www.bricks.enea.it - bricks.project@enea.it
DOVE SEI: Home ╗ News ╗ Editoriale: A proposito di Energy Performance
Editoriale: A proposito di Energy Performance

Newsletter BRICKSinforma - Luglio 2016

15/07/2016 | bricks


Qualicheck (http://qualicheck-platform.eu) è un progetto europeo dell’iniziativa Build up skills e riguarda l’analisi dei sistemi di certificazione della performance energetica degli edifici (EPC) in Europa. Il progetto prevede la valutazione delle buone pratiche di EPC in alcuni paesi europei (Belgio, Svezia, Francia, Austria, Cipro, Spagna, Romania, Estonia, Grecia). Da tale analisi nasceranno linee guida e regolamenti da applicare, eventualmente, in tutti i paesi europei.

 

Alcuni esempi di Energy Performance Certificate (EPC)

In Austria per accedere agli incentivi economici bisogna prima produrre il certificato di performance energetica EPC in fase di presentazione del progetto e solo in seguito al controllo della performance effettivamente riscontrata viene rilasciato il contributo finanziario. Il valore di EPC, inoltre, deve essere in linea rispetto a valori medi ottenuti in altre abitazioni della stessa tipologia. Tali valori medi sono in continuo aumento perché è stato inserito un sistema di multe per penalizzare chi dichiara performance maggiori di quelle reali. Da qui un meccanismo virtuoso che porta a prestazioni sempre migliori.

In molti dei paesi esaminati esiste già un sistema di multe che variano da 250 ad alcune migliaia di euro. Il sistema di multe è stato ben accettato dagli operatori perché hanno maggiore fiducia sul fatto che la competizione tra professionisti sia “sana” poiché anche i loro competitor sono costretti a dare valori di EPC veritieri ed effettuare gli interventi che portano ad un reale aumento di performance energetica dell’edificio.

In molti casi è stato riscontrato che i valori di riferimento utilizzati non sono sempre corretti in quanto sono stati valutati su edifici poco efficienti e, con la politica di efficientamento sempre più spinta, i valori “standard” utilizzati nei software portano ad errori di valutazione.

Altri errori tipici nella valutazione della performance energetica riguardano il dimensionamento e la performance delle finestre. In uno studio effettuato in Austria, sono state analizzate 331 finestre con 4 metodi diversi:

  • Metodo semplificato con valori di default
  • Metodo semplificato ma con i valori del fornitore
  • Metodo dettagliato con i valori di trasmittanza standard
  • Metodo dettagliato con i dati di trasmittanza calcolati per i singoli elementi

Il risultato è stato che errori nella valutazione della performance degli infissi comporta errori sostanziali nell’EPC reale.

In Svezia è stato invece fatto uno studio su 100 edifici che avevano prodotto l’EPC in fase di progettazione. Dopo due anni di funzionamento sono stati misurati i valori di EPC reali e solo il  44% era conforme a quanto dichiarato in fase di progettazione. Ora il governo svedese sta studiando il sistema di multe da applicare. Il sistema prevede che ci possano essere multe diverse commutate a più soggetti in funzione della motivazione della non conformità. Lo stesso studio riporta che il 10% degli EPC hanno piccole differenze mentre il 66% ha differenze di oltre il 10% e circa il 25% ha misure errate riguardanti l’uso dell’energia. Stanno ora cercando di mettere in atto un metodo che possa permettergli di capire se quanto riscontrato dipenda solo dalla performance dell’edificio o anche dalle cattive abitudini degli abitanti.

Anche in Estonia sono stati riscontrati valori di consumi energetici molto più alti rispetto a quanto pianificato ma ciò è essenzialmente dovuto a un eccessivo uso del riscaldamento da parte degli inquilini.

In Svezia si ritiene che i valori ottenuti, in fase di progettazione, non corrispondano a quelli della realizzazione non per colpa dei progettisti ma per l’uso di valori di riferimento errati. Si sta quindi facendo una verifica sulle librerie di dati presenti nei software utilizzati per valutare l’EPC.

 

Altri fattori da considerare quando si parla di performance energetica

Si ritiene che i proprietari e affittuari, al di là degli obblighi di legge, debbano avere fiducia nei certificati e che comprendano la necessità di rivolgersi a professionisti competenti ma ciò non deve comportare un extra costo.

La campagna di  comunicazione fatta da parte dei governi è molto importante così com’è importante che affittuari e proprietari abbiano disponibili professionisti competenti non solo per valutare la performance energetica degli edifici ma anche per fare gli interventi di efficientamento.

In definitiva c’è sempre differenza tra il certificato di performance energetica rilasciata dal progettista e quello che si rileva alla fine della costruzione o riqualificazione. Tale differenza dipende soprattutto dalla qualità del lavoro, dai dati errati forniti dal fornitore di materiali o degli impianti, da software che utilizzano dati non realistici e la differenza tra ciò che è stato progettato e ciò che è stato realizzato.

Al giorno d’oggi la maggior parte dei professionisti utilizza un approccio semplificato con valori prefissati quali quelli relativi ai sistemi i riscaldamento, ventilazione e condizionamento che non sono molto affidabili soprattutto se l’obiettivo è un’edilizia ad energia zero. D’altra parte calcoli dettagliati richiedono una grossa mole d’informazioni da utilizzare all’interno di sistemi di calcolo evoluti e non semplificati. Indefinitiva  nella maggior parte dei paesi non c’è evidenza che le informazioni utilizzate siano effettivamente attendibili.

 

L’obiettivo della direttiva europea sulla performance degli edifici

È stato puntualizzato che la direttiva riguarda l’ottenimento della performance energetica e se questo è l’obiettivo di tutti, bisogna che ci sia un maggiore controllo del processo di certificazione da parte dei paesi europei con controlli chiari sia sui dati di progettazione sia sulla verifica di quanto realizzato.

Nonostante da circa 10-15 anni ci siano stati notevoli sforzi negli Stati membri, per ridurre drasticamente il consumo di energia nel settore edilizio, la conformità della costruzione a determinati  parametri di  rendimento energetico e la qualità dei lavori di costruzione sono due aspetti che rappresentano un punto debole e che restano fondamentali per ottenere edifici ad energia quasi zero (NZEB) in Europa, sia per gli edifici nuovi sia per gli esistenti.

Per risolvere questo problema, bisogna che ci sia una conferma della valutazione delle prestazioni energetiche o della qualità delle opere edili con i dati raccolti in campo. A tal fine, il consorzio Qualicheck ha condotto 10 studi sul campo in 9 paesi, ciascuno su campioni di almeno 25 edifici. Non a caso, problemi di non conformità significativi sono stati trovati in tutti i paesi. Il consorzio ha inoltre confermato le preoccupazioni per la qualità dei lavori di costruzione sulla base di una revisione di quanto si sta facendo in Europa con l’iniziativa BUILD UP SKILLS.

Un altro obiettivo di QUALICHeCK è stato quello di analizzare come questi problemi sono stati affrontati nei diversi paesi europei.

Sulla base di queste informazioni, il consorzio ha preparato una relazione presentando un rapporto  per rilevare il sistema di conformità di performance energetica nei diversi paesi basato su 6 domande chiave:

  1. Qual è la portata del sistema di valutazione della performance energetica degli edifici?
  2. In quale ambito e per quale motivo dovrebbe essere imposta?
  3. Su quale requisito dovrebbe essere basato, e che tipo di controllo dovrebbe prevedere?
  4. Quali sono le procedure da rispettare?
  5. Quali sono le procedure per l'individuazione e la gestione delle non conformità?
  6. Come sarà attuato in pratica?

Qualicheck ha redatto un opuscolo che fornisce informazioni pratiche, con suggerimenti e rischi, per aiutare a ottemperare a quanto richiesto dalla direttiva. Mentre diversi aspetti riguardanti la conformità dell’EPC e ai requisiti di costruzione sono comuni, ci sono altre specificità che variano da paese a paese e sono state riportare in una sezione specifica del report. La relazione spiega anche come rimuovere gli ostacoli all'innovazione che insorgono quando si applicano pedissequamente i criteri di conformità energetica. Infine, sono dati alcuni suggerimenti per aumentare l'accettazione da parte del mercato rafforzando il sostegno pubblico. Tale aspetto viene affrontato in più parti, anche in una sezione specifica, data la sua influenza chiave sul successo della conformità ai requisiti di efficienza energetica.

Il rapporto completo può essere scaricato al link:

 http://qualicheck-platform.eu/wp-content/uploads/2016/05/QUALICHeCK-Booklet-1.pdf

 

L’importanza della qualità dei lavori edili per la performance energetica degli edifici

Nel contesto del progetto QUALICHECK, è stata redatta una relazione che riassume la diretta correlazione tra la qualità dei lavori edili e la performance energetica degli edifici. Esso fornisce un’introduzione sull’importanza di costruire con elevata qualità per ottenere edifici a energia quasi zero così come richiesto dalla direttiva sulla performance energetica.

In primo luogo, è stata prodotta una matrice di possibili situazioni critiche riscontrate in cantiere, che vanno dalle questioni generali come le specifiche mancanti, l’insufficiente competenza e formazione dei lavoratori, ecc. a problemi più specifici riguardanti alcune componenti dell'involucro edilizio, i materiali utilizzati, gli impianti di servizio e le loro componenti.

Le situazioni più critiche si sono riscontrate in quattro settori tecnologici:

  • Caratteristiche di trasmissione del calore,
  • Ventilazione e tenuta dell’aria,
  • Tecnologie sostenibili di comfort estivo,
  • Integrazione degli impianti a energia rinnovabile

Ancora una volta i motivi per la bassa qualità delle opere edili comprendono specifiche di progetti norme e regolamenti carenti, la mancanza di competenze e di controlli e le condizioni economiche critiche.

Ventotto studi e altre esperienze documentate sono state raccolte nei paesi che partecipano al progetto. Tali studi mostrano che, se non si cambia approccio, c’è un’alta probabilità che i lavori in cantiere siano di bassa qualità. Nel rapporto i diversi errori sono inclusi in forma tabellare e presentati in maggior dettaglio, compresi i riferimenti. Per diversi paesi, si potrebbero includere anche i risultati dell’iniziativa BUILDUPSKILLS, che ha appunto analizzato la necessità di avere la disponibilità di forza lavoro competente. Diversi studi documentati riguardano le tecnologie specifiche, quali le pompe di calore, i sistemi solari termici, gli impianti fotovoltaici, i sistemi di ventilazione o il materiale d’isolamento e tecnologie innovative che comprendono sistemi d’isolamento semplici o sistemi complessi d’isolamento termico esterno (ETICS).

Altri studi riportati riguardano l’ispezione sulla costruzione per garantire un’elevata qualità delle opere ed avere dati oggettivi sugli errori che si verificano nei cantieri edili. Sulla base delle esperienze documentate sembra che ci sia una notevole conoscenza dei problemi soprattutto in alcune aree, come i problemi legati all’ermeticità delle costruzioni e dei condotti di condizionamento (soprattutto nel Nord e centro Europa), mentre ci sono meno esempi sul comfort estivo sostenibile e le fonti rinnovabili in sistemi multi-energia.

Inoltre, nel rapporto è presentata una prima raccolta delle migliori soluzioni per evitare lavori di bassa qualità. Finora, il lavoro svolto dai partner comprende diverse linee guida per migliorare la qualità delle opere, alcune di formazione e certificazione per gli installatori e gli altri lavoratori. Queste qualificazioni/certificazioni sono in parte gestiti dalle stesse  imprese edili  (certificazione di parte seconda) e in parte fatti da organismi di parte terza. Gli schemi di controllo sono per lo più volontari ma sono quasi sempre associati a schemi finanziari che prevedono un controllo obbligatorio per ricevere l’incentivo finanziario.

Questa raccolta di studi ed esperienze è stata estesa sulla base di ulteriori lavori nell'ambito del progetto e  anche con il contributo ricevuto da parte degli stakeholder.

 

Sintesi dei motivi per la bassa qualità delle opere edili

Come illustrato in settanta esempi, la cattiva qualità può dipendere da una vasta gamma di motivi:

  • Le specifiche insufficienti a livello di progetti, norme e / o regolamenti:

a)    rispetto ai materiali da utilizzare (ad esempio rispetto alle caratteristiche del materiale di isolamento e ai corretti dettagli costruttivi;

b)    rispetto alle prestazioni da raggiungere (ad esempio tenuta dell’aria, resistenza al vento per pannelli fotovoltaici, prestazioni acustiche di sistemi di ventilazione, ...);

c)    rispetto ai principio di realizzazione (ad esempio quali sono le condizioni per poter installare le coperture).

  • Mancanza di competenza

a)    a livello di design;

b)    a livello di esecuzione;

c)    a causa di barriere linguistiche.

  • Condizioni economiche critiche

a)    condizioni finanziarie critiche;

b)    condizioni di pianificazione critiche.

  • Mancanza di controllo

a)    per le parti coinvolte nel progetto;

b)    da terzi (governo, organismi di controllo indipendenti, ...).

Al fine di ottenere una buona qualità delle opere, è importante analizzare le ragioni (primarie) per scarsa qualità e individuare le possibilità di miglioramento delle condizioni al contorno. È fondamentale capire che le condizioni al contorno possono variare notevolmente da un paese all'altro, tra le tecnologie, tra i tipi di progetti. L'esperienza dimostra che di solito è difficile cambiare queste condizioni al contorno, perché possono implicare la revisione di una pratica già consolidata per l’uso di un prodotto e per la progettazione degli edifici. Pertanto, si dovrebbe cercare di trovare approcci che siano supportati dai principali soggetti coinvolti.

Per maggiori informazioni è possibile scaricare l’intero report al seguente link:

http://qualicheck-platform.eu/wp-content/uploads/2016/03/QUALICHeCK-Quality-of-Works-Report-1-FINAL.pdf

 

Il potenziale impatto del Building Information Modelling (BIM) per la certificazione energetica degli edifici

BIM è un acronimo che può assumere almeno tre diversi significati:

  • Building Information Model, quando ad esempio si vuole sottolineare che un modello 3D porta con se molte altre informazioni parametriche relativamente agli elementi rappresentati
  • Building Information Modelling, che indica il processo che permette di avere più modelli parametrici sviluppati da diversi professionisti in BIM
  • Building Information Manager, che indica la persona che si fa carico di verificare che i vari modelli BIM abbiano informazioni consistenti che possono essere scambiate tra i vari professionisti ogni qualvolta ritenuto necessario.

Nel parlare della performance energetica di un edificio si avranno valori tanto più affidabili quanto più i calcoli si baseranno su di una valutazione di dettaglio dell’efficienza energetica. Per la valutazione di dettaglio ci sarà bisogno  di molti dati attendibili. Il sogno di ogni ingegnere energetico è di accedere a informazione certe in modo rapido ed efficiente. Oggi, utilizzando il BIM, è possibile non solo memorizzare le procedure di calcolo ma anche i dati utilizzati in fase di progettazione concettuale, in fase di progettazione esecutiva e in fase di realizzazione. C’è anche la possibilità di fare delle simulazioni che permettono d’ottimizzare l’uso dei materiali e delle tecnologie ed evitano gli errori di valutazione di cui si è discusso sopra.

Si è riscontrato in tutti i paesi, anche se in misura differente, che la performance energetica, valutata in fase di progettazione, non è la stessa dell’edificio effettivamente realizzato. Utilizzando la modellazione parametrica è possibile ovviare a tali problemi in quanto è possibile riportare tutte le informazioni dell’edificio sia “as planned” sia “as built”.

In genere, infatti, nel passare da una progettazione digitale, non adeguatamente verificata, alla fase di esecuzione, si commettono degli errori salvo che non siano usati gli stessi dati d’input per la progettazione concettuale ed esecutiva e che questi siano ottenuti con protocolli e procedure ben definiti a livello internazionale che prevedono l’interoperabilità tra i diversi software utilizzati.

Non utilizzando l’open BIM, che è basato sullo standard internazionale IFC, si hanno, infatti, problemi d’interoperabilità che possono indurre ad errori sia d’interpretazione sia indotti dalla necessità di introdurre manualmente le informazioni mancanti.

Building Information Modelling presuppone che la modellazione si applichi a tutte le fasi, non solo durante la progettazione ma anche durante la costruzione, il management, la manutenzione.

La modellazione BIM nel contesto della performance energetica degli edifici, si espande nelle seguenti tre aree:

  • Strumenti specifici di analisi dei dati (simulazioni EPC, acustica, resistenza al fuoco, la fabbricazione software di controllo ...) che permettono di ottimizzare e controllare tecnicamente le fasi di progettazione di un edificio
  • Minor sforzo per il modellista che necessita, per l’EPC e anche per altre valutazioni, di dati d’ingresso, che nel BIM sono collegati tramite banche dati ai diversi oggetti e componenti nel modello
  • La creazione di database con prodotti disponibili a livello locale è importante e dovrebbe contenere i dati EPC necessari in formati che possono essere letti da strumenti di analisi dei dati. Il lavoro del CEN dovrebbe prevedere una normazione anche in questi campi.

In particolare il comitato tecnico CEN TC 442 – BIM, dovrebbe prendere in considerazione i seguenti aspetti per ottimizzare le simulazioni per una valutazione veritiera dell’EPC:

  • Ombreggiamento
  • Massa termica
  • Multi zona
  • Pareti ventilate
  • Realizzazione di tetti “freddi”
  • Impianti domotici per il controllo

Tutti questi elementi devono esser presi in considerazione per una reale valutazione dell’EPC e questo può esser fatto nel comitato tecnico CEN TC 442 – BIM.

Gli strumenti di analisi già contengono i consumi di energia primaria, il comfort estivo, dati di illuminazione diurna, acustica, ecc., utilizzando le librerie parametriche, il modello può essere molto più veritiero. Ma bisognerebbe che ci fosse maggiore armonizzazione tra i diversi strumenti di calcolo dell’EPC.

Quando si comincia a creare il modello BIM, c’è bisogno di una quantità di dati che descrivono gli impianti che a loro volta sono composti di altri elementi e ognuno di questi possiede le proprie informazioni – ovvero resistenza meccanica, resistenza al fuoco, trasmittanza, cicli di manutenzione, eccetera. L’insieme di questi elementi costituisce il modello BIM della costruzione finale.

In fase di progettazione in genere si usano dati generici ma ora con il BIM è possibile inserire nel modello progettuale anche dati reali con tutti i particolari dal momento che la progettazione ad “oggetti BIM” permette di inserire i dati importati da una libreria BIM dove i produttori possono inserire le informazioni sui propri prodotti in formato IFC pronti per essere utilizzati da qualsiasi professionista sia in fase di progettazione, sia in fase di analisi dei costi e dei tempi sia in fase analisi energetica sia in fase di realizzazione sia, infine, in fase di manutenzione o dismissione.

Questa soluzione, se bene integrata in tutti i futuri processi edili, permetterà ai produttori di realizzare i prodotti in fase di progettazione o anche assemblandoli per fornire dei prefabbricati ottimizzando così i processi di produzione e consegna. Se pensiamo questo applicato alla riqualificazione energetica per fare cappotti termici o pareti ventilate, ecc. diventa un indubbio vantaggio.

Ritornando alla progettazione BIM parametrica, una volta inserite, le informazioni delle diverse componenti dell’edificio  nel modello BIM, saranno sempre legate  al componente e quindi disponibili per qualsiasi verifica o valutazione futura da parte di qualsiasi altro professionista.

Bisogna comprendere che le informazioni possono essere molto differenti. BIM, infatti, non è solo disegnare un edificio ma è anche gestire tutte le informazioni ad esso correlato. Centinaia e migliaia d’informazioni invece di restare nei sistemi informativi dei singoli professionisti, viaggiano con il modello dell’edificio comprendendo anche procedure, autorizzazioni, informazioni di manutenzione e qualsiasi altra cosa possa risultare utile durante la vita dell’edificio. I dati sono inseriti una sola volta e riutilizzati più volte anche per calcoli numerici e si evitando così errori di reinserimento dei dati.

È stato valutato che il 6-10% del costo totale degli edifici è dovuto agli errori di costruzione. Utilizzando il BIM per costruire un edificio digitalmente, si possono eliminare gli errori oltre ad avere  un’ottimizzazione prima che venga costruito realmente. Questo implica però che ci sia un professionista che svolge il ruolo di gestione dell’intero ciclo di vita attualmente non molto diffuso. La figura del BIM manager o BIM information manager sarà una figura sempre più importante nel futuro perché dovrà gestire non solo il modello tridimensionale, ma tutte le informazioni ad esse associate. Il modello BIM è solo “la punta dell’iceberg”, sono i data base dei vari modelli che rappresentano la ricchezza e l’opportunità offerta dal BIM così come presentato in figura.

Per chi desidera approfondire l’argomento del BIM si consiglia di visitare il sito www.ibimi.it dal quale è stato tratto questo paragrafo e l’immagine dell’iceberg.

 



  • facebook
  • twitter
  • linkedin