Efficienza energetica degli edifici. Applicazioni Gis (parte I)

Il settore residenziale determina oltre il 20% dei consumi energetici complessivi del nostro paese e tali consumi sono in massima parte determinati dal riscaldamento domestico.
È altrettanto vero che esistono ampi margini per il miglioramento dell’efficienza energetica, e gli esempi delle esperienze di Casaclima (Bolzano), successivamente seguiti da altre amministrazioni locali, lo dimostrano ampiamente. In questo articolo (la seconda parte sarà pubblicata a breve) viene proposta una metodologia per l’analisi, a scala territoriale, delle prestazioni energetiche degli edifici.
L’indagine è stata resa possibile grazie alla disponibilità di dati relativi ai consumi di gas presso una primaria multiutility italiana.

La questione energetica rappresenta ormai un tema prioritario nell’agenda di gran parte dei paesi del mondo e dell’Italia in particolare.
Nel nostro paese l’urgenza dei problemi energetici è tale da farci affrontare ogni inverno con il fiato sospeso e le dita incrociate.
In un articolo apparso il 24 settembre 2007 su il Sole 24 Ore, Fulvio Conti, amministratore delegato di Enel, dichiarava: “Crisi energetica vicina, il sistema può cedere”, evidenziando l’estrema fragilità del nostro sistema energetico. Questa situazione, unita alla necessità di ridurre le nostre emissioni di gas clima-alteranti, sta determinando una crescente attenzione verso l’uso di fonti di energia rinnovabile e il risparmio energetico. Analizzando i dati relativi ai consumi energetici del nostro paese, è possibile constatare come il riscaldamento degli edifici residenziali e degli ambienti di lavoro rappresenti una delle principali voci del bilancio, con circa un terzo dei consumi complessivi, e al tempo stesso uno dei settori nell’ambito dei quali sia possibile conseguire le maggiori riduzioni dei consumi. È noto infatti che, passando da un edificio tradizionale ad una casa passiva, sia possibile ridurre i consumi da 100-150 a 30 kWh/mq anno. Il tema della qualità energetica dell’edificio venne introdotto nel contesto legislativo italiano dalla legge 10/1991. A livello europeo la direttiva 93/76/Ce (direttiva Save) e la più recente direttiva 2002/91/Ce, hanno affrontato il tema del rendimento energetico nell’edilizia. L’Italia ha recepito l’ultima direttiva con il d.lgs. 192/2005, integrato dal d.lgs. 311/2006, e alcune regioni hanno già legiferato in materia, definendo tempi e modi per realizzare la certificazione energetica degli edifici e stabilendo i requisiti minimi, in termini di efficienza energetica, per i nuovi edifici. Il risparmio energetico costituisce il più potente e rapido strumento di cui disponiamo per ridurre la nostra dipendenza energetica e mitigare i nostri impatti sull’ambiente. L’adozione di interventi di riqualificazione energetica degli edifici richiede un accurato check-up energetico, propedeutico alla progettazione e realizzazione degli interventi che potranno interessare sia le strutture dell’involucro edilizio, sia i mezzi per il riscaldamento e il raffrescamento. Tuttavia, un’ analisi estensiva, uno screening a livello territoriale delle prestazioni energetiche degli edifici, può essere realizzata con l’ausilio delle tecnologie Gis. Esistono alcuni esempi di rappresentazione dell’efficienza energetica degli edifici, mediante WebGis; è il caso di Laives, in provincia di Bolzano, ma nello specifi co l’analisi è limitata a pochi edifici di un piccolo centro abitato. Un’altra esperienza di uso del Gis nella valutazione dell’efficienza energetica degli edifici è rappresentata dal sistema Beeps (acronimo di Building Energy and Environment Performance System), sviluppato dal Ministero dell’ambiente e dal dipartimento di Fisica tecnica dell’Università La Sapienza di Roma e relativo alla qualificazione energetica degli edifici esistenti. Nell’ambito della letteratura scientifica internazionale, esistono altri esempi di applicazioni Gis per la valutazione dell’efficienza energetica degli edifici, come ad esempio nella città di Göteborg,o l’applicazione proposta dalla Scuola di Architettura di Cardiff.
La metodologia presentata in questo articolo si riferisce a una analisi preliminare, realizzata a Bologna. Gli esempi mostrati sono, per motivi di riservatezza del dato, verosimili, ma non reali e sono sostanzialmente finalizzati a evidenziare le potenzialità del metodo proposto.

Metodologia proposta
Le società che si occupano della distribuzione del gas dispongono di una importante quantità di dati relativi ai consumi presso gli utenti finali. Una razionale organizzazione di tali dati non è solo indispensabile per la gestione delle attività commerciali di tali società, o agli obblighi imposti dal gestore dell’Authority per l’energia, ma potrebbe consentire di ricavare importanti informazioni sull’efficienza energetica presso gli utilizzatori finali e, nel caso specifico, le prestazioni energetiche degli edifici.
Il metodo proposto si basa sull’utilizzazione dei dati relativi ai consumi energetici degli edifici, associandoli alle caratteristiche dei fabbricati.
In questo modo si può facilmente giungere alla definizione dei consumi specifici, normalmente espressi in kWh/mq anno, riferiti ai diversi edifici, consentendo di valutarne l’efficienza energetica.
A scopo esemplificativo viene presentata un’analisi condotta in alcune aree della periferia est e ovest di Bologna (Borgo Panigale).
I dati utilizzati in questa applicazione sono stati:
- i consumi medi giornalieri di gas, riferiti ad ogni civico;

- la geometria e la descrizione di alcune caratteristiche degli edifici.
Sulla base di questi dati è stato implementato il sistema informativo geografico utilizzato in questa ricerca, basato su ArcGis 9.2.
La prima operazione realizzata è stata la georeferenziazione dei dati relativi ai consumi (esistenti in forma tabellare), realizzata sulla base di indirizzo e numero civico. Il passo successivo è consistito
nell’attribuire i consumi dei civici ad ogni edificio, secondo una relazione che può essere di tipo “uno a uno” o “molti a uno”.
Questa operazione, eseguita tra un tema di punti (civici) ed un tema di poligoni (edifici), è stata realizzata mediante una query spaziale.
È stata così ottenuta una rappresentazione dei consumi medi per edifici, che tuttavia non ha molto significato ai fini della valutazione dell’efficienza energetica.
Il dato può essere comunque interessante per evidenziare le strutture caratterizzate dai consumi più elevati, ma allo scopo di valutare l’efficienza energetica è necessario introdurre un criterio di ponderazione, che nel nostro caso è stato la valutazione della superficie calpestabile dell’edificio. Per giungere alla stima della superficie calpestabile è stato necessario calcolare il volume dei singoli fabbricati, definito sulla base dell’area, ricavata dalla geometria degli edifici e dall’altezza, presente come attributo nella tabella degli edifici. Si è scelto poi di escludere dall’analisi tutti gli edifici a destinazione diversa da quella abitativa. Come indicatore dell’efficienza energetica è stato utilizzato il rapporto tra consumo annuo, espresso in kWh, e superficie calpestabile degli edifici, espressa in mq. Per la conversione dei dati sono stati utilizzati i seguenti coefficienti:
1 mc metano = 9,8 kWh
1 mq calpestabile = 3 mc volume edificio

Leggi la seconda parte

Articolo di Ivan Tani e Ciro Gardi

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