Il nostro progetto

Definizione delle aree di intervento

Tutti gli interventi previsti sono stati sviluppati definendo la migliore convergenza tra l'applicabilità delle soluzioni impiantistiche e il livello di efficienza ottenibile, puntando a classificare gli impianti oggetto degli interventi in classe A, secondo la norma UNI EN 15232.  

Area 1: Realizzazione di un sistema ad alta efficienza per la gestione dell'impianto di illuminazione 

L'impianto di illuminazione esistente è di tipo tradizionale classificato in Classe D secondo la norma UNI EN 15232. Al fine di minimizzare l'intervento di modifica dell'impianto si deciso di optare per una soluzione che prevede la sostituzione di tutte le lampade (a neon ed incandescenza) con lampade a LED dalle medesime caratteristiche illuminotecniche. Tali lampade verranno alimentate tramite alimentatori DALI di tipo Powerline, il ché consentirà di utilizzare senza alcuna modifica le linee di alimentazione esistenti, in quanto il segnale di comando e l'alimentazione, verranno trasmessi contemporaneamente sui cavi attualmente esistenti. Verrà realizzato un impianto KNX costituito da una linea principale alla quale verranno connesse cinque linee secondarie che copriranno rispettivamente i piani: Seminterrato, Terra, Primo, Secondo e della Zona T. Il cavo Bus KNX potendo essere posato in adiacenza con le normali linee di alimentazione elettrica, semplifica e rende economicamente vantaggiosa la realizzazione di tale soluzione. All'interno di ogni locale verranno installati dei sensori di tipo KNX Argus MTN630719 e MTN6221-0419, tali sensori forniranno informazioni sulla presenza, sul livello di luminosità e sulla temperatura ambiente di ogni aula, locale e corridoio del plesso. Tramite un BMS sviluppato su Spacelynk sarà possibile impostare il livello di luminosità idoneo all'interno delle aule, i sensori KNX Argus gestiranno, in relazione alla presenza nei locali, l'attivazione delle lampate e le regoleranno automaticamente sul livello di luminosità impostato tramite Gateway KNX DALI MTN6725-0001 ai quali andrà associata un'interfaccia DALI powerline.

Area 2: Realizzazione di un sistema ad alta efficienza per la gestione del riscaldamento e della climatizzazione dei Locali  

L'impianto di riscaldamento attualmente funzionante è composto da una caldaia da 600.000 kcal/h che alimenta direttamente i radianti posizionati nei locali. La caldaia viene attivata dal 01.12 al 31.03 tutti i giorni dalle ore 07:00 alle 17:00 tramite Timer e non ha alcun tipo di regolazione in campo. Il sistema di distribuzione si articola tramite collettori posizionati in cassette di derivazione poste nei corridoi. L'impianto verrà modificato tramite installazione, nelle cassette di derivazione, di attuatori del tipo MTN646808 ai quali verranno connesse, sui relè di uscita, delle testine termostatiche alimentate a 24V che chiuderanno o apriranno le mandate delle varie aule. Si è scelto di utilizzare testine termostatiche alimentate in bassa tensione al fine di poter utilizzare, per l'alimentazione delle stesse, la coppia di conduttori di riserva del cavo KNX (certificata per reti SELV) .La regolazione dell'impianto di riscaldamento verrà sviluppata sul BMS permettendo di impostare dalla presidenza, la temperatura di Set Point ambientale. Gli stessi sensori di presenza, luminosità e temperatura utilizzati per la regolazione dell'illuminazione, gestiranno tramite l'impianto KNX, in relazione alla presenza ed alla temperatura dei singoli ambienti, l'attivazione e la regolazione delle radianti a muro. Nella Zona T è presente un impianto di climatizzazione centralizzato (VRF) del tipo ad Inverter di marca Daikin, lo stesso verrà interfacciato mediante un gateway KNX prodotto dalla INTESIS che consentirà, grazie all'integrazione con i medesimi sensori in campo, una gestione parallela e sugli stessi SetPoint degli altri piani.

Area 3: Disattivazione diretta di tutte le linee elettriche alla chiusura del plesso  

Al fine di garantire la disattivazione di ogni utenza non necessaria verranno installati all'interno dei quadri elettrici di piano, con esclusione delle utenze essenziali ( server, videosorveglianza, sistemi di ricircolo d'aria negli armadi contenenti additivi chimici ecc), dei sistemi di comunicazione Smartlink Acti 9 connessi alla rete cablata dell'istituto ed integrati nel BMS. Gli stessi verranno associato ad un comando di spegnimento che comporterà l'apertura di tutti gli interruttori a servizio di linee non prioritarie.  

Area 4: Sviluppo del sistema BMS

Il sistema di Building Managment System sviluppato su Spacelink implementerà le funzioni di : 

•  Gestione dell'impianto di illuminazione 
  
•  Gestione dell'impianto di climatizzazione 
  
•  Visualizzazione planimetrica delle aule e dei locali accupati 
  
•  Storage dei dati trasmessi dai contatori MODBUS attualmente presenti nei quadri elettrici 
  
•  Controllo remoto degli impianti 
  
•  Sviluppo di temporizzazioni sulle varie linee di illuminazione esterna
  

Analisi Economica  

Considerato che secondo uno studio di Enea fonte Terna il 54% dei consumi degli edifici scolastici è destinato all'illuminazione, dei 152959 KW/h che vengono utilizzati al plesso: -Il 54% viene attestato come consumo relativo all'impianto di illuminazione, pari a 82598 KW/h; -Il 46% viene attestato come consumo relativo ad altre utenze, pari a 70361 KW/h. Tutti gli interventi previsti sono stati sviluppati definendo la migliore convergenza tra l'applicabilità delle soluzioni impiantistiche e il livello di efficienza ottenibile, puntando a classificare gli impianti oggetto degli interventi in classe A, secondo la norma UNI EN 15232. Per quanto concerne l'intervento all'impianto d'illuminazione dell'istituto, l'audit energetico ha anteposto principalmente la sostituzione di tutti i corpi illuminanti poco ortodossi (lampade a neon ed incandescenza) con lampade a LED aventi le medesime caratteristiche illuminotecniche. Tale intervento ci permette di ridurre mediamente i consumi del 55% inoltre, consultando le tabelle Bacs relative ad un edificio scolastico, si evidenzia come il passaggio dalla classe D ad una ad alta efficienza comporti per la tipologia di edificio in analisi, un risparmio del 31% per l'illuminazione. Considerando la riduzione dei consumi dovuta alla sostituzione dei corpi illuminanti, e considerando il contributo del risparmio attestato dalle tabelle Bacs, l'intervento all'illuminazione tende a ridurre i consumi del 69%.

N.d.R: ai fini di ogni calcolo, il prezzo della corrente elettrica viene remunerato con una tariffa di 0,18 €/kWh  

Per quanto riguarda la mancata emissione di CO2, bisogna considerare in che modo viene prodotta l'energia in Italia, ovvero il cosiddetto "mix energetico nazionale", il quale rappresenta le quote di produzione di energia per le varie tecnologie impiegate. La fonti principali di produzione di energia elettrica nel nostro paese sono i combustibili fossili, quali, ad esempio, il petrolio. Per il calcolo del petrolio non consumato viene usato il fattore di conversione energetico da MWh (elettrico) a TEP. Un TEP (tonnellata di petrolio equivalente) è definito come la quantità di energia che si libera dalla combustione di una tonnellata di petrolio, ovvero 0,187 TEP per ogni MWh prodotto (Delibera EEN 3/08). In altri termini significa aver fissato il rendimento del sistema nazionale di produzione e distribuzione dell'energia elettrica al valore di circa il 46%; infatti 1 TEP di energia primaria equivale a 41,860 GJ, con questa energia primaria (ovvero prodotta con un combustibile) il sistema Prospetto di sintesi progetto Concorso Green Technologies Award 2018 Pagina 5 di 7 nazionale riesce a mettere a disposizione dell'utenza energia elettrica in ragione di 1/(0,187 x 10−3) kWh/TEP ovvero 19,25 GJ, con un rendimento di trasformazione quindi pari a 19,25/41,86 = 0,46. È quindi con questo valore di rendimento di conversione che occorre confrontarsi ogni qualvolta si decida di effettuare interventi volti a migliorare l'efficienza energetica di un sistema-impianto di trasformazione dell'energia. Si indica anche 1 TEP = 5347 kWh = 5,347 MWh N.d.R: definizione secondo ARERA (Autorità di Regolazione per Energia Reti e Ambiente) Tolta la digressione sui TEP utilizzati, per il nostro Paese il fattore di conversione è pari a 0,44 tonnellate di CO2 emesse per ogni MWh prodotto (Rapporto ambientale ENEL 2009).

Come da tabelle, gli interventi di efficientamento relativi all'illuminazione hanno consentito di ottenere un tornaconto economico annuo pari a € 10.236,00 dei quali € 8.028,00 derivano dalla sostituzione dei vecchi corpi illuminanti, ed inoltre, una diminuzione dell'emissione di CO2 pari a 22,8 tonnellate. Questo per quanto riguarda l'illuminazione, è anche necessario considerare le voci di capitolato riguardanti i consumi ausiliari di corrente elettrica. Consultando ulteriormente le tabelle Bacs per i consumi di corrente elettrica, relativi ad un edificio scolastico, specificatamente l'energia relativa agli ausiliari, considerando un efficientamento, come nel caso trattato precedentemente, che consenta il passaggio dalla classe D alla classe A, il fattore di efficienza BACS è del 34%.  

Per le emissioni in atmosfera, si adoperano le norme utilizzate in precedenza.  

Come da tabelle, gli interventi di efficientamento relativi ai consumi elettrici ausiliari hanno consentito di ottenere un tornaconto economico pari a € 4.306,00 ed una diminuzione dell'emissione di CO2 pari a 9,56 tonnellate. Il progetto proposto, come esplicitato, prevede un ulteriore efficientamento, cioè quello riguardante l'impianto di riscaldamento del plesso. L'impianto di riscaldamento attualmente funzionante è composto da una caldaia da 600.000 kcal/h che alimenta direttamente i radianti posizionati nei locali. La caldaia viene attivata dal 01.12 al 31.03 tutti i giorni dalle ore 07:00 alle 17:00 tramite Timer e non ha alcun tipo di regolazione in campo. Il sistema di distribuzione si articola tramite collettori posizionati in cassette di derivazione poste nei corridoi. Tralasciando le soluzioni adottate che verranno trattate in un altro documento, si prosegue l'audit quantificando con criterio i consumi ottenuti. La caldaia nell'anno 2017 ha consumato 16675,7 m3 di gas metano. La spesa complessiva rilevata in bolletta dell'approvvigionamento di gas metano è di € 12.580,00. Con gli interventi previsti, il passaggio dalla classe D ad una ad alta efficienza comporta per la tipologia di edifici scolastici, un risparmio del 33% delle spese per riscaldamento secondo la tabella Bacs relativa all'energia per il riscaldamento e raffrescamento. 

N.d.R: ai fini di ogni calcolo, il prezzo dell'approvvigionamento di gas metano viene remunerato con una tariffa di    0,76 €/m3 

Come da tabella, con il rifacimento alla classe A dell'impianto, è stato possibile un risparmio complessivo di €4.175,00.  

N.d.R: nei calcoli relativi all'emissione di CO2 in atmosfera si consideri che l'energia prodotta per ogni m3 di combustibile gas metano è pari a 32,80 MJ/m3 e che un MJ produce 57 gr di CO2 

Come da tabella, con il rifacimento alla classe A dell'impianto, è stato possibile eliminare 31,2 tonnellate di CO2 dalle emissioni annue dell'edificio.

Tirando le somme, con le soluzioni adottate è stato possibile ridurre le due spesi sottostanti a:

• Costo Fornitura Elettrica Anno 2017 € 27.746,00
  
• Costo Fornitura Metano Anno 2017 € 12.580,00
  

Con le soluzioni adottate: 

• Costo Fornitura Elettrica Anno xxxx € 12.975,00 
  
• Costo Fornitura Metano Anno xxxx € 8.405,00 
  

Ottenendo un risparmio pari a: 

• Risparmio Fornitura Elettrica: € 14.542,00 
  
• Risparmio Fornitura Metano: € 4.175,00 
  

La soluzione adottata permette un risparmio di corrente elettrico pari a 80920 kW/h annuali, inoltre, riducendo le emissioni di CO2 dell'istituto di 63,56 tonnellate l'anno.                                                                                                          A fronte di un investimento iniziale di Euro 61.690,00 (i cui dettagli sul materiale ed il prezzo di listino saranno trattati in un altro documento) e di un risparmio annuo complessivo di Euro 18.717,00 Il tempo di rientro dell'investimento è di anni 3 e 4 Mesi.