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Home & Building automation: norme sistemi e casi applicativi per l’efficienza energetica degli edifici

Analisi di consumi e costi dell' impiego
di energia e excursus sulle nuove
norme da adottare per poter perseguire
obiettivi di efficienza energetica.

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
Workshop al convegno Efficienza Energetica 2011 Milano

Pubblicato
da Alessia De Giosa




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Estratto del testo
Workshop Edifici Home & Building Automation: norme, sistemi e casi applicativi per l''efficienza energetica degli edifici Filomena D''Arcangelo
ANIE CSI
2 IL PROCESSO DI MIGLIORAMENTO
DELL''EFFICIENZA ENERGETICA MISURA DELL''EFFICIENZA ENERGETICA
Controllare e analizzare i consumi EFFICIENZA ENERGETICA ATTIVA
Ottimizzare con Automazione e Regolazione AGENDA 3 Il dilemma energetico è qui vs Domanda di Energia
nel 2050
Di Elettricità già nel 2030 emissioni di CO 2 per evitare drammatici
cambiamenti climatici
entro il 2050 I fatti La necessità Fontte: IEA 2007 Fonte: IPCC 2007, dati vs. livelli 1990 4 ' Eurostat, http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/eurostat/home, Includes average of EU 27
' 2009 Electric Market Forecasting Conference, Dr Stephan Sharma
' Profit Margins: ASHE Healthcare energy guidebook, 2003
' Energy Intensity: Energy Information Administration L''uso
dell''Energia è
cresciuto del
36% dal 1995,
dovuto alla
crescita di
tecnologia,
pazienti e data
centers Prezzo
Percentuale
Crescita uso e costo dell''Energia (Europa) 0.05 0 0.15 .01 0.2 .25 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2015 2025 Prezzo energia, pence/kWh
Margini profitto, %
Intensità di energia 100 200 300 400 Kwh / m2 / anno 5 Due gli elementi per contribuire a risolvere questa equazione Risparmio
energetico 1 unità risparmiata nell''utilizzo finale 3 unità non generate negli impianti di produzione Carbon unit 100 unità 35 unità 33 unità Energie
Rinnovabili 6 La nuova Energy Performance Building Directive (EPBD) - 2010/31/CE ' Art. 8 comma 1: ''Al fine di ottimizzare il consumo energetico dei sistemi tecnici per l''edilizia, gli Stati membri
stabiliscono requisiti di impianto relativi al rendimento
energetico globale, alla corretta installazione e alle
dimensioni, alla regolazione e al controllo adeguati degli impianti tecnici per l''edilizia installati negli edifici esistenti.
Gli Stati membri possono altresì applicare tali requisiti agli edifici di nuova costruzione.' ' Art. 8 comma 2: ''Gli Stati membri promuovono l''introduzione di sistemi di misurazione intelligenti
quando un edificio è in fase di costruzione o è oggetto di una ristrutturazione importante ''. Gli Stati membri
possono inoltre promuovere, se del caso,
l''installazione di sistemi di controllo attivo come i
sistemi di automazione, controllo e monitoraggio
finalizzati al risparmio energetico.' Spinta dall''Europa, l''Efficienza Energetica attiva diventerà
necessariamente e rapidamente qualcosa che non può essere evitato. 7 Obiettivo della norma ' Implementare un sistema di gestione per il conseguimento dell''efficienza energetica ' Guidare le aziende verso una riduzione dei costi e di emissioni di CO2 attraverso una gestione sistematica degli aspetti energetici La norma UNI CEI EN 16001:2009 8 Ciclo di vita delle soluzioni EE EE Attiva Ottimizzare con automazione e regolazione Controllare & analizzare i consumi Fissare gli elementi di base ' Isolamento degli edifici ' Revisione / sostituzione
elementi di
impianto (con
componenti a
minore consumo)
' Monitoraggio dei consumi
' Analisi energetica (audit)
' Individuazione aree di intervento
' Controllo dei risultati ' Regolazione del clima e microclima ' Controllo e comando motori
' Gestione dell''illuminazione Misura dell''Efficienza Energetica EE Passiva 9 IL PROCESSO DI MIGLIORAMENTO
DELL''EFFICIENZA ENERGETICA MISURA DELL''EFFICIENZA ENERGETICA
Controllare e analizzare i consumi EFFICIENZA ENERGETICA ATTIVA
Ottimizzare con Automazione e Regolazione AGENDA 10 TM TM BOLLETTA ENERGETICA RACCOLTA DATI ANALISI Dai dati alle informazioni 11 ` Energy
Monitoring Stabilimento A Stabilimento B ` ` Sede
Centrale ` ''Concept' per un sistema di misura 12 Allarmi su situazioni anomale ' Deviazione da set- point ' Alto tasso di variazione ' Soglie di allarme (high, high-high, low,
low-low) ' Notifiche tramite PC, SMS, e-mail, ecc. 13 Grafico di Confronto Paragonare profili di carico medi e di picco tra i siti o i misuratori 14 Profilo di Prelievo Paragonare il profilo di prelievo con l''andamento della temperatura esterna Verifica dei risultati di un intervento 250,000 500,000 750,000 1,000,000 Jan-05 Jul-05 Jan-06 Jul-06 Jan-07 Jul-07 Jan-08 k W h Actual Baseline Baseline Period Performance Period Installation Period 16 1 ° Caso Applicativo: Operatore Telcom La misura consente di individuare i problemi 80 misure ai punti di consegna di tutti
gli edifici uffici e dei punti di accesso
alla rete (POP), un sistema di
centralizzazione ed analisi delle misure,
interventi mirati alla verifica e
regolazione degli impianti esistenti.
Investimento complessivo circa 130 k '. Gestione errata del funzionamento dei
Chilller dedicati al raffrescamento sala
server (Ptotale 250 kW) '' risparmio potenziale 30k ' / anno. Un solo problema già individuato nei primi
mesi di attività consente di pagare l''investimento in 4 anni. 17 2 ° Caso Applicativo: GDO La misura consente il ''fine tuning' 21 Ipermercati, 220 strumenti di
misura, un sistema di
centralizzazione ed analisi delle
misure, interventi mirati sulla
regolazione degli impianti
esistenti.
Investimento complessivo circa
200 k '. Risparmio 2010 misurato su 7 siti
pari al 3,26% = 1.140MWh =
114k ' (cautelativo). Il solo risparmio 2010 su 1/3 dei
siti ha pagato il 50% dell''investimento (ROI < 1 anno) 18 IL PROCESSO DI MIGLIORAMENTO
DELL''EFFICIENZA ENERGETICA MISURA DELL''EFFICIENZA ENERGETICA
Controllare e analizzare i consumi EFFICIENZA ENERGETICA ATTIVA
Ottimizzare con Automazione e Regolazione AGENDA 19 La norma europea EN15232 Norma ' Europea: CENELEC ' Nazionale: UNI Titolo ''Energy performance of buildings - Impact of Building Automation, Controls and Building Management' ''Prestazione energetica degli edifici '' influenza dell''automazione, del controllo e della gestione di edificio' 20 La norma europea EN15232 Contenuti ' Classi di efficienza energetica dei sistemi di automazione ' Funzioni di automazione per il risparmio energetico ' Metodi per il calcolo del risparmio energetico conseguibile con l''automazione di edificio 21 La norma europea EN15232 Classi di efficienza energetica ' Classe D ''Non energy efficient' Impianti senza automazione, energeticamente non efficienti ' Classe C ''Standard' Impianti con automazione realizzata con sistemi tradizionali o bus con funzioni di base ' Classe B ''Advanced' Impianti con automazione realizzata con sistemi bus e funzioni di coordinamento centralizzato ' Classe A ''High Energy Perfomance' Come Classe B, ma ma con livelli di precisione e completezza del controllo automatico tali da garantire elevate prestazioni energetiche all''impianto 22 La delibera 1362/2010 del 20.09.10 della Regione Emilia-Romagna Classi di efficienza energetica ' Classe C ''Standard' Impianti con automazione realizzata con sistemi tradizionali o bus con funzioni di base OBBLIGATORIA PER TUTTI GLI EDIFICI PRIVATI ' Classe B ''Advanced' Impianti con automazione realizzata con sistemi bus e funzioni di coordinamento centralizzato OBBLIGATORIA PER TUTTI GLI EDIFICI PUBBLICI 23 Funzioni di automazione e requisiti minimi per le Classi di Efficienza Energetica ' Lista funzioni di automazione ' Controllo riscaldamento, raffrescamento
' Controllo della ventilazione e del condizionamento
' Controllo illuminazione
' Controllo schermature solari ' Per ogni funzione sono definiti diversi livelli di automazione per le diverse classi di efficienza energetica ' Un sistema di automazione è di una determinata Classe di Efficienza Energetica se tutte le funzioni che implementa
appartengono a tale classe La norma europea EN15232 24 Controllo luce diurna: Il sistema regola la luminosità delle lampade nell''ambiente in
base alla luce proveniente dall''esterno. Esempio: Controllo Illuminazione Controllo presenza: L''illuminazione può essere accesa
manualmente solo da interruttori/pulsanti installati nell''area
illuminata e, se non spenta
manualmente, viene spenta dal
sistema automaticamente entro i 5 minuti successivi all''ultima rilevazione di presenza nell''area
controllata. SISTEMA CONTROLLO
ILLUMINAZIONE
DI CLASSE A
25 Schema di principio della funzione BUS Sensore Presenza Dimmer Pulsanti Esempio: Controllo Illuminazione 26 Osservazione : passando dalla classe D alle classi superiori il risparmio minimo è del 4% (classe C
per ristoranti) e quello massimo del 21% (classe A per uffici). Le valutazioni sono prudenziali. EN15232 per la stima del risparmio energetico 27 EN15232 per la stima del risparmio energetico Osservazione : passando dalla classe D alle classi superiori il risparmio va da un minimo del 17%
(classe C per scuole) ad un massimo del 62% (classe A per centri commerciali e negozi). Le
valutazioni sono prudenziali 28 3 ° Caso Applicativo: Centro Parrocchiale Impianto illuminazione SALE RIUNIONI, AULE,TEATRO, BAR,
CUCINA, CAPPELLA,CAMPO DI CALCIO,
CAMPO DI BASKET Luci interne:la luce viene dosata in base all''apporto di luce esterna
Viene rilevata la presenza
Luci esterne:vengono accese in base al gruppo di appartenenza, all''orario, e
naturalmente con crepuscolare Cavo Bus -Presenza -Luminosita -Tempo 29 3 ° Caso Applicativo: Centro Parrocchiale Impianto riscaldamento e climatizzazione SALE RIUNIONI, AULE,TEATRO, BAR,
CUCINA,CAPPELLA, SPOGLIATOI Accensione secondo : - scenari pre-impostati
- presenza di persone
- temperatura dell''acqua nei circuiti (sensori ad
inserzione o a bracciale per il rilievo della
temperatura)
Dove presenti unità interne di
raffrescamento sono state
installati controlli integrati
(non solo on/off)
30 La richiesta di calore
percentuale viene
ricalcolata ed andrà a
diminuire
avvicinandosi alla
temperatura limite
desiderata
20 ° OFF ON 20 ° ON OFF Impianto riscaldamento e climatizzazione 31 Completamento dell''integrazione web server '' internet controller che permette il
completo controllo da
remoto, l''impostazione di
fasce orarie, temperature,
scenari ecc' 32 Andamento dei consumi elettrici (KWh) 0 500 1000 1500 2000 2500 gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio KWh 2009 KWh 2010 33 Andamento dei consumi termici (mc gas) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 novembre dicembre gennaio febbraio marzo aprile mc 2009 mc 2010 34 Calcolo del risparmio Incremento medio ore di utilizzo delle strutture: +28% Consumo energia elettrica :
- da contatore: -16%
- considerando il maggiore utilizzo strutture: -34%
Consumo gas metano:
- da contatore: +5,5%
- considerando il maggiore utilizzo strutture: -17,5%
35 4 ° Caso Applicativo: Museo Mart Rovereto Fon te : C U n E d I U n iv e rs it à d i Tr e n to CONFRONTO CONSUMI ENERGETICI - 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000 kwh/mese 2006 2007 36 4 ° Caso Applicativo: Museo Mart Rovereto RISPARMIO ENERGETICO CON SISTEMA DI CONTROLLO AUTOMATICO 24,50% 20,50% 26,20% 25,80% 26,49% 26,68% 22,20% 28,85% 25,93% 22,96% 24,77% 30,97% - 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 K w h /mes e Fon te : C U n E d I U n iv e rs it à d i Tr e n to


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