Gestione dell'energia nelle strutture immobiliari adibite agli allestimenti scenografici

Obiettivi e azioni rivolte alla sostenibilità degli immobili a uso strumentale

Il complesso immobiliare di interesse ospita e fornisce supporto ai tenant tramite l’erogazione di servizi finalizzati alla produzione scenografica di eventi.

La Proprietà degli asset immobiliari ed impiantistici del complesso intende realizzare interventi tecnico–gestionali miranti alla riduzione dei costi operativi (energia, manutenzione, conduzione e gestione), alla riqualificazione ed alla valorizzazione degli asset, e al miglioramento della sostenibilità energetico–ambientale del proprio patrimonio immobiliare.

A tal fine, è stato ritenuto necessario avviare un processo di audit energetico, con il coinvolgimento di personale esperto esterno all’organizzazione che gestisce tali asset, volto a recuperare alcuni dei principali dati storici e le informazioni disponibili, anche attraverso interviste al personale manutentivo e ai tecnici che conducono gli impianti tecnologici asserviti agli immobili, nonché a porre le basi per rilevare, mediante un’apposita campagna di misura, alcune delle principali grandezze fisiche di interesse per il dimensionamento tecnico ed economico degli interventi preliminarmente individuabili (diagnosi energetica secondo norma UNI CEI EN 1624).

Gli obiettivi da raggiungere nel breve/medio periodo consistono dunque nel reperimento completo di tutte le informazioni funzionali all’effettuazione di un’analisi dettagliata dei dati storici di consumo, alla costruzione e calibrazione di modelli energetici, e alla definizione di un piano strategico di azione volto alla predisposizione di un sistema di gestione dell’energia (norma UNI CEI EN ISO 50001), ed in particolare:

• Valutazione dei profili di prelievo e dell’incidenza del base load;
• Ripartizione dei consumi elettrici per tipologia di utenza servita (climatizzazione, illuminazione, forza motrice, altri usi);
• Ripartizione dei consumi termici (gas naturale) per riscaldamento ed acqua calda sanitaria;
• Formulazione e calcolo di indici/indicatori di performance energetiche, e confronto con valori di riferimento (benchmark interni target e/o di settore);
• Definizione della baseline, del consumo energetico di riferimento, del consumo energetico normalizzato e/o corretto, per ciascuna tipologia di utenza servita e per vettore/fonte energetica utilizzati;
• Individuazione e stima dei saving energetici gestionali-manutentivi e/o low capital, anche mediante l'utilizzo di modelli e metodologie di calcolo diretto e/o analisi statistiche.

L’obiettivo consiste dunque nella valutazione e condivisione di modelli per l’attestazione dei saving energetici derivanti dall’applicazione di azioni di miglioramento dell’efficienza energetica e la previsione dei consumi energetici nei vari usi finali, miranti anche ad una gestione degli impianti in base alle effettive esigenze dell’utenza (ad es. presenza, tipo di attività, etc.).

Caratterizzazione dei consumi energetici negli impianti di servizio degli edifici

ll sito in questione ospita e fornisce supporto ai tenant tramite l’erogazione di servizi finalizzati alla produzione scenografica di eventi. Gli immobili che lo compongono possono essere categorizzati in funzione del loro uso, ovvero distinti in uffici direzionali, amministrativi e di servizio, servizi (mensa, bar, ...), produzione (reparti, magazzini, ...), edifici in locazione (teatri di posa, camerini e sale trucco, attrezzerie e capannoni, uffici).

I sistemi tecnici di climatizzazione esistenti

La fornitura di energia elettrica avviene attraverso un allaccio alla rete pubblica in MT e l’impianto elettrico di distribuzione è caratterizzato da una rete interna in MT e da una decina di cabine di trasformazione MT/bt. La cabina principale è ubicata in adiacenza alla cabina di consegna della società di Distribuzione e da questa cabina si dipartono i due cavi MT che costituiscono l’anello che collega le varie cabine di trasformazione MT/bt.

Al momento non sono presenti impianti di auto-generazione di energia elettrica (impianti fotovoltaici, impianti di cogenerazione e trigenerazione, etc.) e pertanto tutto il fabbisogno di energia elettrica deve essere soddisfatto con il prelievo dalla rete pubblica.

I vari sistemi di riscaldamento consistono in caldaie alimentate a gas con produzione di acqua calda a circa 80°C per i diversi impieghi e con le seguenti tipologie impiantistiche del tipo “produzione centralizzata”, effettuata mediante la centrale termica principale (in particolare per servire il fabbisogno dei principali teatri di posa), e del tipo “produzione distribuita”, effettuata mediante singole centrali termiche ubicate in prossimità dei singoli utilizzi del calore (in particolare per i camerini e gli uffici).

Quanto alle modalità di impiego dell’acqua calda, si riscontra la presenza delle tipologie impiantistiche “unità di trattamento aria” (UTA) con batterie di riscaldamento alettate ed elettroventilatori di spinta (usate per la produzione di aria calda da immettere, tramite canalizzazioni aerauliche, negli ambienti da climatizzare, in particolare in quelli aventi maggiore volumetria e altezza, come i teatri di posa) e radiatori tradizionali per il riscaldamento degli ambienti di piccola/media volumetria (uffici, camerini, …).

Le attività svolte all’interno dei teatri di posa presentano una richiesta di “freddo” anche durante il periodo invernale e nelle stagioni intermedie, per il controllo del carico termico sensibile (temperatura) e latente (umidità) dell’aria. Ciò è dovuto all’impiego di apparecchi di illuminazione elettrica (anche con potenze installate di centinaia di kW) e di altre apparecchiature elettriche/elettroniche, nonché alla presenza degli attori e del personale addetto.

I vari sistemi di raffrescamento consistono principalmente nella produzione di acqua refrigerata a circa 12°C, mediante gruppi frigoriferi a compressione con azionamento elettrico, sia del tipo raffreddato ad acqua (con torre di raffreddamento evaporativa), sia del tipo raffreddato ad aria, per i diversi impieghi e con le seguenti tipologie impiantistiche del tipo “produzione centralizzata”, effettuata mediante la Centrale Frigorifera principale (in particolare per servire il fabbisogno dei principali teatri di posa), e del tipo “produzione distribuita”, effettuata mediante singoli gruppi frigoriferi raffreddati ad aria ubicati in prossimità degli utilizzi del freddo e sistemi split ad espansione diretta di gas.

Quanto alle modalità di impiego dell’acqua refrigerata, si riscontra la presenza delle seguenti tipologie impiantistiche “unità di trattamento aria” (UTA) con batterie di raffrescamento alettate ed elettroventilatori di spinta (usate per la produzione di aria fredda da immettere, tramite canalizzazioni aerauliche, negli ambienti da climatizzare, in particolare in quelli aventi maggiore volumetria e altezza, come i teatri di posa) e fan-coils per il raffreddamento degli ambienti di piccola/media volumetria.

I due impianti centralizzati della Centrale Termo-Frigorifera forniscono acqua calda e refrigerata ai principali teatri di posa mediante circuito di distribuzione a “4 tubi” (“2 tubi” acqua calda, “2 tubi” acqua refrigerata), con la possibilità di distribuire contemporaneamente “caldo” e “freddo”, in quanto le esigenze dei teatri potrebbero essere differenziate anche nel medesimo momento (situazione ricorrente essenzialmente nella stagione invernale).

Consumi storici e ripartizione per usi finali

L’analisi preliminare dei consumi energetici storici si basa sui dati di fatturazione dell’ultimo triennio per il gas (ET_{_pdr}) e l’energia elettrica (EE_{_pod}), e sui profili quartorari forniti dal Distributore e relativi all’ultimo anno per l’energia elettrica. Tali dati sono stati integrati, ove possibile, con le letture dei multimetri presenti sui quadri elettrici e dei contatori non fiscali, rilevate manualmente direttamente dal personale di servizio del Gestore.

L’analisi delle curve di carico ha evidenziato un tipico profilo “a campana” nelle ore centrali della giornata (legato allo svolgimento delle attività lavorative), che si somma ad un base load giornaliero di circa 400 kW_e (indipendente dalle attività e dalla stagionalità), come si evince dalla figura seguente.

Il gas naturale viene impiegato come combustibile nelle caldaie per gli usi di riscaldamento e acqua calda (sanitaria, per la cucina della mensa, e per usi di processo). L’utenza centralizzata (“Centrale Termica”) contribuisce soltanto a circa il 5% dei consumi di gas complessivi, con un’incidenza percentuale inferiore a quella della Mensa (circa 10%) e ad altre esigenze di processo produttivo (rispettivamente dell’ordine del 20-25%).

Il complesso in esame necessita per il proprio funzionamento di una quantità di energia sotto le seguenti varie forme:

• Energia elettrica per l’illuminazione degli ambienti interni (teatri di posa e camerini), di quelli esterni (illuminazione notturna della viabilità interna di servizio) e per gli usi di servizio (es. sollevamento e pressurizzazione dell’acqua);
• Energia termica per il riscaldamento ambientale durante l’inverno e la produzione di acqua calda (sanitaria, per usi di mensa e di processo);
• Energia frigorifera per il raffrescamento ambientale (quest’ultimo anche durante l’inverno).
  Alla luce di quanto sopra rappresentato e dei dati di consumo disponibili, è possibile stimare rispettivamente la seguente ripartizione dei consumi elettrici e di gas annui:

che conducono alla formulazione delle relazioni analitiche seguenti:

EE__pod = EE__{climatizzazione}+ EE__{forza motrice} + EE__{illuminazione} + EE__altro

ET__pdr = ET__{riscaldamento} + ET__{uso tecnologico} + ET__{acqua calda sanitaria} + ET__mensa

Modellazione dei consumi energetici

Baseline e consumo di riferimento

La baseline energetica descrive la situazione di riferimento per la successiva valutazione degli interventi di efficienza energetica ed auto-generazione energetica nei sistemi tecnologici asserviti al complesso immobiliare.

Il consumo di riferimento rappresenta un consumo energetico normalizzato e/o corretto, ovvero relazionato a particolari fattori di riferimento dei consumi, costituiti generalmente dai parametri geometrici, ambientali, gestionali, etc., che influiscono sui consumi sulla base delle relazioni fisiche, degli studi presenti in letteratura, di analisi sperimentali su contesti analoghi, etc.

Un “sottoinsieme” di tali fattori di riferimento è rappresentato dagli energy driver, ovvero da quei parametri la cui influenza sui consumi energetici viene effettivamente riscontrata nel caso in esame. Infatti, anche a parità di destinazione d’uso, non è detto a priori che i fattori di riferimento noti in letteratura siano automaticamente degli energy driver, in quanto i parametri di riferimento possono avere impatti diversi sulla determinazione di un modello energetico, legati alle particolari soluzioni impiantistiche presenti, agli usi gestionali/manutentivi, alla specificità dell’attività svolta, alla capillarità dei dati disponibili, etc.

Fattori di riferimento dei consumi energetici

La determinazione dei fattori di riferimento dei consumi energetici viene effettuata a partire dall’oggetto dell’audit energetico (processo produttivo, servizi, edifici, etc.), sulla base delle leggi fisiche che governano (direttamente e/o indirettamente) tali fenomeni. Il consumo energetico globale annuo può essere correlato ad una serie fattori di riferimento, quali ad esempio superficie, volume, personale presente, gradi-giorno, etc.

Nel caso in questione, di concerto con Proprietà e Gestore, sono stati preventivamente valutati e adottati i fattori di riferimento di seguito riportati, e cioè fatturato spazi (F_spa), fatturato servizi (F_ser), e occupazione dei teatri (O_t), da cui deriva la formulazione della relazione analitico-funzionale seguente:

E_ _pod/pdr = f (F_spa, F_ser, O_t)

• Il fatturato spazi (F_spa) rappresenta un fattore di riferimento “indiretto” dei consumi energetici, essendo connesso indirettamente all’utilizzo degli stabili da parte del personale tenant;
• Il fatturato servizi (F_ser) rappresenta un fattore di riferimento “diretto” dei consumi energetici, atteso che la formulazione di tale importo fatturato derivi effettivamente dai dati contabilizzati e non “forfaitari”,
• L’occupazione dei teatri (O_t) rappresenta un fattore di riferimento “diretto” dei consumi energetici, essendo il grado di occupazione connesso direttamente con l’utilizzo degli stabili da parte del personale tenant, e definito come la sommatoria dei giorni di occupazione mensile per ciascun teatro di posa.

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L'articolo prosegue con una descrizione dettagliata dei fattori di riferimento dei consumi ritenuti maggiormente significativi ai fini del comportamento energetico del sistema in esame (ovvero la determinazione degli energy driver), l'approccio metodologico utilizzato per la costruzione e verifica del modello empirico, nonché la proposta conclusiva di un piano di miglioramento e uso razionale dell'energia e la formulazione di ipotesi di intervento zero/low capital per il complesso immobiliare oggetto di studio.