Migliorare l’efficienza energetica del costruito : il ruolo dello studio di fattibilità

Nowadays, climate changes are among the most critical issues faced by EU and national governments; energy efficiency and renewables represent one of the most effective ways to cope with this problem. EU has been started to address this problem for about twenty years and they constantly renovate their commitment in order to realize the final objective. On December 12th 2015, member states subscribe in Paris a new strategy that aims to achieve carbon neutrality by 2050. Moreover, they have been promised to cooperate; as a consequence they have been accepted being monitored by each other. Specifically, the building sector is responsible for more than 40% of the global consumption of EU primary energy. It has an enormous potential in terms of energy savings and it could assume a strategic role in fighting climate changes. Therefore, construction is facing a transition phase, which represents the background of this work. The report is focused on DEMOtool, a device that helps designers in searching the best “packages of measures” to retrofit building in order to achieve energy efficiency. At the beginning it is presented EU and national energy policies and instruments, which are required to achieve the appointed goals. Then, it focuses its attention on the compulsory minimum standards for new and retrofitted buildings. Then it highlights three different levels of refurbishments, depending on the surface involved; for each typology are listed all the requirements. Following, the attention is focused on the workflow of the energy refurbishment process, identifying all the phases that composed it. A special attention is devoted to feasibility analysis, because DEMOtool will be applied at this point of the energy efficiency process. At this point, DEMOtool structural characteristics and device’s use conditions are described. Following, it is shown the application of DEMOtool on an archetype of educational buildings. The simulation let us to develop considerations about tool’s usability and, generally, about current energy efficiency polices. At the end, the final considerations are exposed; some comes out during the searching phase and others represent the results of the simulation phase.

Da oltre vent’anni, l’Unione Europea ha preso coscienza dell’entità del problema rappresentato dai cambiamenti climatici. Per questa ragione, negli ultimi dieci anni, la Commissione ha messo a sistema le risorse disponibili e ha imboccato il sentiero verso un’economia a basso contenuto di carbonio. Il Protocollo di Kyoto, in vigore dal 2005, e la Convenzione quadro delle Nazione Unite contro i cambiamenti climatici (UNFCCC, 1992) hanno fornito l’impulso decisivo che nel 2007 ha dato via al pacchetto clima-energia 202020, che si concretizza in un percorso di innovazioni con l’obiettivo di salvaguardare l’ambiente e le risorse disponibili. L’impegno è stato rinnovato con l’Accordo di Parigi, adottato il 12 dicembre 2015, attraverso il quale i Paesi si impegnano a cooperare nella lotta ai cambiamenti climatici con l’obiettivo di raggiungere una quota di emissioni di CO2 che sia equivalente a quella assorbita, raggiungendo quindi entro fine secolo la “neutralità carbonica” (GSE, 2015). La consapevolezza che il cambiamento climatico rappresenta un problema urgente, in termini di conseguenze potenzialmente irreversibili, è il presupposto per garantire il raggiungimento degli obiettivi. Gli Stati, dunque, accettano i principi del monitoraggio, della reciproca valutazione e della crescita nel tempo degli impegni per “accelerare la riduzione delle emissioni dei gas a effetto serra” (United Nations, 2015). Più nello specifico, il settore delle costruzioni è responsabile per oltre il 40% del consumo globale di energia nell’Unione Europea, mentre a livello nazionale arriva ad assorbire circa il 65% dell’energia consegnata. L’edilizia è quindi un settore strategico e sul quale è possibile far leva al fine di raggiungere gli obiettivi di risparmio energetico fissati dalla Commissione per l’anno 2020. I punti fondamentali su cui gli Stati Membri sono chiamatati a concentrarsi sono sostanzialmente due: l’efficienza energetica e la produzione di energia da fonti rinnovabili. Per quanto riguarda l’efficienza energetica, negli ultimi anni, l’Italia ha visto ridurre il fabbisogno energetico complessivo per un valore pari a circa 3,8 punti, raggiungendo la quota più bassa registrata negli ultimi 18 anni. Questa diminuzione solo in parte è giustificabile con la contrazione del PIL (-0,4%); infatti, l’indice ODEX, indice sintetico di misurazione dell’efficienza energetica, registra un miglioramento nel 2013 di circa il 13,4% rispetto al 1990, caratterizzando l’economia italiana come una delle più efficaci dell’Unione Europea (MiSE, 2015). Per quanto riguarda il consumo di energia da fonti rinnovabili, l’Italia, come gli altri paesi dell’UE, dipende ancora abbondantemente da petrolio e gas naturale per coprire il fabbisogno interno. Tuttavia, l’ultimo rapporto GSE (2015) stima che del consumo totale di energia il 17,3% proviene da fonti rinnovabili, valore percentuale di quattro punti superiore rispetto a quello registrato nel 2010. In questo modo l’Italia ha conseguito l’obiettivo che imponeva di raggiungere al 2020 una quota di energia da fonti rinnovabili pari al 17%. Dunque, il settore delle costruzioni sta attraversando una fase di transizione all’interno della quale si inserisce il presente lavoro. In particolare, lo scritto si concentra sulla sperimentazione di DEMOtool, uno strumento di analisi a supporto dello studio di fattibilità tecnica ed economica. Esso funge da cerniera tra i due momenti fondamentali del complesso processo di miglioramento dell’efficienza energetica: la diagnosi energetica e la realizzazione degli interventi finalizzati al miglioramento delle performance energetiche del costruito. Lo strumento restituisce scenari alternativi di ristrutturazione e/o riqualificazione energetica al fine di individuare quello ottimo secondo un’analisi costi-benefici. Esso, attraverso la comparazione dei molteplici scenari, fornisce una proposta concreta attraverso la definizione di un “pacchetto di misure” per l’efficienza energetica che rappresentano il punto di partenza per la progettazione esecutiva dell’intervento. Nel Capitolo 1 è presentato il corpus di direttive comunitarie EPBD recast che ha attivato a livello nazionale il processo utile ad elaborare l’insieme di politiche e strumenti a sostegno della transizione dello stock esistente verso un livello migliore di efficienza energetica. Segue un’analisi dell’apparato legislativo nazionale che ha recepito e sviluppato le direttive sulla base di condizioni ed esigenze nazionali. Il Capitolo 2 analizza i requisiti minimi stabiliti dal DM 26 giugno 2015 nel quale sono definiti i quattro possibili livelli di intervento cui un edificio può essere sottoposto: trasformazione in nZEB, ristrutturazione importante di primo livello, ristrutturazione importante di secondo livello e riqualificazione energetica. Lo scritto si propone di disegnare un quadro che aiuti a comprendere meglio le diverse tipologie di intervento sia dal punto di vista qualitativo sia quantitativo, mettendo in evidenza le differenze e gli eventuali punti di contatto. Per ogni tipologia di azione sono individuati i requisiti e le prescrizioni da soddisfare al fine di rientrare in una delle quattro categorie elencate in precedenza. Il Capitolo 3 analizza le diverse fasi del processo di miglioramento dell’efficienza energetica del costruito. Si pone particolare attenzione alla fase intermedia dello studio di fattibilità del progetto di riqualificazione e sono affrontati i temi dei metodi, degli strumenti e delle competenze utili per operare nel campo dell’efficienza energetica. In questa sezione l’elaborato risponde dapprima alle domande chi? e come? rispetto all’esecuzione della diagnosi energetica, fase preliminare allo studio di fattibilità. La diagnosi energetica viene quindi presentata attraverso la normativa di settore che la definisce come un processo volto dal un lato ad identificare il livello di efficienza di un sistema energetico e dall’altro a proporre soluzioni di intervento per il miglioramento delle prestazioni energetiche. L’analisi è volta a confrontare tale strumento con DEMOtool al fine di evidenziare eventuali soluzioni di continuità. Nel Capitolo 4 viene presentato e descritto DEMOtool. La sezione apre con l’analisi del Regolamento 244/2012 che fornisce la struttura base cui devono riferirsi gli strumenti di analisi comparativa come quello oggetto di studio. Nei paragrafi successivi, viene descritto DEMOtool nei sui aspetti caratteristici e ne sono presentate le modalità di utilizzo da parte dei professionisti di settore. DEMOtool è essenzialmente un foglio di calcolo che processa dati relativi agli elementi caratteristici del fabbricato e li mette a sistema con un set di misure di efficienza energetica (EEMs, Energy Efficiency Measures) al fine di generare alternative di intervento. Così, all’interno del processo di miglioramento dell’efficienza energetica, riveste il ruolo di cerniera tra la fase di analisi del sistema energetico e quella di progettazione ed esecusione dell’intervento. Il Capitolo 5 presenta l’applicazione di DEMOtool ad un edificio caso di studio. Lo svolgimento della simulazione ha permesso di formulare delle osservazioni utili a valutare da un lato il ruolo dello strumento e dall’altro l’efficacia dello stesso in funzione della posizione che occupa all’interno del processo di miglioramento delle performance energetiche degli edifici costruiti. Infine, il capitolo 6 espone le considerazioni emerse durante la fase di ricerca e grazie allo svolgimento dell’esercizio di calcolo.