L'intervento in oggetto, realizzato nell’agosto 2015 (lavori eseguiti nel periodo ottobre-novembre 2015), riguarda l'illuminazione interna dell’archivio generale di Ateneo (edificio C18), in quanto è stato riscontrato negli anni che l'illuminazione interna rappresenta la quasi totalità dei consumi elettrici imputabili alla struttura (da analisi dei consumi, essa rappresenta circa il 93% dei consumi totali).

Gli obiettivi principali dell’intervento quindi sono stati:

• razionalizzazione dell’utilizzo dell’energia elettrica per l’illuminazione di una parte dell’archivio, con conseguente riduzione degli sprechi energetici;
• miglioramento della gestione delle accensioni/spegnimenti delle lampade, con conseguente maggiore attenzione alla riduzione degli sprechi energetici e maggiore livello di gradimento da parte del personale dipendente nell’utilizzo dell’impianto di illuminazione;
• miglioramento dei parametri illuminotecnici nei corridoi dell’archivio;
• far diventare la struttura di Montacchiello un “prototipo” per interventi analoghi da effettuarsi sull’illuminazione di altre strutture universitarie.

In particolare l’intervento è consistito in:

• sostituzione al Livello 1 di tutte le lampade a tubi neon 2x58 W con lampade a led 1x37 W. La potenza elettrica complessiva delle lampade installate al piano primo è quindi stata portata da 29,6 kW a 9 kW (xxxxx%).
• sostituzione al livello piano terra delle lampade a tubi neon 1x58 W del settore “H” (relativo all’archivio delle segreterie studenti e che rimane più acceso) con lampade a led 1x37 W, riducendo di altri 2 kW la potenza elettrica dell’illuminazione.
• nuovo cablaggio delle linee al livello 1 con una ridefinizione più funzionale delle tre zone di accensione e che tenga conto della morfologia della struttura, come mostrato nella figura sottostante, al fine di facilitare l’accensione dell’impianto di illuminazione da parte del personale dipendente.

Sulla base dei consumi storici analizzati, del rilievo delle potenze elettriche di illuminazione e dell’intervista sulla gestione e accensione dell’illuminazione da parte degli utenti, è stato creato e validato un modello di consumo per l’illuminazione mediante il quale è stato possibile quantificare i risparmi ottenibili di progetto a fronte dell’intervento di sostituzione degli apparecchi illuminanti proposto, corrispondente al 22% del consumo annuale medio registrato da fattura negli anni 2011-2014.

Dopo 4 anni dalla realizzazione dell’intervento basandosi invece su dati reali, emerge un risparmio medio annuo di energia elettrica pari a circa 42501 kWh/anno, che corrisponde al 44% di riduzione dei consumi. 

Per l’analisi del risparmio economico, in fase di progettazione si era ottenuto un tempo di ritorno dell’investimento di circa 9 anni, ma, al momento, sulla base dei consumi reali è stata effettuata una nuova stima del tempo di ritorno, che è risultato pari a circa 5 anni .

L'intervento di riqualificazione energetica riguarda il polo didattico (Polo B) situato in via Giunta Pisano, 28, principalmente a servizio dei dipartimenti di Ingegneria.

L'edificio, costruito alla fine degli anni sessanta, è un fabbricato a quattro piani fuori terra, ha struttura portante in acciaio di elevato spessore ed i solai con travetti in acciaio e laterizio con soprastante massetto in calcestruzzo. Le pareti di tamponamento perimetrale sono realizzate con pannelli prefabbricati costituiti da due lastre di alluminio con interposta schiuma isolante. I serramenti sono metallici, senza taglio termico, con vetro singolo di 4 mm. La superficie vetrata rappresenta circa la metà di tutta la superficie laterale disperdente del fabbricato.

L'edificio ospita aule didattiche e laboratori informatici e il Polo Informatico 6 (ex centro informatico dell'area di ingegneria), con una capacità di circa 2000 persone e un elevato numero di apparecchiature elettriche di calcolo installate e utilizzate.

Per quanto riguarda l'impianto di riscaldamento, si ha un generatore tradizionale a gas metano, con terminali radiatori a piastre metalliche e ventilconvettori; la regolazione è molto scarsa e affidata soltanto alla sonda climatica sulla mandata principale. I radiatori sono spesso completamente bloccati. La distribuzione è a colonne montanti non isolate e a vista, correnti in adiacenza all'anima dei pilastri. Sono inoltre presenti nelle aule didattiche più grandi (B1.1, B2.1, B3.1) e in alcune aule informatiche, degli impianti ad aria, vetusti e a volte con regolazione non funzionante.

Per quanto riguarda l'impianto di raffrescamento, sono stati effettuati numerosi interventi di integrazione e sostituzione nel tempo, per cui è molto frammentato. Attualmente ci sono due gruppi frigoriferi principali esterni: uno completamente spento in inverno; l'altro, di più recente installazione, serve invece la zona iteressata dall'intervento (primo piano, uffici e zona server, aula SI5) ed è acceso anche in inverno per il raffrescamento della zona server. Le aule didattiche più grandi hanno impianti di raffrescamento locali separati. I terminali sono generalmente ventilconvettori e nella zona interessata dall'intervento è sempre presente una regolazione di locale (anche se a volte non funzionante). Le aule del terzo piano di questa porzione di edificio inoltre non hanno impainto di raffrescamento.

Le criticità sono quindi molte e sia lato involucro, sia lato impianto. Anche dal punto di vista manutentivo lo stato attuale è molto critico.

L'edificio è caratterizzato da bilanci energetici molto particolari, per cui gli apporti solari e gli apporti interni (dovuti ad apparecchiature elettriche e agli utenti) sono talmente elevati che il fabbisogno per riscaldamento è molto basso e la stagione di raffrescamento è sostanzialmente data da tutto l'anno solare. L'edificio ha bassissima inerzia termica ed è quindi caratterizzato da sfasamenti dell'onda termica inferiori ad un'ora. Anche riguardo l'impianto vi sono molte inefficienze sulle quali poter agire.

Si è deciso, non escludendo altre future migliorie, di intervenire sulla riduzione degli apporti solari, che molto pesano sul bilancio energetico della zona a sud-est, sud-ovest, completamente vetrata e che ospita le aule didattiche e le aule informatiche. L'altra quota di apporti, quelli interni, sono invece ineliminabili perché direttamente connessi alla destinazione d'uso dell'edificio. Altri interventi sull'involucro sarebbero risultati decisamente più complessi. Si è inoltre proceduto ai rilievi per il ripristino delle condizioni di normale funzionamento delle tende interne e delle serrande antieffrazione presenti, tramite manutenzione ordinaria.

 

L'intervento ha come principali obiettivi di progetto i seguenti:

• Miglioramento delle condizioni di comfort interno in regime estivo nelle aule e negli uffici con grandi superfici vetrate, quindi sul lato sud-est e sud-ovest, in recepimento anche del documento di valutazione dei rischi;
• Risparmio energetico, dal momento che molti dei locali interessati sono dotati di impianto di raffrescamento (tutti eccetto il terzo piano);
• Diminuzione dell'abbagliamento sul piano di lavoro.

I principali vincoli di progetto sono:

• vincoli geometrici, dovuti alle distanza minime di rispetto nei confronti dei fabbricati vicini e all'integrazione architettonica del fabbricato;
• vincoli gestionali, collegati alla futura realizzazione della scala di esodo esterna;
• vincoli di convenienza tecnico economica, che determinano la scelta di un sistema di schermatura solare tra quelli possibili.

Si sono quindi valutate le seguenti possibili soluzioni, riportate in tabella, sia in presenza che in assenza di tende interne (che peraltro però sono presenti):

• Applicazione di veneziane esterne di colore bianco lucido;
• Applicazione di pensiline a lamelle fisse esterne di colore chiaro;
• Applicazione di pellicole a controllo solare sulla faccia esterna della superficie vetrata.

Tabella di confronto	Fattore di trasmissione solare globale g	Applicazione	Aspetti di manutenzione/rottura/dipendenza dall'utenza	Integrazione architettonica	Costo posato escluso IVA e esclusi costi sicurezza
					[€]
Tenda interna tessuto beige	49	interno	sì	sì	66
Tenda interna veneziana grigio chiaro 45°	47	interno	sì	sì	81
Tenda interna veneziana grigio chiaro 90°	37	interno	sì	sì	81
Tenda esterna veneziana bianco 45°	17	esterno	sì	no	170
Tenda esterna veneziana bianco 90°	7	esterno	sì	no	170
Tenda esterna in tessuto	15	esterna	sì	no	--
Pensilina esterna	<15	esterno	no	sì	185
Pellicola chiara	38	esterna	no	sì	75
Pellicola media	34	esterna	no	no	75
Pellicola scura	23	esterna	no	no	75
Tenda interna + veneziana esterna (45°)	4	esterna	sì	no	170
Tenda interna + pensilina a lamelle fisse	<15	esterna	no	sì	185
Tenda interna + pellicola	31	esterna	no	sì	75

Si è quindi adottato la soluzione che prevede l'installazione di una pensilina a lamelle fisse metalliche di colore chiaro e riflettente.

I principali obiettivi per la progettazione dimensionale della pensilina sono:

• Schermatura della radiazione diretta nei mesi da maggio a metà settembre dalle 11 alle 15 circa.
• Mantenere un opportuno livello di illuminazione naturale.
• Garantire nei mesi invernali la quota energetica di apporto solare in ingresso ai locali. 

I principali vincoli di progetto sono invece:

• Mantenere apribili le porte presenti, e quindi limitare la proiezione verticale della pensilina al sopraluce della porta stessa.
• Avere una sporgenza massima rispetto alla sagoma del fabbricato di 1,5 m (vincolo R.E.U.).
• Mantenere un buon livello di integrazione architettonica dell'elemento all'interno della struttura esistente e di omogeneità tra i vari prospetti.

La soluzione adottata è quindi quella di una pensilina a lamelle metalliche di colore chiaro, simili agli aggetti esistenti sugli altri prospetti, con le dimensioni specificate in figura:

 

 

L’Attestato di Prestazione Energetica (acronimo APE) dell’edificio è il documento che attesta la prestazione energetica di un edificio attraverso l’uso di specifici descrittori e fornisce raccomandazioni per il miglioramento dell’efficienza energetica.

L'APE è redatto nel rispetto delle norme contenute nel decreto D.I. 26/06/2015 "Linee guida per l'attestazione della prestazione energetica degli edifici" da esperti qualificati e indipendenti. 

Sebbene molte regioni si siano espresse con legislazioni vigenti proprie (i.e. Lombardia, Emilia Romagna), tuttavia la Toscana e molte altre rimandano alla legislazione nazionale per cui vi è obbligo di dotazione o produzione dell’APE nel caso di edifici di nuova costruzione, o sottoposti a ristrutturazione importante (come definita da D.L.63/2013 e smi), o oggetto di compravendita o di locazione, nell’ambito di contratti, nuovi o rinnovati relativi alla gestione degli impianti termici o di climatizzazione degli edifici pubblici e, cosa particolarmente interessante per gli edifici di proprietà dell'Università di Pisa, per tutti gli edifici con superfici utile maggiore di 250 m² utilizzati da Pubbliche Amministrazioni e aperti al pubblico. Inoltre, per tali edifici è fatto obbligo di affiggere con evidenza tale attestato all’ingresso dell’edificio o in altro luogo chiaramente visibile al pubblico.

L’attestato fornisce, tramite un indicatore numerico specifico, informazioni circa il fabbisogno di energia primaria del sistema edificio-impianto, in condizioni di utilizzo standard dello stesso, per i servizi di riscaldamento, di raffrescamento, di ventilazione, di produzione di acqua calda sanitaria, illuminazione e trasporto, se presenti. Vengono riportati anche i limiti di legge di tali prestazioni e quindi la classe energetica di appartenenza. Tale attestato ha funzione principalmente di indicatore di confronto tra edifici, indicando consumi standard; i consumi effettivi di un edificio sono invece fortemente legati all’utilizzo e alla gestione del sistema edificio-impianto da parte dell’utenza.

A tale proposito, per migliorare la comunicazione dei dati energetici di consumo nei confronti degli utenti, sono stati prodotti dei "poster performance" in cui, oltre ai principali dati dell'APE si inseriscono i dati di consumo reale dell'edificio in base alle fatture energetiche degli ultimi anni precedenti alla data di emissione del documento.

L’Università di Pisa si sta impegnando per la produzione di tali Attestati e poster performance, sia da parte di personale interno che tramite affidamenti a professionisti esterni, in modo tale che tale obbligo sia anche un'opportunità per l'acquisizione di informazioni e modelli del comportamento termico degli edifici di proprietà dell'Ateneo pisano.

Per una migliore visualizzazione abbiamo riportato sulla mappa i principali edifici dell'Ateneo. Nella mappa si possono visualizzare in colore viola gli edifici dotati di APE e di poster performance (n. 63) e in colore arancione quelli ancora non dotati di APE (n.22). In verde poi si possono visualizzare gli edifici che non hanno l'obbligo di essere dotati di APE. L'attività di redazione degli attestati è in essere e in continuo aggiornamento.

Al link seguente è possibile consultare la mappa degli edifici di proprietà dell'Università di Pisa con i relativi poster performance in formato digitale, dove presenti:

MAPPA EDIFICI  

NB: Nel caso in cui il link dei poster risulti non accessibile (errore 401 nel browser Google Chrome), si consiglia di cambiare browser oppure di cancellare i dati di navigazione (memoria cache)

UNI EN ISO 10077 Prestazione termica di finestre, porte e chiusure oscuranti-Calcolo della trasmittanza 

• UNI EN ISO 10077-1:2008 Generalità 

La norma specifica i metodi di calcolo della trasmittanza termica di finestre e porte pedonali costituite da vetrate e/o pannelli opachi inseriti in telai con o senza chiusure oscuranti.

• UNI EN ISO 10077-2:2008 Metodo numerico per i telai 

La norma specifica un metodo e fornisce dati di ingresso di riferimento per il calcolo della trasmittanza termica dei profili dei telai e della trasmittanza termica lineare della loro congiunzione con vetrate o pannelli opachi. Il metodo può anche essere utilizzato per valutare la resistenza termica dei profili di chiusure e le caratteristiche termiche dei cassonetti delle chiusure avvolgibili e componenti simili (per esempio persiane).La norma fornisce inoltre criteri per la validazione dei metodi numerici utilizzati per il calcolo

UNI EN ISO 13788:2013 Prestazione igrometrica dei componenti e degli elementi per edilizia-temperatura superficiale interna per evitare l'umidità superficiale critica e la condensazione interstiziale- Metodi di calcolo 

La presente norma è la versione ufficiale in lingua italiana della norma europea EN ISO 13788 (edizione dicembre 2012). La presente norma fornisce metodi di calcolo per determinare:

1. la temperatura superficiale interna di componenti o elementi edilizi al di sotto della quale è probabile la crescita di muffe, in funzione della temperatura e dell'umidità relative interne; il metodo può essere anche utilizzato per la previsione del rischio di altri problemi di condensazione superficiale
2. la valutazione del rischio di condensazione interstiziale dovuta alla diffusione del vapore acqueo. Il metodo usato non tiene conto di alcuni importanti fenomeni fisici quali:

   - la variazione delle proprietà dei materiali in funzione del contenuto di umidità

   - la risalita capillare e il trasporto di umidità allo stato liquido all'interno dei materiali

   - il movimento dell'aria nei componenti, attraverso fessure o intercapedini

   - la capacità igroscopica dei materiali

   Di conseguenza il metodo può essere applicato solo a strutture nelle quali questi fenomeni possono essere considerati trascurabili.

3. il tempo che l'acqua, contenuta in uno strato compreso tra due strati con elevata resistenza al passaggio del vapore, impiega ad asciugare, nonché il rischio di condensazione che può verificarsi in altri strati del componente durante il processo di asciugatura.

UNI EN ISO 7730:2006 Ergonomia degli ambienti termici-Determinazione analitica e interpretazione del benessere termico mediante il calcolo degli indici PMV e PPD e dei criteri di benessere termico locale 

La presente norma è la versione ufficiale della norma europea EN ISO 7730 (edizione novembre 2005). La norma presenta metodi per prevedere la sensazione termica globale ed il grado di disagio (insoddisfazione termica) delle persone esposte in ambienti termici moderati. Essa consente la determinazione analitica e l'interpretazione del benessere termico mediante il calcolo del PMV (predicted mean vote - voto medio previsto) e del PPD (predicted percentage of dissatisfied - percentuale prevista di insoddisfatti) e dei criteri di benessere termico locale, fornendo le condizioni ambientali considerate accettabili per il benessere termico globale così come quelle che rappresentano il disagio locale. Essa è applicabile a uomini e donne in buona salute esposti ad ambienti chiusi nei quali si cerca di raggiungere il benessere termico, ma nei quali si hanno leggere deviazioni da quest'ultimo, nella progettazione di nuovi ambienti o nella valutazione di quelli esistenti. Sebbene sia stata elaborata specificatamente per gli ambienti di lavoro, essa è applicabile a qualunque altro tipo di ambiente. Può essere utilizzata con riferimento all'ISO/TS 14415:2005, punto 4.2, quando si considerano persone con requisiti particolari, quali quelle con disabilità fisiche. Quando si considerano spazi non condizionati, occorre tenere conto delle differenze etniche, nazionali e geografiche. 

UNI EN ISO 6946:2018 Componenti ed elementi per edilizia-Resistenza termica e trasmittanza termica-Metodi di calcolo 

La norma fornisce il metodo per il calcolo della resistenza termica e della trasmittanza termica dei componenti e degli elementi per edilizia, escluse le porte, le finestre e altre parti vetrate, le facciate continue, i componenti che implicano uno scambio termico con il terreno e i componenti in cui è previsto che l'aria possa circolare. Il metodo si applica ai componenti e agli elementi costituiti da strati termicamente omogenei (che possono includere intercapedini d'aria). La norma fornisce inoltre un metodo approssimato che può essere utilizzato per gli elementi contenenti strati non omogenei, incluso l'effetto di fissaggi metallici, per mezzo di un termine di correzione fornito nell'Appendice F. 

UNI EN ISO 52016  Prestazione energetica degli edifici- Fabbisogni per riscaldamento e raffrescamento, temperature interne e carichi sensibili e latenti 

• UNI EN ISO 52016-1:2018 Procedure di calcolo 

La norma specifica i metodi di calcolo per la valutazione:

1. del fabbisogno energetico (sensibile) per riscaldamento e raffrescamento, basato su calcoli orari o mensili
2. del fabbisogno di energia latente per (de-) umidificazione, basato su calcoli orari o mensili;
3. della temperatura interna, basata su calcoli orari;
4. del carico sensibile di riscaldamento e raffrescamento, basato su calcoli orari;
5. dell'umidità e del carico di calore latente per (de-) umidificazione, basato su calcoli orari;
6. del carico sensibile di riscaldamento o raffrescamento di progetto e del carico latente di riscaldamento di progetto, utilizzando un intervallo di calcolo orario;
7. delle condizioni dell'aria di rinnovo per fornire l'umidificazione e la deumidificazione necessarie.

I metodi di calcolo possono essere utilizzati per edifici residenziali o non residenziali.

 UNI EN ISO 52017 Prestazione energetica degli edifici-Carichi sensibili e latenti e temperature interne 

• UNI EN ISO 52017-1:2018 Procedure generali di calcolo 

La norma specifica le ipotesi, le condizioni al contorno e le equazioni generali per il calcolo, in regime transitorio orario o sub-orario, delle temperature interne (dell'aria e operativa) e /o dei carichi di riscaldamento, raffrescamento, umidificazione e deumidificazione per mantenere condizioni fissate di set point (temperatura, umidità) in una singola zona dell'edificio. La norma non impone alcuna tecnica numerica specifica.