose rispetto ai pannelli, a parità di spessore hanno un costo superiore;
• lana di roccia e lana di vetro vantano prestazioni fisiche e termiche paragonabili;
tuttavia la seconda costa quasi il doppio della prima;
• dal confronto tra polistirene espanso e lana di roccia si evince che il sovrapprezzo del primo non può essere giustificato, in quanto basterebbe scegliere uno spessore maggiore del secondo (ammissibile, visto che il solaio non presenta problemi di portanza e comunque si parla di materiali molto leggeri) per raggiungerne e, anzi, superarne le caratteristiche termiche.
Il materiale selezionato è quindi la lana di roccia.
1 I costi di fornitura e di messa in opera del materiale isolante e dei serramenti sono tratti dal prezzario dei LL.PP. del Comune di Milano; i costi di fornitura delle caldaie sono tratti dai prezzari Buderus; i costi di messa in opera delle caldaie sono tratti dal Prezzario dei LL.PP. del Comune di Milano.
APPENDICE AP5 106
Tabella 8- Materiali isolanti e relative caratteristiche tecniche Materiale
isolante
Massa
volumica Spessore
Conducibilità termica materiale
Trasmittanza
termica solaio Costo Costo totale (kg/m
3) (mm) (W/mK) (W/m
2K) (€/m
2) (€) Argilla
espansa 330
50
0,095
0,888 4,28 5.845,00
80 0,693 6,85 9.352,00
100 0,605 8,56 11.690,00
Vermiculite 100
50
0,080
0,826 4,90 6.683,00
80 0,635 7,83 10.693,00
100 0,549 9,79 13.366,00
Perlite 80
50
0,066
0,736 7,32 9.995,00
80 0,552 11,72 15.991,00
100 0,473 14,64 19.989,00
Sughero 120
50
0,048
0,625 6,28 8.571,00
80 0,454 10,05 13.713,00
100 0,385 12,56 17.142,00
Lana di
roccia 40
50
0,042
0,558 3,36 4.586,00
80 0,399 4,60 6.279,00
100 0,335 5,58 7.617,00
Lana di
vetro 40
50
0,039
0,531 6,02 8.217,00
80 0,377 7,84 10.702,00
100 0,316 9,40 12.831,00
Polistirene
EPS 35
50
0,036
0,483 4,86 6.634,00
80 0,354 7,78 10.614,00
100 0,296 9,72 13.268,00
VARIANTE V3 - Sostituzione serramenti attuali con serramenti di prestazioni energetiche superiori
I serramenti individuati sono in alluminio, eseguiti con profilati estrusi in lega di alluminio isolati a taglio termico, anodizzazione e verniciatura spess. 50 micron, completi di ferramenta adeguata di movimento e chiusura, maniglie di alluminio, guarnizioni in EPDM o neoprene e fornitura dei controtelai.
Si tratta di serramenti a trasmittanza termica inferiore ai limiti di normativa (zona D, Uw
lim= 2,0 W/m
2K).
VARIANTE V4 - Sostituzione caldaie attuali (tradizionali a gas metano) con caldaie a condensazione (a maggior rendimento di generazione)
In alternativa all’attuale generatore in zona 1, la caldaia a condensazione scelta ha una potenza così dimensionata:
Q = ∆T H
!+ H
!≅ 115 kW dove:
∆T = 20°C è la differenza di temperatura esterna e interna;
H
!+ H
!= 5662,4 W/K è la quota totale di dispersione termica per trasmissione attraverso l’involucro e per ventilazione.
La caldaia ipotizzata ha inoltre i seguenti rendimenti:
• il rendimento termico utile alla potenza nominale è pari a !
!""= 1,070;
• il rendimento termico utile al 30% del carico nominale è pari a !
!"= 1,081.
Il generatore in zona 2, invece, è sostituibile da una caldaia a condensazione di potenza:
Q = ∆T H
!+ H
!≅ 25 kW dove:
∆T = 20°C è la differenza di temperatura esterna e interna;
APPENDICE AP5 107
H
!+ H
!= 1025 W/K è la quota totale di dispersione termica per trasmissione attraverso l’involucro e per ventilazione.
La caldaia ipotizzata ha inoltre i seguenti rendimenti:
• il rendimento termico utile alla potenza nominale è pari a !
!""= 1,042;
• il rendimento termico utile al 30% del carico nominale è pari a !
!"= 1,096.
I costi d’installazione delle due caldaie sostitutive sono stati calcolati sulla base delle ipotesi schematizzate in Tab. 9.
Tabella 9- Costi di installazione caldaie a condensazione
Caldaia 115 kW Caldaia 25 kW
ore di lavoro giornaliere 8 8
giorni lavorativi 5 3
n. operai specializzati 2 2
costo operaio (€/ora) 29,67 29,67
Importo 2.374,00 1.425,00
ore di lavoro giornaliere 8 8
giorni lavorativi 1 1
n. collaudatori 1 1
costo collaudatore (€/ora) 65,18 65,18
Importo (€) 521,00 521,00
Totale (€) 2.895,00 1.946,00
Costo d’investimento totale (€) 4.841,00
108
APPENDICE AP6 Descrizione interventi di riduzione consumo elettrico della Prefettura di Pisa
Di seguito si riporta la valutazione della riduzione del consumo elettrico in seguito alla realizzazione degli interventi proposti per i sistemi di illuminazione interna ed esterna.
Con riferimento a cataloghi/listini reperibili sul mercato (per esempio su siti web di aziende produttrici) è stato possibile determinare gli investimenti iniziali comprensivi di fornitura e manodopera per ognuno degli interventi proposti; ciò determina automaticamente la spesa per le varianti base (V14, V15, V16 per l’illuminazione interna, V22, V23, V24 per l’illuminazione esterna) e, mediante somme, a seconda della combinazione trattata, l’importo complessivo per le altre varianti.
I prospetti seguenti (Tab. 10 e Tab. 11) riassumono i dati reperiti e forniscono il costo di investimento (IVA esclusa) per le varianti base individuate.
Tabella 10- Costi di investimento varianti base illuminazione interna Fornitura e messa in
opera
Fornitura
(€/unità) Quantità Messa in opera (a corpo) (€)
Costo totale (€)
Lampade fluorescenti 10,50 116 - 1.218,00
Sensori di luce
naturale 115,00 17 1.600,00 3.555,00
Sensori di movimento e Temporizzatori
20,00 14 40,00
480,00
45,00 2 70,00
Tabella 11- Costi di investimento varianti base illuminazione esterna Fornitura e messa in
opera
Fornitura
(€/unità) Quantità Messa in opera (a corpo) (€)
Costo totale (€)
Lampade alogene 22,00 7 40,00 194,00
Proiettori esterni 85,00 9 220,00 985,00
Temporizzatore 125,00 1 80,00 205,00
ILLUMINAZIONE INTERNA
VARIANTE V14 - Sostituzione lampade attuali dei lampadari storici con lampade fluorescenti compatte
L’intervento V14 è previsto sui lampadari storici presenti nella Prefettura di Pisa, collocati al terzo piano dell’edificio.
Gli apparecchi interessati sono in totale 14 e contengono complessivamente 116 lampade ad incandescenza tradizionali ciascuna con potenza di alimentazione pari a 60W (flusso luminoso per lampada pari a 660 lumen, attacco a vite E14), v. Fig. 1.
Figura 1- Esempi di alcuni lampadari storici della Prefettura di Pisa
APPENDICE AP6 109
La potenza complessivamente assorbita dalle lampade attualmente installate risulta pari a 6960 W. Considerato un tempo di accensione annuale delle lampade (stimato secondo le indicazioni della Norma UNI EN 15193/2008) pari a 2527 h, risulta per i lampadari storici un fabbisogno energetico attuale di 17588 kWh/anno.
Le lampade che saranno installate in sostituzione di quelle attuali sono lampade fluorescenti compatte ad oliva ciascuna con potenza di alimentazione pari a 12W (flusso luminoso per lampada pari a 600 lumen, attacco a vite E14). La potenza complessivamente assorbita dalle lampade dopo l’intervento sarà pari a 1392 W, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 5568 W. A parità di tempo di accensione annuale delle nuove lampade, si ottiene per i lampadari storici un fabbisogno di energia elettrica di 3518 kWh/anno, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 14070 kWh/anno.
In conclusione, utilizzando lampade a risparmio energetico con le caratteristiche precedentemente indicate, l’intervento proposto consente di ottenere un risparmio energetico dell’80%.
Considerato per le lampade fluorescenti compatte ad oliva un costo unitario di € 10,50 (mentre le lampade ad incandescenza tradizionali hanno un costo unitario di € 2,60) (fonte: listino OSRAM), a fronte di un risparmio energetico totale di 14070 kWh/anno corrispondente a circa 3518,00 €/anno (costo unitario medio di energia elettrica per l’anno 2013 pari a 0,25 €/kWh), il tempo di ritorno dell’investimento (pari a € 1218) è di circa 4 mesi.
Si osservi che la durata di vita delle nuove lampade proposte a risparmio energetico è almeno 10 volte quella delle lampade ad incandescenza tradizionali (10000 h invece di 1000 h).
Si deve inoltre osservare che le lampade ad incandescenza tradizionali non possono più essere immesse sul mercato dal 1° settembre 2010 per effetto della direttiva europea ErP 2009/125/CE, quindi la loro sostituzione diventa inevitabile.
Si noti che già da qualche mese è stata avviata una procedura di sostituzione delle lampade esaurite con lampade a risparmio energetico. In particolare, si tratta di lampade alogene ad oliva tipo Energy Saver da 42 W (flusso luminoso per lampada pari a 630 lumen, attacco a vite E14). Attualmente, considerando che le lampade già sostituite sono 61, la potenza installata è pari a 5862 W, corrispondente ad un fabbisogno energetico, a parità di tempo di accensione, di 14813 kWh/anno. Il risparmio energetico finora raggiunto è quindi di 2775 kWh/anno, pari al 16% del fabbisogno iniziale. Terminando il processo di sostituzione delle lampade esaurite con le lampade a risparmio energetico da 42 W sopra descritte si otterrebbe una potenza complessivamente assorbita pari a 4872 W, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 2088 W. A parità di tempo di accensione annuale delle nuove lampade, si avrebbe per i lampadari storici un fabbisogno di energia elettrica di 12311 kWh/anno, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 5277 kWh/anno. In conclusione, utilizzando lampade a risparmio energetico con le caratteristiche precedentemente indicate, l’intervento proposto consentirebbe di ottenere un risparmio energetico del 30%.
VARIANTE V15 - Installazione sensori di luce naturale per il controllo automatico dello spegnimento di alcuni apparecchi nei corridoi, negli uffici del personale, nella sala riunioni, nella sala operativa e nell’ufficio del Prefetto
Al fine di sfruttare il più possibile la luce naturale proveniente dalle finestre, viene
considerata l’ipotesi di installare sul soffitto di alcuni ambienti significativi un sensore
automatico che misuri la luce naturale entrante combinata con quella artificiale emessa
dagli apparecchi. Il sensore è collegato al sistema di controllo che utilizza queste
informazioni per regolare la luce emessa dagli apparecchi in modo che ci sia un livello di
illuminamento costante nell’area di lavoro. È anche possibile programmare i sistemi in
modo che gli apparecchi controllati si spengano quando il livello di illuminamento (in
APPENDICE AP6 110
condizioni miste di luce naturale e illuminazione artificiale) risulti sufficiente per lo svolgimento delle attività lavorative.
Gli ambienti nei quali è previsto l’intervento V15 sono i corridoi centrali dotati di finestre, alcuni uffici del piano secondo e del piano terzo, la sala operativa, la sala riunioni e l’ufficio del Prefetto.
Sensori di luce naturale nei Corridoi
Gli apparecchi presenti negli ambienti interessati dall’intervento (corridoi dei piani primo e secondo) sono in totale 26, contenenti ciascuno 2 lampade fluorescenti compatte con potenza di alimentazione pari a 26W (flusso luminoso per lampada pari a 1800 lumen), v.
Fig. 2. Il corridoio del piano terra non è preso in considerazione perché le finestre sono fortemente ostruite dagli edifici circostanti e quindi il contributo della luce naturale risulta piuttosto scarso.
Figura 2- Corridoi: apparecchi di illuminazione ad incasso e finestre del piano primo e terra La potenza complessivamente assorbita dalle lampade attualmente installate risulta pari a 1352 W. L’attuale fabbisogno energetico per illuminazione, considerato un numero di ore di accensione annuale di 2527 h, ammonta a 3417 kWh/anno.
L’installazione di sensori di luce naturale riguarda solo la metà degli apparecchi presenti nelle zone dei corridoi comprese tra una finestra e l’altra. Ipotizzando che durante le ore diurne gli apparecchi considerati, in totale 13, restino spenti (tempo di accensione annuale residuo di 250 h), si ottiene un fabbisogno di energia elettrica pari a 169 kWh/anno.
Complessivamente il fabbisogno energetico per l’illuminazione dei corridoi risulterà quindi di 1877 kWh/anno, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 1540 kWh/anno.
In conclusione, installando sensori di luce naturale nei corridoi, l’intervento proposto consente di ottenere un risparmio energetico del 45%.
Sensori di luce naturale negli Uffici del piano primo
Gli apparecchi presenti negli ambienti interessati dall’intervento (uffici del piano primo) sono in totale 28, contenenti ciascuno 4 lampade fluorescenti lineari con potenza di alimentazione pari a 18W (flusso luminoso per lampada 1350 lumen), v. Fig. 3.
La potenza complessivamente assorbita dalle lampade attualmente installate è pari a 2016 W. L’attuale fabbisogno energetico per illuminazione, considerato un numero di ore di accensione annuale di 2527 h, ammonta a 5094 kWh/anno.
L’installazione di sensori di luce naturale riguarda solo la metà degli apparecchi presenti,
cioè quelli più vicini alle finestre. Ipotizzando che durante le ore diurne gli apparecchi
considerati, in totale 14, restino spenti (tempo di accensione annuale residuo di 250 h), si
ottiene un fabbisogno di energia elettrica pari a 252 kWh/anno. Complessivamente il
APPENDICE AP6 111
fabbisogno energetico per l’illuminazione degli uffici risulterà quindi di 2799 kWh/anno, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 2295 kWh/anno.
Figura 3- Uffici piano primo: apparecchi di illuminazione ad incasso e postazioni di lavoro
In conclusione, installando sensori di luce naturale negli uffici del primo piano, l’intervento proposto consente di ottenere un risparmio energetico del 45%.
Sensori di luce naturale negli Uffici del piano secondo
Gli apparecchi presenti negli ambienti interessati dall’intervento (uffici del piano secondo) sono in totale 12, contenenti ciascuno 2 lampade fluorescenti lineari con potenza di alimentazione pari a 58W (flusso luminoso per lampada pari a 5200 lumen), v.
Fig. 4.
La potenza complessivamente assorbita dalle lampade attualmente installate è pari a 1392 W. L’attuale fabbisogno energetico per l’illuminazione, considerato un numero di ore di accensione annuale di 2527 h, ammonta a 3518 kWh/anno.
L’installazione di sensori di luce naturale riguarda solo la metà degli apparecchi presenti, cioè quelli più vicini alle finestre. Ipotizzando che durante le ore diurne gli apparecchi considerati, in totale 6, restino spenti (tempo di accensione annuale residuo di 250 h), si ottiene un fabbisogno di energia elettrica pari a 174 kWh/anno.
Complessivamente il fabbisogno energetico per l’illuminazione degli uffici risulterà quindi di 1933 kWh/anno, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 1585 kWh/anno.
Figura 4- Uffici piano secondo: apparecchi di illuminazione a soffitto
In conclusione, installando sensori di luce naturale negli uffici del secondo piano, l’intervento proposto consente di ottenere un risparmio energetico del 45%.
Sensori di luce naturale nell’Ufficio del Prefetto
L’apparecchio interessato dall’intervento è il lampadario storico collocato al centro
dell’ufficio del Prefetto, contenente 24 lampade ad incandescenza con potenza di
alimentazione pari a 60W (flusso luminoso per lampada pari a 660 lumen), v. Fig. 5.
APPENDICE AP6 112
La potenza complessivamente assorbita dalle lampade attualmente installate è pari a 1440 W. L’attuale fabbisogno energetico per l’illuminazione, considerato un numero di ore di accensione annuale di 2527 h, ammonta a 3639 kWh/anno.
Si prevede che il sensore di luce naturale installato controlli metà delle lampade dell’apparecchio. Ipotizzando che durante le ore diurne le lampade considerate, in totale 12, restino spente (tempo di accensione annuale residuo di 250 h), si ottiene un fabbisogno di energia elettrica pari a 180 kWh/anno. Complessivamente il fabbisogno energetico per l’illuminazione degli uffici risulterà quindi di 1999 kWh/anno, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 1640 kWh/anno.
Figura 5- Ufficio del Prefetto: lampadario a sospensione
In conclusione, installando sensori di luce naturale nell’ufficio del Prefetto, l’intervento proposto consente di ottenere un risparmio energetico del 45%.
Sensori di luce naturale nella Sala Operativa
Gli apparecchi installati sono 6 riflettori collocati sul perimetro della Sala Operativa, contenenti ciascuno 1 lampada ad alogenuri metallici con potenza di alimentazione pari a 70W (flusso luminoso per lampada pari a 6700 lumen), v. Fig. 6.
La potenza complessivamente assorbita dalle lampade attualmente installate è pari a 420 W. L’attuale fabbisogno energetico per illuminazione, considerato un numero di ore di accensione annuale di 2527 h, ammonta a 1061 kWh/anno.
Si prevede che il sensore di luce naturale installato controlli gli apparecchi più vicini alle finestre. Ipotizzando che durante le ore diurne le lampade considerate, in totale 2, restino spente (tempo di accensione annuale residuo di 250 h), si ottiene un fabbisogno di energia elettrica pari a 35 kWh/anno.
Figura 6- Sala operativa: apparecchi di illuminazione a parete
Complessivamente il fabbisogno energetico per l’illuminazione dell’ufficio risulterà quindi di 743 kWh/anno, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 318 kWh/anno.
In conclusione, installando sensori di luce naturale nella sala operativa, l’intervento
proposto consente di ottenere un risparmio energetico del 30%.
APPENDICE AP6 113
Sensori di luce naturale nella Sala Riunioni
Gli apparecchi installati sono il lampadario storico centrale, contenente 24 lampade ad incandescenza con potenza di alimentazione pari a 60W (flusso luminoso per lampada pari a 660 lumen), e i 4 riflettori agli ioduri metallici posti agli angoli della sala, ciascuno contenente una lampada di potenza 70 W (flusso luminoso per lampada 6700 lumen), v.
Fig. 7.
La potenza complessivamente assorbita dalle lampade attualmente installate è pari a 1720 W. L’attuale fabbisogno energetico per illuminazione, considerato un numero di ore di accensione annuale di 2527 h, ammonta a 4346 kWh/anno.
Si prevede che il sensore di presenza installato controlli metà delle lampade del lampadario storico, in totale 12, e i 2 riflettori più vicini alle finestre. Ipotizzando che durante le ore diurne le lampade considerate restino spente (tempo di accensione annuale residuo di 250 h), si ottiene un fabbisogno di energia elettrica pari a 107 kWh/anno.
Figura 7- Sala riunioni: lampadario centrale e apparecchi di illuminazione a parete
Complessivamente il fabbisogno energetico per l’illuminazione degli uffici risulterà quindi di 2388 kWh/anno, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 1958 kWh/anno.
In conclusione, installando sensori di luce naturale nella sala operativa, l’intervento proposto consente di ottenere un risparmio energetico del 45%.
Complessivamente, considerato per i sensori di luce naturale un costo unitario di € 115,00 (fonte: listino OSRAM) ed un costo di installazione di € 1600,00, il costo di investimento per l’acquisto di 17 sensori totali ammonta a € 3555,00. A fronte di un risparmio energetico totale di 9336 kWh/anno corrispondente a 2334 €/anno, il tempo di ritorno dell’investimento è di circa 18 mesi
Per questo tipo di intervento, volendo valutare l’effettiva possibilità di sfruttamento della
luce naturale durante l’anno, si procede con il calcolo delle ore diurne in cui anche gli
apparecchi interessati dall’intervento resteranno accesi (per insufficienza di luce naturale,
per esempio in giornate nuvolose o in prossimità del tramonto). Secondo la Norma UNI
EN 15193/2008 è necessario considerare comunque un numero di ore diurne in cui le
lampade restano accese: complessivamente si ottengono 705 h nei corridoi (con
illuminamento medio di 300 lux e una forte penetrazione di luce naturale) e 1161 h negli
uffici (con illuminamento medio di 500 lux e una media penetrazione di luce naturale). In
questo caso il fabbisogno energetico totale dopo l’intervento risulterà di 2185 kWh/anno
per i corridoi, 6284 kWh/anno per gli uffici del personale, 2655 kWh/anno per l’ufficio
del Prefetto, 870 kWh/anno per la sala operativa, 3172 kWh/anno per la sala riunioni. Il
risparmio energetico rispetto allo stato attuale sarà quindi di 1232 kWh/anno per i
corridoi (pari al 36%), 2328 kWh/anno per gli uffici del personale (pari al 27%), 984
kWh/anno per l’ufficio del Prefetto (pari al 27%), 191 kWh/anno per la sala operativa
(pari al 18%), 1174 kWh/anno per la sala riunioni (pari al 27%). Restando invariato il
costo di investimento per l’acquisto dei sensori (€ 3555,00) e a fronte di un risparmio
APPENDICE AP6 114
energetico totale di 5909 kWh/anno corrispondente a 1477 €/anno, il tempo di ritorno dell’investimento è di 29 mesi.
VARIANTE V16 - Installazione sensori di movimento per il controllo automatico dell’accensione degli apparecchi nei bagni e temporizzatori negli archivi del piano terra
Uno dei metodi più semplici per controllare l’illuminazione all’interno di una zona specifica è l’utilizzo di rilevatori di movimento. I sensori reagiscono alla presenza o al movimento delle persone all’interno di una determinata area e accendono o spengono l’illuminazione (può essere compreso il meccanismo per lo spegnimento delle luci dopo pochi secondi dal passaggio).
Un temporizzatore (timer) può essere impiegato per convertire automaticamente l’accensione e lo spegnimento degli apparecchi in un preciso momento, in modo che l’illuminazione sia presente solo quando è necessaria.
L’intervento V16 prevede l’installazione di sensori di movimento nei bagni e di un temporizzatore negli archivi del piano terra.
Sensori di movimento nei Bagni
Gli ambienti interessati dall’intervento (antibagni e bagni) sono 14; in ognuno è collocato un apparecchio di illuminazione contenente 1 lampada fluorescente compatta con potenza di alimentazione pari a 11W (flusso luminoso per lampada pari a 590 lumen), v. Fig. 8.
Figura 8- Bagni: esempio di apparecchi di illuminazione
La potenza complessivamente assorbita dalle lampade attualmente installate è pari a 154 W. L’attuale fabbisogno energetico per l’illuminazione, considerato un numero di ore di accensione annuale di 2527 h, ammonta a 390 kWh/anno.
Si prevede che ad ogni ambiente, e quindi, ad ogni lampada, corrisponda un sensore di movimento. La UNI EN 15193/2008 fornisce la procedura di stima del numero di ore di accensione dell’apparecchio in esame considerata la presenza dei sensori automatici descritti. In particolare, individuato il tempo di accensione annuale di 505 h, avendo considerato un coefficiente di presenza persone pari a 0,20, il fabbisogno energetico per illuminazione risulta 78 kWh/anno, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 312 kWh/anno.
In conclusione, installando sensori di movimento nei bagni, l’intervento proposto consente di ottenere un risparmio energetico del 80%.
Temporizzatore negli Archivi al piano terra
Gli apparecchi interessati dall’intervento sono (v. Fig. 9):
- nell’archivio generale al piano terra: 6 plafoniere a sospensione contenenti ciascuna 2 lampade fluorescenti lineari con potenza di alimentazione pari a 36W (flusso luminoso per lampada pari a 3350 lumen);
- nell’archivio piccolo al piano terra: 1 plafoniera a sospensione contenente 2 lampade
fluorescenti lineari con potenza di alimentazione pari a 58W (flusso luminoso per
lampada pari a 5200 lumen).
APPENDICE AP6 115
La potenza complessivamente assorbita dalle lampade attualmente installate è pari a 548 W. L’attuale fabbisogno energetico per illuminazione, considerato un numero di ore di accensione annuale di 2527 h, ammonta a 1385 kWh/anno.
L’accensione e lo spegnimento degli apparecchi individuati saranno gestiti da timer programmati su un tempo di utilizzo delle lampade ridotto a 1769 h/anno. In questo caso, si ottiene un fabbisogno di energia di 969 kWh/anno, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 416 kWh/anno.
In conclusione, utilizzando il temporizzatore per accensione/spegnimento, l’intervento proposto consente di ottenere un risparmio energetico del 30%.
Figura 9- Archivi: esempi di apparecchi a soffitto
Considerando che occorreranno in totale 14 sensori di movimento (costo unitario € 20,00, fonte: listino ATL) per i bagni e 2 temporizzatori per gli archivi (costo unitario € 45,00, fonte: listino ATL), e che il costo di installazione è rispettivamente pari a € 40,00 e € 70,00, il costo totale di investimento ammonta a € 480,00. A fronte di un risparmio energetico totale di 728 kWh/anno corrispondente a 182,00 €/anno, il tempo di ritorno dell’investimento è di circa 32 mesi.
ILLUMINAZIONE ESTERNA
VARIANTE V22 - Sostituzione lampade attuali degli apparecchi decorativi con lampade fluorescenti compatte
L’intervento V22 è previsto sugli apparecchi di illuminazione di tipo decorativo.
Gli apparecchi interessati sono in totale 7 (di tre tipi diversi, v. Fig. 10) e contengono complessivamente 7 lampade miscelate (tipo ad incandescenza) ciascuna con potenza di alimentazione pari a 160W (flusso luminoso per lampada di 1900 lumen, attacco a vite E27).
La potenza complessivamente assorbita dalle lampade attualmente installate è pari a 1120 W. Considerato un tempo di accensione annuale delle lampade stimato in 2920 h, si ha per gli apparecchi individuati un fabbisogno energetico attuale pari a 3270 kWh/anno.
Le lampade che saranno installate in sostituzione di quelle attuali sono lampade fluorescenti compatte ciascuna con potenza di alimentazione pari a 30W (flusso luminoso per lampada pari a 1940 lumen, attacco a vite E27). La potenza complessivamente assorbita dalle lampade dopo l’intervento sarà pari a 210 W. A parità di tempo di accensione delle nuove lampade, si ottiene un fabbisogno di energia pari a 613 kWh/anno, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 2657 kWh/anno.
In conclusione, utilizzando lampade a risparmio energetico con le caratteristiche precedentemente indicate, l’intervento proposto consente di ottenere un risparmio energetico del 81%.
Considerato per le lampade fluorescenti compatte un costo unitario di € 22,00 (mentre le
lampade a luce miscelata hanno un costo unitario di € 4,90) (fonte: listino OSRAM) e che
il costo di installazione pari a € 40,00, il costo totale di investimento ammonta a € 194,00.
APPENDICE AP6 116
A fronte di un risparmio energetico totale di 2657 kWh/anno corrispondente a 664 €/anno (costo unitario medio di energia elettrica per l’anno 2013 pari a 0,25 €/kWh), il tempo di ritorno dell’investimento è di circa 3 mesi.
Si osservi che la durata di vita delle nuove lampade fluorescenti compatte è circa 4 volte quella delle lampade a luce miscelata (15000 h invece di 3500 h).
Figura 10- Apparecchi decorativi esterni
VARIANTE V23 - Sostituzione lampade nei proiettori di perimetrazione o sostituzione proiettori obsoleti
L’intervento V23 è previsto sui proiettori per l’illuminazione perimetrale esterna e di sicurezza.
Gli apparecchi interessati sono in totale 9, 5 dei quali contengono lampade agli alogenuri metallici con potenza di alimentazione pari a 150W (flusso luminoso per lampada pari a 14500 lumen) e 4 dei quali contengono lampade ad incandescenza ad alogeni con potenza di alimentazione pari a 240 W (flusso luminoso per lampada pari a 4500 lumen), v.
Fig.11.
Figura 11- Proiettori di perimetrazione esterna
La potenza complessivamente assorbita dalle lampade attualmente installate è pari a 1710 W. Considerato un tempo di accensione annuale delle lampade stimato in 2920 h, si ha per gli apparecchi individuati un fabbisogno energetico attuale di 4993 kWh/anno.
In questo caso, trattandosi di illuminazione perimetrale esterna, si propone la sostituzione degli apparecchi contenenti le lampade attuali con apparecchi nuovi contenenti lampade ad alogenuri metallici con potenza di alimentazione pari a 70 W (flusso luminoso di 6500 lumen). La potenza complessivamente assorbita dagli apparecchi dopo l’intervento sarà pari a 630 W. A parità di tempo di accensione delle nuove lampade, si ottiene un fabbisogno di energia pari a 1840 kWh/anno, con una riduzione rispetto allo stato attuale di 3153 kWh/anno.
Si osservi che l’utilizzo di lampade con potenza inferiore a quella attuale migliora la
visione notturna nei sistemi di sicurezza in uso alla postazione di controllo della Polizia di
Stato.
APPENDICE AP6 117