Fattori di incertezza nella

certificazione energetica

prof. Vincenzo Corrado

Dipartimento Energia, Politecnico di Torino

18 Aprile 2012

Incrementare il valore degli edifici civili e industriali

Il valore dell’affidabilità delle misure, prove e certificazioni

nella Diagnosi Energetica

Valutazione energetica (energy rating) dell’edificio

Tipo di valutazioneDati di ingresso

Utenza Clima Edificio

A1Sul progetto

(Design

Rating)Standard Standard Progetto

A2Standard

(Asset Rating)Standard Standard Reale

A3

Adattata all’utenza (Tailored

rating)

Reale Reale Reale

3

Fase del progetto edilizio

Fase di esercizio dell’edificio EP

Validazione

Approccio probabilistico

Risultati

Dati di input

Modelli

Qualità dei dati di input nella certificazione energetica

Intervalli di confidenza (UNI EN 15603)

� Il risultato di una valutazione energetica non rappresenta i consumi di energia dell’edificio in modo esatto, con un errore che dipende dall’incertezza dei dati di input :

� caratteristiche del sistema fabbricato - impianti

� condizioni climatiche

� modalità di utilizzo dell’edificio

� Attorno al valore di consumo calcolato è possibile definire un intervallo di confidenza, che rappresenta l’intervallo entro il quale con una data probabilità (es. 95% o 99%) si trova il valore reale di consumo.

Stima dell’intervallo di confidenza (UNI EN 15603)

L’intervallo di confidenza del consumo di energia puòesser stimato:

� dalla dispersione di molte misure dello stesso dato; se la distribuzione è Gaussiana:

→

� combinando gli intervalli di confidenza delle variabili usate per calcolare il dato di consumo;

→

� attraverso il metodo Monte-Carlo.

( )∑

=

ii

i

xx

yy

22

δδ

δδ

( )( )2, −= NPT

N

xsxδ

L’applicazione del metodo Monte-Carlo

Simulazione

simulation

Fre

quen

cy

Value

Ouput prediction

Input 1

Input 2

Input i

Den

sità

di p

robab

ilit

à per

i d

iver

si d

ati d

i input

Fattori d’incertezza nella determinazione dei consumi

Variabile Tipo di distribuzione

• Temperatura interna• Orientamento delle superfici

• Portata d’aria per infiltrazioni e per ventilazione artificiale

• Tempo di utilizzo• Consumi elettrici• Numero di occupanti• Area, volume, perimetro, lunghezze, spessori • Trasmittanza termica, trasmittanza termica lineare• Coefficiente di assorbimento, emissività• Fattore telaio, fattore di ombreggiamento• Capacità termica della struttura• Rendimenti impiantistici

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 1 2 3 4 5 6

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

-3 -2 -1 0 1 2 3

L’incertezza sui dati climatici

La temperatura e la radiazione solare globale orizzontale sono correlate secondo una distribuzione normale bi-variabile

L’incertezza sui dati climatici

Distribuzione statistica dei gradi giorno a Torino

0

0,0002

0,0004

0,0006

0,0008

0,001

0,0012

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

HDD [°C.d]

PD

F [

1/°

C.d

]

A

CD

E

B

F

Esempio di distribuzione del fabbisogno di energia

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Rating [MJ/m²]

Fonte UNI EN 15603

Analisi dell’incertezza per un appartamento a Torino

Intervalli di confidenza

Analisi dell’incertezza per un appartamento a Torino

Indice di sensibilità del fabbisogno di energia, pari al rapporto tra lo scarto quadratico medio e il valore medio

Analisi dell’incertezza per un appartamento a Torino

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

20 40 60 80 100 120 140 160

kWh/m2

PD

F [

m2/k

Wh

]

Asset energy ratingTailored energy rating

BC

DE

F

A

G

L’analisi di incertezza effettuata considera 129 dati di input: - climatici- dell’edificio- dell’utenza

Analisi dell’incertezza per un appartamento a Torino

Classe A+ A B C D E F G

Valutazione energetica standard

Probabilità 0% 0% 0% 0% 5% 93% 2% 0%

Valutazione energetica adattata all’utenza

Probabilità 0% 1% 4% 15% 31% 40% 8% 1%

È importante associare:- una valutazione energetica adattata all’utenza (diagnosi

energetica) oppure- una valutazione d’esercizio (misura dei consumi)

alla valutazione energetica standard (certificazione energetica)per evidenziare

l’influenza del comportamento dell’utentesulla prestazione energetica.

Come ridurre l’incertezza di una valutazione energetica

� Utilizzo di materiali, prodotti e componenti certificati

� Rilievo delle caratteristiche del fabbricato e degli impianti

� Misura in campo delle prestazioni dei componenti edili ed impiantistici

� Misura dei dati climatici � Rilievo e misura in campo d’utenza� Confronto tra fabbisogni energetici calcolati e

consumi reali

Rilievo e misura delle prestazioni dell’involucro edilizio

� Trasmittanza termica dei componenti opachi→ rilievo mediante effettuazione di un piccolo foro e controllo

attraverso un endoscopio → misura in situ della trasmittanza termica del componente

attraverso l’uso del termoflussimetro (ISO 9869)� Trasmittanza termica e fattore solare dei componenti

trasparenti→ misura dei parametri dimensionali→ identificazione del materiale del telaio e del tipo di vetrata→ misura in situ della trasmittanza termica del vetro attraverso

l’uso del termoflussimetro (ISO 9869)→ misura in situ della trasmittanza solare

� Caratteristiche termiche dei ponti termici→ esame termografico per la rivelazione delle irregolarità

termiche (UNI EN 13187)� Permeabilità all’aria dell’involucro

→ misura con pressurizzazione mediante ventilatore (UNI EN 13829)

Rilievo dati di utenza

� Temperatura interna→ misura della temperatura sull’estrazione degli impianti di

ventilazione→ monitoraggio con data-logger in ambienti rappresentativi→ rilevamento dei valori di set-point dei termostati ambiente

� Infiltrazione d’aria e ventilazione→ stima delle portate d’aria delle unità di trattamento aria→ misure con l’uso dei gas traccianti (UNI EN ISO 12569)→ monitoraggio delle concentrazioni di CO2

� Apporti termici interni→ rilievo dei profili di occupazione→ lettura delle bollette elettriche

� Consumo di acqua calda→ contabilizzazione dei consumi → stima del numero di occupanti e delle abitudini locali,

� Illuminazione artificiale→ lettura delle bollette elettriche

Esempio di certificato energetico con doppia valutazione

Fonte UNI EN 15217

Valutaz.

standard Valutaz.

d’esercizio

Cer

tifi

cato

ener

get

ico

Non energeticamente efficiente

Molto energeticamente efficiente

Spazio per fare riferimento allo schema di

certificazione usato

Prestazione energetica dell’edificio

C

D

Come costruito In uso

Informazioni amministrative

- indirizzo dell’edificio

- area climatizzata

- data di validità

- nome e firma del certificatore

Nome dell’indicatore usato unità

calculato misurato

130 170

Spazio per inserire informazioni aggiuntive sugli usi

energetici dell’edificio

A

B

C

D

E

F

G