13/14-2011 | Attualità
PDF Stampa E-mail

La progettazione alla luce della nuova legislazione

Impianti di climatizzazione e risparmio energetico

dott. ing. Michele Vio

Il DLsg 28/11 di recepimento della direttiva europea RES sulle fonti energetiche rinnovabili, firmato alla fine del mese di marzo del Presidente della Repubblica, imporrà una revisione dei criteri di progettazione degli impianti di climatizzazione. Il decreto prevede che, a partire dal 2017, il 50% dei consumi energetici dell´intero edificio sia coperto da fonti energetiche rinnovabili, consumi intesi come la somma di quelli per il riscaldamento, per il condizionamento e di energia elettrica, sia per l´illuminazione che per le apparecchiature degli impianti. Il decreto prevede delle tappe intermedie: già a partire dall´anno prossimo il limite minimo sarà il 25%. Non scopriamo oggi le fonti rinnovabili: già la legge 10 del 1991 e i suoi decreti attuativi le rendeva obbligatorie per tutti gli edifici ad uso pubblico qualora non vi fossero impedimenti di natura tecnica o economica. Il calcolo economico andava fatto con il metodo del ritorno semplice, e il tempo di ritorno dell´investimento non doveva superare gli 8 anni per edifici in comuni con un numero di abitanti inferiore a 60.000, 10 anni negli altri casi. Quanti hanno visto edifici pubblici utilizzare prima del 2006 queste tecnologie? È stata forse la disposizione di legge più disattesa in Italia: il vero scandalo è questo, non certo l’abolizione del nucleare. È un bel gioco immaginare dove saremmo, dove sarebbe la nostra industria se questi obblighi di legge fossero stati rispettati davvero. Adesso ci riproviamo: c’è l’Europa di mezzo e a questa dobbiamo attenerci.

Certezze e dubbi sul decreto legislativo

La legislazione di un paese è molto importante, perché indica all’industria la strada da seguire nello sviluppo dei prodotti. Altrettanto importanti sono le conseguenze sul piano tariffario e fiscale. Gli esempi del passato si sprecano. I costruttori tedeschi propongono da sempre lavastoviglie e lavatrici molto silenziose, perché da sempre in Germania vige una tariffazione dell’energia elettrica più bassa nelle ore notturne. In Italia gli esempi sono spesso negativi. L’entrata in vigore negli anni 80 del superbollo per le auto a gasolio impedì nel nostro paese lo sviluppo di un mercato del diesel pari a quello europeo: così la Fiat, quando brevettò il Common Rail, pensò di non avere numeri di auto sufficienti per il suo sfruttamento e la vendita del brevetto a Bosch sembrò l’affare migliore. Il disastro degli incentivi sul fotovoltaico è storia di questi giorni: migliaia di aziende messi in crisi dal blocco del mercato dovuto a totale incertezza. Il DLsg 28/11 è un’occasione da non perdere: è fondamentale che il legislatore dia prima possibile indicazioni chiare, precise e univoche. La domanda che sorge spontanea è se esistono già le tecnologie per il soddisfacimento dei limiti previsti. La risposta non è semplice: dipende da cosa si intenderà per energie rinnovabili, da quali sorgenti si potrà attingere senza troppi problemi burocratici. L’articolo 2 del decreto definisce come energia da fonti rinnovabili quella proveniente da “fonti rinnovabili non fossili, vale a dire energia eolica, solare, aerotermica, geotermica, idrotermica e oceanica, idraulica, biomassa, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas”.

Finalmente, grazie a questa definizione si prendono in considerazione seriamente le “rinnovabili termiche”, le pompe di calore in particolare, che sfruttano l’energia aerotermica, geotermica e idrotermica. Anzi, le pompe di calore elettriche sono particolarmente premiate in termini di percentuale dell’energia rinnovabile sfruttata. Questa è una buona notizia per l’industria italiana che è leader mondiale nelle pompe di calore, assieme a quella giapponese, più di quella statunitense. Ai profani sembrerà un’affermazione forte, ma è la realtà. Gli italiani sono specializzati in sistemi idronici, ovvero pompe di calore che producono acqua calda, mentre i giapponesi sono specializzati nei sistemi ad espansione diretta a portata di refrigerante variabile. In particolare le aziende italiane si sono specializzate nelle macchine ad aria (ovvero quelle che sfruttano l’energia aerotermica) con sistemi di recupero molto raffinati: le versioni più evolute sono in grado in estate di produrre acqua calda sanitaria e fornire gratuitamente energia per il condizionamento dell’aria, con consumi totali molto ridotti. Spesso si sente obiettare che le aziende italiane sono rimaste indietro nel settore delle pompe di calore geotermiche, ma è un’obiezione senza senso, se si conosce bene cos’è una pompa di calore. Le macchine geotermiche sono molto più semplici da costruire rispetto ad una pompa di calore aerotermica, per tutta una serie di motivi legati alla complessità del ciclo frigorifero: in Italia ne sono state costruite finora poche solo perché il sistema non era conosciuto, ma non esiste alcun gap tecnologico.

Tornando alla domanda posta in precedenza, nel residenziale non sarà certo un problema raggiungere la quota del 50%, ma lo sarà molto di più ad esempio per un centro commerciale, specialmente nel Sud Italia per potenze molto elevate. Il decreto è riduttivo quando indica un unico valore in tutta Italia: in alcune zone e per alcune applicazioni il 50% potrebbe essere pura utopia, in altre addirittura un limite troppo basso. Inoltre, bisognerebbe ragionare in termini assoluti e non percentuali, più sul REP (Rapporto di Energia Primaria) che sulla percentuale da fonti rinnovabili. Il decreto fornisce una deroga nel caso di reti di teleriscaldamento. La cosa è intelligente, se la rete è collegata ad un sistema cogenerativo, quindi ad una centrale di produzione dell’energia elettrica. Personalmente estenderei la deroga anche ai sistemi cogenerativi per una singola utenza nella convinzione che la prima energia rinnovabile da sfruttare sia il cascame derivante da un’altra produzione: l’energia termica nel caso della produzione dell’energia elettrica. Erano le famose fonti assimilate alle rinnovabili richiamate dalle legge 9 del 1991, da sfruttare sempre, se si ragiona in termini di REP: la prima fonte rinnovabile è un cascame termico per un’altra produzione energetica, come il calore nel caso di energia elettrica. Temo, invece, che alcune di queste fonti preziose saranno perse, proprio a causa di un illogico calcolo sulla sola percentuale di rinnovabile. Sarebbe l’ennesima occasione sprecata per la cogenerazione, un settore dove l’industria motoristica italiana potrebbe giocare un ruolo di grande importanza.

Puntare solo sulla cogenerazione da biomassa è, a mio parere, un enorme errore sia dal punto di vista strategico (quanto influirà la speculazione sul costo del combustibile in caso di siccità?) sia dal punto di vista energetico (quanto costa davvero in litri equivalenti di petrolio produrre e trasportare alcune tipologie di biomassa?). Un altro dubbio è se il free-cooling estivo verrà considerato energia rinnovabile oppure no. Non si comprende dalla sola definizione di energia aerotermica: il free-cooling (raffreddamento gratuito) sfrutta direttamente l’aria esterna opportunamente trattata per raffreddare gli ambienti nella mezza stagione e nei giorni più miti dell’estate. La mia paura più grande, però, è ancora un’altra: le sorgenti di energia rinnovabile potranno essere utilizzate liberamente oppure no? Pensiamo alla falda acquifera: permette di sfruttare il free-cooling estivo in abbinamento a sistemi di climatizzazione radiante a soffitto ed è la sorgente ideale per le pompe di calore, sia in inverno che in estate, soprattutto in certe zone della Pianura Padana dove è fruibile a pochi metri dal suolo e con bassi costi energetici per il suo prelievo. In tutti i paesi del nord Europa si utilizza tranquillamente: da noi è tabù quasi ovunque. La tecnologia ce l’abbiamo: il problema è lasciarcela utilizzare.

Nuove logiche di progettazione: risparmiare energia significa liberare fonti rinnovabili

Sicuramente il DLsg 28/11 richiederà di cambiare totalmente le logiche di progettazione degli impianti e in particolare cambierà il modo di percepire i risparmi energetici ottenibili. Fino ad ora si è sempre ragionato più in termini di risparmi economici che di risparmi energetici, nel senso che i secondi erano presi in considerazione solamente se si ottenevano i primi. Il DLgs 28/11, invece, impone il rispetto di percentuali ben precise di fonti energetiche rinnovabili. Parlare di percentuali può essere sempre fuorviante, perché non permette di comprendere l´entità assoluta di quanto si vuole raggiungere: nel caso di edifici adibiti al commercio questi valori possono essere enormi, quantificabili in centinaia di migliaia di kWh annui. Il problema principale che si porrà al progettista sarà quello di reperire le sorgenti rinnovabili, più ancora del costo della loro installazione.

Per comprendere il problema proviamo a semplificare le cose e ipotizzare che si utilizzi esclusivamente il sole come sorgente rinnovabile. Per posizionare i pannelli solari, sia termici che fotovoltaici, è necessario reperire delle superfici sufficientemente grandi. Limitandosi per ulteriore semplicità al solo fotovoltaico, si può stimare in 1300 kWh medi sul territorio nazionale l’energia elettrica producibile annualmente da 1 m2 di superficie: ciò significa che ogni metro quadro di pannello fotovoltaico permette il rispetto della normativa fino ad un consumo di 2600 kWh elettrici. Facendo il ragionamento inverso, si può dire che il risparmio di questi 2600 kWh elettrici permette non tanto di evitare la posa di 1 m2 di pannelli fotovoltaici, quanto di destinare la superficie ad altro utilizzo. Un esempio chiarisce meglio il concetto: se si hanno a disposizione solamente 100 m2 per posare i pannelli fotovoltaici, si rispetta la normativa solo se il consumo elettrico totale è inferiore a 2.600 kWh elettrici all’anno. Se il consumo è maggiore, bisogna in qualche modo ridurlo. Risparmiare energia direttamente sull´impianto permette di raggiungere più facilmente l´obiettivo, perché riduce i fabbisogni termici richiesti dall´edificio e quindi migliora la percentuale di fonti rinnovabili utilizzabili senza richiedere un aumento della loro quantità assoluta. Lo stesso ragionamento può essere fatto anche per tutte le altre fonti rinnovabili (prima tra tutte la geotermia): il loro utilizzo richiede spazi disponibili, prima ancora di costare molto.

Pertanto ogni piccolo risparmio va a favore del rispetto della normativa. Michelangelo asseriva che “la perfezione è fatta di dettagli”: parafrasandolo si può sostenere che il risparmio energetico si raggiunge come somma di tanti piccoli interventi. A parità di carichi endogeni, i fabbisogni termici di un edificio sono funzione della temperatura dell’aria e dell’irraggiamento solare. Più basse sono queste due grandezze, maggiore è il carico termico necessario per il riscaldamento invernale. Analogamente, più alte sono queste grandezze, maggiore è il carico termico per il condizionamento estivo. È l’impianto a dover far fronte alla richiesta energetica dell’edificio. Contrariamente a quanto si crede, non tutti gli impianti si comportano in modo uguale, nel senso che, a parità di consumo energetico dell´edificio, la quantità di energia termica richiesta dall´impianto ai generatori può essere diversa.

Gli impianti si possono dividere in tre categorie:

  • energeticamente neutri: trasferiscono ai generatori la stessa richiesta di energia dell’edificio
  • energeticamente negativi: trasferiscono ai generatori una richiesta di energia superiore a quella dell’edificio
  • energeticamente positivi: trasferiscono ai generatori una richiesta di energia inferiore a quella dell’edificio

Osservando la figura 1 si può notare come con gli impianti energeticamente positivi si possano ottenere dei risparmi consistenti nell’arco dell’anno.

Un impianto può risultare energeticamente negativo per i seguenti fattori, frutti di errori di progettazione e/o di regolazione:

  • eccesso d´aria di rinnovo
  • temperatura mantenuta troppo alta in inverno e troppo bassa in estate
  • eccesso di umidificazione in inverno e di deumidificazione in estate
  • eccesso di utilizzo di post-riscaldamento in estate

Al contrario, un impianto può risultare energeticamente positivo grazie a:

  • utilizzo di sistemi di recupero del calore dall’aria di espulsione
  • utilizzo di sistemi di recupero rigenerativo per annullare i danni del post riscaldamento
  • utilizzo di sistemi che richiedano temperatura ambiente più moderata (più fredda d’inverno e più calda d’estate)
  • utilizzo di sistemi di free-cooling Attualmente molti impianti sono energeticamente negativi.

L’abilità dei progettisti e degli installatori sarà quella di trasformarli in impianti energeticamente positivi, utilizzando tutte le tecnologie disponibili presenti sul mercato. AICARR sta facendo un grande lavoro di sensibilizzazione attraverso i propri strumenti di diffusione: i convegni, la rivista organo ufficiale, i seminari itineranti e i corsi della scuola sono tutti pensati per aiutare gli operatori del settore a comprendere quale sia l’intervento migliore a seconda dei casi che si presentano.

dott. ing. Michele Vio Presidente AICARR – Associazione Italiana Condizionamento dell’Aria Riscaldamento e Refrigerazione

 

Usiamo i cookies per darti un'esperienza pratica e senza soluzione di continuità sul nostro sito. Continuando a navigare in questo sito, concordi con la nostra politica sui cookies. Scopri di più sui cookies nella nostra pagina dedicata alla Politica sui Cookies.

Accetto e proseguo la navigazione del sito