07/07/2022 | Altro | Pavimenti radianti
di Andrea Bighinzoli - Giacomini S.p.A., Stefano P. Corgnati e Carola Lingua - Dipartimento di Energia, Politecnico di Torino
Il concetto di cost-optimal è stato introdotto con la Direttiva 2010/31/UE [1], anche conosciuta come Revisione della Energy Performance of Buildings Directive o EPBD recast. Successivamente all’entrata in vigore della precedente Direttiva 2002/91/CE (EPBD I) [2], che introduceva a tutti gli Stati Membri il significato diffuso della certificazione energetica, l’EPBD recast richiede agli Stati Membri che i requisiti di prestazione energetica degli edifici siano definiti in un’ottica di raggiungimento dei livelli ottimali di costi. Tale metodologia permette di valutare differenti soluzioni di efficientamento energetico tenendo in considerazione non solo le variabili energetico-architettoniche ma anche quelle economiche, in termini di costi di investimento, costi di manutenzione e funzionamento e degli eventuali costi di smaltimento. Il concetto di ottimalità di costo è definito come “il livello di prestazione energetica che porta al costo più basso durante il ciclo di vita economico stimato dell’edificio”. La novità metodologica è rappresentata dall’indicatore economico utilizzato nell’analisi, il costo globale, ovvero il costo lungo il ciclo di vita dell’intervento di efficientamento stesso. La Figura 1 rappresenta il grafico di cost-optimal; sull’asse delle ordinate (y) sono presenti i valori dei costi globali dei diversi scenari (espressi in €/m2), mentre sull’asse delle ascisse (x) sono espressi i consumi di energia primaria (in kWh/m2).
Figura 1 – Grafico per la determinazione del livello di costo ottimale.
Il grafico in Figura 1 permette di individuare, anche in fase di progettazione, un’area definita “cost-optimal levels” (in azzurro) e un’area caratterizzata da valori molto bassi di consumo di energia primaria o “NZEB levels” (in arancione). Nell’equazione di seguito viene riportata la formula per il calcolo del costo globale [3]:
dove Cg(τ) rappresenta il costo globale riferito all'anno iniziale τ0, CI è il costo dell'investimento iniziale, Ca,i (j) è il costo annuale per il componente j all'anno i (compresi i costi di gestione e i costi periodici o di sostituzione), Rd (i) è il tasso di sconto per l'anno i, Vf,τ (j) è il valore finale del componente j alla fine del periodo di calcolo (riferito all’anno iniziale τ0).
Come si evince dalla formula (Equazione 1), il costo globale tiene conto del costo di investimento iniziale per mettere in atto gli interventi di efficientamento energetico, a cui si sommano durante la vita dell’investimento i “running costs”, ovvero i costi annuali (il costo di energia, i costi ordinari e straordinari legati alla manutenzione, i costi di sostituzione) fino alla fine dell’analisi dove l’intervento stesso può assumere un valore residuo. La combinazione dell’indicatore di costo globale con l’indicatore di tipo energetico, tipicamente energia primaria, permette ad ogni soluzione di essere valutata in termini di prestazione energetico-economica.
Oggi il mercato tecnologico è molto vario e offre diverse opportunità in termini di riduzione della domanda energetica degli edifici. Tra le varie soluzioni: (1) l’efficientamento energetico dell’involucro edilizio, (2) l’efficientamento energetico del sistema impiantistico - dal sistema di produzione (caldaia di nuova generazione o pompe di calore ad alta prestazione) ai terminali impiantistici (fan-coil o sistemi radianti), (3) l’integrazione per il controllo della qualità dell’aria (ventilazione meccanica controllata con recupero di calore), (4) l’integrazione con fonti energetiche rinnovabili. In questo contesto, il grande vantaggio dell’analisi cost-optimal è rappresentato dal fatto che questi pacchetti di efficientamento energetico, i cosiddetti “Energy Efficiency Solutions (EESs) and packages” (Figura 2), possono essere tra loro confrontati e il decisore - rappresentato dall’investitore, dall’utente finale, dal policy maker o dal decision maker - può in modo consapevole avere la contezza dei risultati guidati da calcoli di tipo economico-energetico.
In ambito di ricerca la formula del costo globale ha avuto un’evoluzione attraverso la forma dell’analisi costi-benefici, nota anche come Cost-Benefit Analysis (CBA) [4]. La CBA consente di combinare l’approccio finanziario, basato sul metodo del Life-Cycle-Cost (LCC) alla dimensione economica, introducendo nelle valutazioni ulteriori esternalità, tra cui l’aumento di valore di mercato di un bene a seguito dell’efficientamento energetico, gli effetti positivi sulla salute dell’occupante indotti dall’utilizzo di tecnologie efficienti per il miglioramento della qualità dell’aria, il mantenimento di alti livelli di comfort all’interno dell’edificio stesso. Complessivamente c’è una piena necessità di aumentare sempre di più l’utilizzo diffuso di questa metodologia, talvolta incrementandola ad aspetti di tipo metodologico che possono migliorare sempre più la formulazione, introducendo non solo benefici di tipo economico ma anche benefici di tipo sociale o benefici legati al benessere delle persone che vivono l’ambiente occupato.
Le politiche di trasferimento tecnologico e innovazione di prodotto adottate da Giacomini S.p.A. si allineano perfettamente con le richieste attuali del mercato rivolte a tecnologie e prodotti in grado di offrire non solo l’efficienza energetica degli edifici, ma anche di garantire un ambiente interno sano e confortevole per gli occupanti. L’azienda, tra i leader riconosciuti nella produzione di sistemi di climatizzazione (riscaldamento e raffrescamento) e componentistica per la distribuzione idraulica nei settori residenziale, industriale e terziario, si fonda sulle tre seguenti direttrici di sviluppo prodotti:
Specializzazione e perfezionamento dell’offerta di sistemi radianti in grado di dare i massimi risultati in termini di comfort. Infatti, tra i sistemi di emissione i sistemi radianti presentano notevoli potenzialità, oltre che per gli obiettivi di risparmio energetico, per il raggiungimento di elevate prestazione di comfort interno. L’aspetto del comfort è da sempre un cavallo di battaglia dell’azienda nella promozione dei sistemi radianti, che ha visto ampliare e perfezionare l’offerta verso sistemi a bassa inerzia termica, sia in soluzioni a pavimento (nel settore residenziale), sia nel campo dei soffitti radianti (residenziale con il cartongesso radiante, in ambito terziario - uffici, ospedali, aeroporti, centri commerciali – con i controsoffitti metallici).
Abbinamento di sistemi radianti con generatori di calore a bassa temperatura. La soluzione ottimale in risposta alle esigenze di sostenibilità ambientale è l’abbinamento con generatori reversibili a pompa di calore. Tali macchine consentono di essere utilizzate come refrigeratori, nel periodo estivo, e come pompe di calore, in inverno. La pompa di calore è il generatore termico che oggi sta vivendo il maggior sviluppo, non solo per ragioni tecniche legate all’elevato risparmio energetico, ma anche per ragioni politico-economiche-ambientali che la riconoscono quale tecnologia chiave per lo sfruttamento delle energie rinnovabili e la conseguente riduzione di dipendenza dai combustibili fossili.
Terzo pilastro fondamentale è quello dell’efficienza energetica perseguito attraverso l’offerta di dispositivi di bilanciamento per sistemi idronici. Il bilanciamento idronico consente di controllare in modo semplice ed efficace l’impianto, assicurando il funzionamento e la durata nel tempo di tutti i componenti del sistema stesso, garantendo un’elevata prestazione energetica a fronte di contenuti incrementi di costo di investimento. Giacomini è coinvolta in numerosi progetti di ricerca e sviluppo nel settore dell’idronico; in particolare, ha investito in modo particolare sul bilanciamento dinamico delle portate, per impianti sia radianti che a radiatori, in grado di evitare le sovra portate (con conseguenti eccessi di calore nel caso di riscaldamento). Altri dispositivi specialistici all’interno dell’impianto in grado di evitare le dispersioni energetiche sono rappresentati dalle valvole automatiche di regolazione della portata indipendenti dalla pressione differenziale (PICV), dai controllori di pressione differenziale e dalle valvole di bilanciamento statico.
L’attuale situazione di pandemia dovuta all’emergenza Covid-19, ha spinto Giacomini ad introdurre nella sua offerta un quarto pilastro che riguarda il grande tema della salute dell’occupante e della qualità dell’aria all’interno degli spazi confinati. In particolare, sono state inserite sul mercato macchine per il ricambio dell’aria (con o senza integrazione termica) in grado di garantire all’interno dell’ambiente un’aria salubre. Questa novità ha permesso all’azienda di sviluppare un pacchetto di macchine dell’aria che ben si integra con i sistemi radianti, offrendo sia un’elevata efficienza energetica sia un controllo della qualità dell’aria interna e della salute. Infine, per risponde alle esigenze di igiene e sicurezza all’interno degli ambienti, Giacomini si sta impegnano ad integrare nell’offerta nuovi prodotti e/o trattamenti antivirali di supporto a tali macchine. In particolare, i recuperatori attivi in pompa di calore sono facilmente installabili, senza opere edili invasive, in ambienti densamente occupati che necessitano essenziale adeguamento per il ricambio d’aria, aule scolastiche in primis.
Bibliografia
