L'evoluzione degli attestati di prestazione energetica (APE) nel contesto europeo
INTRODUZIONE
di Alice Gorrino - Edilclima S.r.l. - Italia
Nell’ambito delle politiche europee del Green Deal, la Commissione Europea ha pubblicato la sua Renovation Wave Strategy per migliorare le prestazioni energetiche degli edifici promuovendo le ristrutturazioni, al fine di raggiungere la neutralità climatica entro il 2050.
Per consentire e favorire questa transizione, è necessario mettere in campo strumenti (tecnologici, informatici e politici) utili ad attrarre e incoraggiare la varietà di stakeholder (utenti finali, gestori immobiliari, ESCO, enti pubblici ecc.) a promuovere ed intraprendere ristrutturazioni profonde.
In questo contesto, quale sarà il ruolo degli Attestati di Prestazione Energetica (APE)?
Innanzitutto, cos'è un APE? L’APE è stato introdotto per la prima volta nell’ambito della Direttiva sul rendimento energetico nell’edilizia – EPBD (2002/91/CE) e nel 2010, con la rifusione dell’EPBD (2010/31/UE), sono stati introdotti nuovi requisiti per migliorarne la qualità.
Lo scopo principale degli APE è stato chiaramente fissato nel 2002 e non è cambiato sostanzialmente. L'obiettivo principale è fornire al proprietario dell’edificio (o acquirente o locatario) informazioni trasparenti sulla prestazione energetica dell’edificio e consigli pratici sul miglioramento di tale prestazione.
Gli APE hanno inoltre diverse potenzialità nel guidare le politiche energetiche in quanto sono tra le fonti di informazioni più importanti e trasparenti sulla prestazione energetica del parco edilizio dell’UE e su potenziali miglioramenti energetici.
Nell’ambito dei nuovi target europei, possiamo considerare l’APE uno degli strumenti di valutazione adeguati per promuovere le strategie di ristrutturazione importanti al fine di trasformare l’ambiente costruito in edifici a zero emissioni?
È abbastanza evidente che gli attuali APE hanno grossi limiti: da una parte la qualità e l’affidabilità del dato deve essere migliorata per ottenere indicatori maggiormente affidabili, dall’altra un approccio di valutazione di tipo sistemico deve essere introdotto perché gli APE possano diventare strumenti adeguati a valutare un parco edilizio in continua evoluzione, non più statico ma dinamico, connesso alla rete e integrato a sistemi di gestione intelligente in cui il ruolo dell’occupante ha una forte rilevanza.
Per superare tali limiti, nella nuova proposta della Direttiva EPBD, pubblicata il 15 dicembre 2021 ed in uscita probabilmente nel 2023, nell’ambito del pacchetto “Fit for 55”, viene fornito un nuovo modello per gli APE, con collegamenti a indicatori volontari di prestazione complessivi che permettano di valutare la prestazione di nuove tecnologie (ad es. sistemi di misurazione intelligente) e per superare una valutazione prettamente energetica. Inoltre, per incoraggiare un rinnovamento profondo e graduale del patrimonio edilizio, vengono proposti nuovi approcci e strumenti come il Building Renovation Passport (BRP).
Il progetto Horizon2020 TIMEPAC (Towards Innovative Methods for Energy Performance Assessment and Certification of Buildings) si inserisce in questo contesto e crede davvero che gli APE, insieme ai nuovi approcci e alle nuove tecniche di valutazione, debbano diventare uno strumento per valutare le prestazioni complessive degli edifici e per monitorare tali prestazioni in modo più dinamico.
IL PROGETTO TIMEPAC
di Leandro Madrazo - La Salle - Spagna
TIMEPAC si pone l'obiettivo, di migliorare i processi di certificazione energetica degli edifici, sviluppando un approccio olistico che considera gli edifici come strutture dinamiche integrate nell’ambiente urbano. L’approccio di TIMEPAC semplificherà la gestione e lo scambio del flusso di dati in tutte le fasi della certificazione energetica - generazione, archiviazione, analisi e utilizzo - al fine di ottenere un APE più efficace nonchè l’implementazione di nuovi servizi per utilizzarlo (Fig. n. 1).
Fig. n. 1: approccio TIMEPAC con rappresentazione del flusso di dati di un APE durante la vita dell'edificio
In TIMEPAC sono previsti cinque scenari futuri in cui la nuova generazione di APE potrebbe essere utilizzata come strumento efficace per migliorare le prestazioni energetiche degli edifici:
- generazione di APE migliorati attraverso l’uso del BIM. Il Building Information Modeling (BIM) può essere utilizzato per generare APE utilizzando strumenti di simulazione avanzati. Ciò fornirebbe informazioni più accurate sulla prestazione energetica dell’edificio;
- miglioramento dell’APE attraverso l’integrazione con dati operativi. I dati contenuti negli APE potrebbero così essere confrontati con le informazioni sul consumo energetico effettivo, sull’uso di diverse fonti di energia e sul controllo delle apparecchiature dell’edificio. Questo confronto aiuterebbe a dare credibilità ai certificati;
- integrazione di indicatori di Smart Readiness (Smart Readiness Indicator - SRI) e indicatori di sostenibilità all’interno degli APE. La prestazione energetica di un edificio sarà valutata attraverso gli indicatori dell’APE, ma anche attraverso nuovi strumenti come gli indicatori SRI. Inoltre, la valutazione complessiva dovrebbe tenere conto degli indicatori di sostenibilità più ampi [es. indicatori Level(s)]. La struttura dei dati dell’APE dovrà essere armonizzata con i nuovi strumenti, in modo da favorirne l’integrazione;
- creazione di un Building Renovation Passport (BRP) attraverso l’utilizzo di archivi di dati. Il “fascicolo del fabbricato” farà parte del Building Renovation Passport (BRP) che diventerà obbligatorio in Europa. Conterrà una pianificazione di interventi di ristrutturazione dell’edificio insieme ad un aggiornamento regolare dell’APE a valle di ciascun intervento. In questo contesto, l’APE non sarà più una valutazione “statica”, ma una valutazione continua;
- analisi statistica su larga scala a partire dai database degli APE. La grande quantità di dati generati e archiviati sul fabbisogno energetico degli edifici permetterà di sviluppare analisi statistiche su larga scala per la costruzione di modelli previsionali di valutazione dell’impatto delle misure di retrofit energetico.
I nuovi metodi e strumenti per migliorare le attuali pratiche di certificazione saranno implementati in scenari dimostrativi in sei paesi europei: Austria, Croazia, Cipro, Italia, Slovenia e Spagna. I risultati saranno utilizzati come materiale formativo per i professionisti coinvolti nel processo di certificazione. Infine, la TIMEPAC Academy sfrutterà ulteriormente i metodi e gli strumenti innovativi di miglioramento degli APE sviluppati nel progetto in modo che possano essere applicati su scala europea.
LA QUALITÀ DEGLI ATTESTATI DI PRESTAZIONE ENERGETICA: ANALISI E VALUTAZIONE ALL’INTERNO DEL PROGETTO TIMEPAC
di Ilaria Ballarini - Politecnico di Torino - Italia
L’APE è un documento obbligatorio per gli edifici di nuova costruzione, in caso di ristrutturazione importante o riqualificazione energetica, per edifici venduti o affittati. Oltre a fornire una valutazione energetica dell’edificio, esso rappresenta anche una fonte fondamentale di dati che possono essere sfruttati per valutare la prestazione energetica del parco edilizio, la povertà energetica di un paese e il monitoraggio di politiche locali di rinnovamento energetico.
Per ottenere modelli energetici affidabili del patrimonio edilizio, i dati di ingresso degli APE devono essere accurati e affidabili. La qualità dei dati dipende principalmente da tre fattori: la validità dei dati di input, la metodologia di calcolo della prestazione energetica dell’edificio, gli strumenti applicati e la competenza del certificatore (fattore, quest’ultimo, che ha la maggiore influenza sul risultato finale).
Il miglioramento della qualità dei dati negli APE è uno degli obiettivi principali del progetto TIMEPAC.
Un’attività preliminare svolta in TIMEPAC è stata orientata a valutare l’attuale qualità dei dati a livello europeo attraverso un confronto effettuato sui sei paesi partecipanti (Austria – provincia di Salisburgo – Croazia, Cipro, Italia – regione Piemonte – Slovenia e Spagna – Catalogna). A livello nazionale/regionale, i partner del progetto hanno analizzato e confrontato i dati degli APE (in termini di dati di input e output) e raccolto le informazioni necessarie attraverso una scheda di raccolta dati per analizzarne la qualità.
Per ogni dato sono state indicate le informazioni sulla sua fonte (es. catasto, rilievo in loco, legislazione o norma tecnica, calcolo, ecc.) e le modalità utilizzate per la sua determinazione (es. sopralluogo, calcolo dettagliato, calcolo semplificato, misurazione/monitoraggio, assunzione del tecnico, riferimento esterno, ecc.).
È stata sviluppata una matrice di confronto (Fig. n. 2a) e, per ciascuna combinazione di fonte di dati e modalità di determinazione, è stato identificato un livello di incertezza su una scala di qualità da 1 a 3. Ad esempio, un alto livello di incertezza (bassa qualità - 1) si verifica quando il dato è definito dal tecnico attraverso un’assunzione, mentre si può avere un basso livello di incertezza (alta qualità - 3) quando la fonte è un database a cui si accede attraverso un riferimento esterno.
La Fig. n. 2b fornisce una panoramica dei dati di input degli APE rappresentati dalla combinazione di origine dati e modalità di determinazione. Si può notare che la maggior parte delle informazioni ha un livello di qualità dei dati medio-basso. Pertanto, nella fase successiva del progetto TIMEPAC, verranno sviluppate metodologie per aumentare l’accuratezza di questi dati, ad esempio introducendo intervalli di confidenza negli input per guidare il certificatore nella generazione di un APE affidabile, o avvalendosi di strumenti BIM, come dettagliato nella sezione specifica dell’articolo.
Fig. n. 2a): matrice di confronto sviluppata nel progetto TIMEPAC
Fig. n. 2b): numero di dati di input degli APE per ciascuna combinazione di fonte di dati e modalità di determinazione
VALUTAZIONE OLISTICA DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI: IL NUOVO APPROCCIO DELL’UNIONE EUROPEA
di Vincenzo Corrado - Politecnico di Torino - Italia
L’approccio alla valutazione energetica degli edifici è in evoluzione, sia perché vi sono sviluppi metodologici e normativi, sia perché vi è una forte innovazione nella progettazione degli edifici e del sistema energetico cui gli edifici sono connessi. Pertanto tale complessità di sistema deve essere integrata nella metodologia di calcolo e sicuramente l'evoluzione degli APE dovrà seguire questi sviluppi.
L’approccio normativo attuale alla valutazione della prestazione energetica degli edifici, come specifica l’Ente Internazionale di Standardizzazione (ISO, the International Organization for Standardization), deve essere di tipo olistico, per valutare in maniera globale le prestazioni energetiche del sistema edificio-ambiente superando le barriere metodologiche dell’approccio passato, determinate da calcoli e valutazioni di requisiti prestazionali riferiti al singolo componente.
In questo contesto anche gli strumenti di calcolo stanno diventando sempre più multi-scala (es. dal singolo edificio al contesto urbano), multi-dominio (es. analisi termica, illuminazione, CFD, acustica, ecc.) e multi-oggetto (es. performance energetica, qualità ambientale interna, resilienza climatica, sostenibilità ambientale, rapporto costo-efficacia).
Inoltre, un approccio di tipo olistico deve essere adottato per la progettazione di edifici ad alte prestazioni, (es. NZEB, edifici ad emissioni zero) che sono destinati a soddisfare una molteplicità di requisiti, abbracciando le condizioni ambientali interne, le caratteristiche termiche del fabbricato, l'installazione degli impianti di climatizzazione, la fornitura di acqua calda sanitaria, l'installazione di illuminazione integrata, i sistemi solari attivi e i sistemi di automazione e controllo.
È chiaro che solo un approccio di tipo olistico permette di valutare in maniera sistemica l’insieme di tecnologie e strategie atte a progettare edifici caratterizzati da alte prestazioni energetiche in cui il consumo di energia viene coperto in percentuali molto alte da fonti di energia rinnovabile.
Per quanto riguarda l’evoluzione progettuale e tecnologica, stanno penetrando nel mercato nuove tecnologie che abbracciano sia l'involucro edilizio che i sistemi tecnici edilizi. Elementi chiave sono l’efficienza energetica, la rinnovabilità, la flessibilità, l’intelligenza, la sostenibilità ambientale e la resilienza climatica.
Inoltre, vi è in parallelo un cambiamento sostanziale del modello di produzione energetica che sta evolvendo da un modello centralizzato (grosse centrali di produzione di energia collegate a sistemi di distribuzione estesi) ad un modello di tipo diffuso con produzione di energia locale, in cui il ruolo di produttore e quello di consumatore vengono a coincidere (prosumer), importando energia in varie forme ed esportando energia prodotta in loco da fonti di energia rinnovabile. In questo contesto il ruolo degli occupanti diventa sempre più centrale nell’intero processo di progettazione e gestione degli edifici e ciò si riflette in particolare nell’adozione di sistemi di controllo personalizzati dell’ambiente interno.
In ultima analisi, nell’approccio alla valutazione della prestazione energetica, viene data sempre maggiore importanza alla personalizzazione e calibrazione dei modelli, con l'obiettivo di colmare il divario tra consumo energetico calcolato e consumo energetico effettivo (Fig. n. 3).
Fig. n. 3: nuovi trend nella progettazione della prestazione energetica degli edifici
Fonte delle immagini:
- https://www.constructiontuts.com/sustainable-construction/
- https://energycue.it/positive-energy-district-citta-futuro-europa-produrranno-energia/19746/
- https://www.foundationrecruitment.com/how-climate-change-affects-property/
J.Y. Park, M.M. Ouf, B. Gunay, Y. Peng, W. O’Brien, M.B. Kjærgaard, Z. Nagy. “A critical review of field implementations of occupant-centric building controls”. Building and Environment 165, 2019 (https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.106351)
EVOLUZIONE DEL QUADRO LEGISLATIVO UE: L’INTRODUZIONE DEL BUILDING RENOVATION PASSPORT
di Susanne Geissler - SERA Institute - Austria
Il numero delle ristrutturazioni edilizie è da molto tempo al di sotto degli obiettivi europei prefissati ed è pertanto necessaria un’azione correttiva per raggiungere il futuro obiettivo di edifici ad emissioni zero. Pertanto, la proposta di rifusione della Direttiva EPBD, all’articolo 10, include disposizioni sul Building Renovation Passport (BRP).
Il BRP è un piano di interventi di ristrutturazione per un singolo edificio e garantisce, se la ristrutturazione profonda viene eseguita in diverse fasi di interventi distribuiti nell’arco di diversi anni invece che in una volta sola, che le misure di ristrutturazione siano pianificate nella giusta sequenza con informazioni tecnico-finanziarie incluse.
Si potrebbe obiettare che un nuovo strumento come il BRP non è necessario e che aggiungerebbe solo maggiore complessità in un contesto già difficile. Sebbene sia vero che l’APE contenga già raccomandazioni per la riqualificazione energetica, in molti Stati Membri dell’UE si tratta solo di misure generali, non accompagnate da un piano di attuazione né da una stima dei costi.
Lo scopo principale dell’APE è descrivere la prestazione energetica di un edificio indipendentemente dal suo uso, affinché i fruitori dell’edificio possano avere uno strumento per confrontare dal punto di vista energetico una vasta gamma di edifici simili per altri aspetti (ubicazione, planimetria, ecc.). In poche parole, il metodo di calcolo dell’APE è appropriato, ma ha ricadute sulla pertinenza delle raccomandazioni.
L’integrazione dell’APE con il BRP pertanto, risulterebbe appropriata e aggiungerebbe informazioni efficaci per una stima più realistica di interventi di ristrutturazione. C’è un altro aspetto importante del BRP che l’APE non affronta.
In molti casi una ristrutturazione profonda non è possibile da eseguire in una volta sola per motivi socio-economici. Pertanto, le misure di efficienza energetica e di integrazione con energia rinnovabile dovrebbero essere combinate con le misure normalmente pianificate per mantenere e migliorare l’edificio.
Ad esempio, se è necessario sostituire i serramenti, si potrebbe valutare l'implementazione combinata di schermature solari.
Fig. n. 4: ristrutturazione graduale (a tappe)
Quanto sopra, dimostra che l’APE deve essere integrato ad altri strumenti per promuovere in modo efficiente la ristrutturazione degli edifici. Per questo motivo, da tempo, diversi Stati Membri dell'UE, hanno iniziato ad utilizzare un secondo documento volontario insieme all’APE per fornire raccomandazioni di ristrutturazione su misura. Sulla base di tali iniziative, spesso correlate a servizi di consulenza energetica e sovvenzioni o prestiti agevolati per misure di ristrutturazione, sono stati lanciati progetti europei per esplorare approcci diversi e imparare gli uni dagli altri.
I risultati hanno mostrato che sarebbe utile introdurre il BRP per tutti gli Stati Membri dell'UE, inizialmente su base volontaria, per diventare poi obbligatorio in una fase più avanzata.
L’INTEGRAZIONE DELLO SMART READINESS INDICATOR E DELLA SOSTENIBILITÀ NEGLI ATTESTATI DI PRESTAZIONE ENERGETICA
di Boris Sucic - Jožef Institute - Slovenia
L’efficienza energetica e l'uso razionale delle risorse in combinazione con l’utilizzo di fonti di energia rinnovabile, rappresentano la spina dorsale del futuro sviluppo sostenibile in qualsiasi settore. In questo contesto, la riduzione del consumo energetico negli edifici in combinazione con l’ampia integrazione delle fonti di energia rinnovabile (FER) nelle aree urbane, sono elementi vitali nella transizione a lungo termine verso una società a basse emissioni di carbonio.
Il quadro della politica energetica e climatica dell’UE prevede che il sistema energetico europeo diventi decentralizzato, decarbonizzato e gestito in comunità, con una produzione e una gestione locale fino al 45% dei consumi. Sebbene la teoria citi spesso le cosiddette soluzioni universalmente applicabili, le esperienze pratiche confermano che non è possibile pianificare e attuare comunità energetiche di successo senza gli adeguati indicatori di supporto alle decisioni.
In questo contesto, la proposta di includere lo Smart Readiness Indicator (SRI) negli APE esistenti, ha un enorme potenziale per consentire un cambiamento sostenibile delle attuali pratiche di sviluppo e la trasformazione del parco edilizio esistente in un grande generatore di energia.
Al momento lo SRI è uno schema volontario dell’UE, basato su una valutazione di tipo multicriteria, che verrà utilizzato per valutare la disponibilità tecnologica degli edifici a interagire con i loro occupanti, a interagire con le reti energetiche connesse e ad operare in modo più efficiente. Il concetto di SRI e i sette criteri di impatto proposti sono illustrati nella Fig. n. 5.
Fig. n. 5: Concetto di SRI e sette criteri di impatto selezionati
Dalla sua definizione è chiaro che lo SRI è un indicatore che può fornire informazioni utili per la ridefinizione delle politiche energetiche, perché permette di integrare il potenziale di flessibilità di un edificio all’analisi di prestazione energetica fornita dall’APE. Lo SRI può anche servire come indicatore a supporto delle società di servizi energetici (ESCO) e dei proprietari di edifici nello sfruttamento delle aree urbane per la produzione da FER e per sostenere la mobilità elettrica.
L’integrazione dell’APE con lo SRI e con indicatori di sostenibilità [es. indicatori Level(s)] sono passaggi necessari per accelerare la creazione di comunità locali di energia sostenibile. Secondo l’ultima proposta di rifusione della Direttiva EPBD, i metodi di valutazione e di certificazione energetica dovranno integrare una valutazione globale di sostenibilità.
L’approccio proposto dello SRI consente, attraverso l’identificazione di profili energetici degli utenti finali e pattern di consumo energetico, di supportare strategie di efficientamento energetico basate sull’utilizzo di tecnologie di smart metering. Ha anche il potenziale per fornire informazioni preziose ai provider energetici o alle società di distribuzione dell’energia per adattare i propri servizi, finalizzati a bilanciare domanda e offerta di energia (es. programmi di Demand Side Management o di Demand Response), alle condizioni reali di utilizzo dell’energia degli utenti finali.
Nel contesto dell’integrazione dell’APE con gli indicatori dello SRI e degli indicatori di sostenibilità, la sfida principale sarà l’integrazione di entrambi gli approcci senza rendere il processo di generazione degli APE troppo complesso e costoso per gli utenti finali.
IL BUILDING INFORMATION MODELING INTEGRATO NELL’ATTESTATO DI PRESTAZIONE ENERGETICA
di Alice Gorrino - Edilclima S.r.l. - Italia
Il National Institute of Building Science definisce il Building Information Modeling (BIM) come “una rappresentazione digitale delle caratteristiche fisiche e funzionali di una struttura […] e una risorsa di conoscenza condivisa per le informazioni di un edificio che costituisce una base affidabile per le decisioni durante il suo ciclo di vita, dalla fase di progettazione fino alla sua demolizione”.
Il BIM, quindi, non è solo una soluzione tecnologica e informatica per la progettazione integrata, ma anche un metodo di lavoro collaborativo, che facilita un approccio sistemico dell’edificio attraverso una collaborazione in tempo reale tra esperti. In ambiente BIM, ogni componente dell’edificio ha diversi attributi (es. caratteristiche termofisiche, costi, informazioni di fabbricazione ecc.) ed è collegato ad altri componenti tramite connessioni ordinate gerarchicamente.
Secondo la struttura proposta dalla norma UNI 11337: Gestione digitale dei processi informativi delle costruzioni, per garantire il flusso dei dati, dovrebbe essere presente un Common Data Environment (CDE) per condividere, gestire e archiviare i dati di processo; ad un livello sottostante si trova il Software Authoring (SA) e più in basso ancora gli strumenti analitici, uno per ciascuna area disciplinare.
La vera sfida relativa all’approccio BIM è facilitare lo scambio di dati dal modello architettonico a quelli analitici, evitando ripetizioni di imputazione dati e quindi ridondanza delle informazioni causata da uno scarso coordinamento tra diversi software ed esperti.
Per lo scambio di dati sono disponibili diverse modalità: scambio di dati attraverso formati proprietari, soluzioni plug-in e formati aperti. Quest’ultimo è il più esplorato e promettente poiché migliora l’interoperabilità tra gli strumenti.
Tra i formati aperti, lo standard IFC è il più utilizzato e conosciuto e potrebbe essere il modo di interconnettere strumenti analitici con soluzioni di Software Authoring.
Quando si parla della prossima generazione di APE, sicuramente vanno citati l’approccio e la tecnologia BIM. Naturalmente un modello e un approccio BIM potenzialmente velocizzano la raccolta e l’elaborazione dei dati, una fase del processo di certificazione che richiede molto tempo, fornendo un modello digitale che rappresenta le caratteristiche fisiche, geometriche e funzionali. Anche la qualità del dato di input può essere influenzata positivamente, poiché la presenza di un modello BIM riduce anche i potenziali errori durante una immissione manuale dei parametri.
Un modello digitale, una volta realizzato e archiviato, può contenere anche le informazioni aggiornate relative ai lavori di manutenzione, e quindi sarà anche più semplice generare la versione aggiornata di un APE. Inoltre, è stata anche esplorata attraverso diversi progetti di ricerca la possibilità di collegare database BIM con database di dati reali e database online, pertanto l’ambiente BIM integrato con banche dati di questa natura permetterebbe anche l’arricchimento degli APE con nuove informazioni utili ad una valutazione di tipo sistemico.
Nonostante questo elenco di vantaggi, nell’ambito dell’integrazione degli APE con strumenti BIM, dovrà essere studiata anche la convenienza di generare un APE partendo da un modello BIM. Non è certamente conveniente per il certificatore affidarsi a un modello BIM per certificare un appartamento, poiché non vi è convenienza diretta per nessuno degli attori coinvolti ed è importante che il costo del certificato rimanga sostenibile per il proprietario dell’edificio.
Il progetto TIMEPAC si colloca in questo contesto e ha l’obiettivo di analizzare e lavorare sul flusso di dati tra gli strumenti, fornendo metodi e linee guida per facilitare gli esperti del settore edile nell’utilizzo dei metodi BIM integrati con strumenti di valutazione energetica per la predisposizione di APE.