PROGETTO DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI

9 CFU - 1° e 2° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

GIANPIERO EVOLA

Obiettivi formativi

QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
Il corso mira a fornire le basi tecnico-scientifiche per la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici e degli impianti termici a loro servizio, nonché gli elementi fondamentali per il dimensionamento e la progettazione dei componenti di impianto (terminali, reti di distribuzione dei fluidi, generatori di calore e relativi componenti di sicurezza).

A tal fine, verranno presentate le più recenti tecnologie per l’efficienza energetica degli edifici e degli impianti, e le relative metodologie di progetto. Saranno anche trattate le principali tecniche per il riscaldamento ed il raffrescamento attivo e passivo degli edifici, con particolare riferimento alle tecnologie solari termiche e fotovoltaiche, e le tematiche della qualità dell’aria e del comfort termico. Le conoscenze acquisite permetteranno allo studente di affrontare la Certificazione Energetica degli edifici e la Simulazione Dinamica del sistema edificio-impianto, al fine di adeguarlo ai severi requisiti prestazionali imposti dalle più recenti normative.
LABORATORIO PROGETTUALE DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
Il modulo di Laboratorio mira a fornire agli studenti gli strumenti per effettuare la simulazione energetica dinamica degli edifici e la loro Certificazione Energetica, a partire dall'implementazione dell'edificio su opportuni software fino ad una corretta analisi critica dei risultati

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
I contenuti teorici dell'insegnamento verranno esposti tramite lezioni frontali in aula.
LABORATORIO PROGETTUALE DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
Nel corso della prima esercitazione progettuale (18 ore) gli studenti, in gruppi di due, dovranno effettuare, tramite apposito software, la simulazione in regime dinamico di una unità immobiliare, per valutarne i fabbisogni energetici ed il comfort termico estivo. Le simulazioni riguarderanno sia lo stato di fatto, sia una serie di interventi migliorativi, al fine di valutare l'efficacia di questi ultimi. Le attività svolte ed i risultati ottenuti saranno compendiati in un Report finale.

Nel corso della prima esercitazione progettuale (12 ore) gli studenti, in gruppi di due, sullo stesso edificio già analizzato durante il primo semestre, dovranno effettuare la Certificazione Energetica ed il dimensionamento dei componenti dell’impianto di riscaldamento. L’esercitazione si concluderà con la produzione dell’Attestato di Prestazione Energetica (APE) per il sistema edificio-impianto.

Prerequisiti richiesti

QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
Al fine di seguire proficuamente le lezioni di Progetto della Qualità Energetica degli Edifici e degli Impianti, è necessario aver già seguito il corso di Fisica Tecnica (III anno), ed essere quindi in possesso delle competenze di base in materia di trasmissione del calore ed acustica applicata all'edilizia.
LABORATORIO PROGETTUALE DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
Al fine di seguire proficuamente il modulo di Laboratorio Progettuale della Qualità Energetica degli Edifici e degli Impianti, è necessario aver già seguito al primo semestre il modulo di Progetto della Qualità Energetica degli Edifici e degli Impianti.

Frequenza lezioni

QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
La frequenza è obbligatoria.
LABORATORIO PROGETTUALE DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
La frequenza è obbligatoria.

Contenuti del corso

QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
- Prestazioni energetiche dell’involucro opaco e verifiche di legge
- Prestazioni energetiche dell’involucro trasparente e verifiche di legge
- Ventilazione naturale e qualità dell’aria
- Impianti di ventilazione meccanica controllata (VMC): componenti e principi di dimensionamento
- Comfort termico: obblighi normativi e modalità di valutazione
- Impianti fotovoltaici integrati nell’edificio: funzionamento e principi di dimensionamento
- Qualità acustica del manufatto edilizio: criteri progettuali
- La simulazione dinamica per la qualità energetica degli edifici
- Caldaie a condensazione e pompe di calore: criteri di scelta e dimensionamento
- Radiatori, ventilconvettori e pavimenti radianti: funzionamento e principi di dimensionamento
- Distribuzione dei fluidi e regolazione degli impianti
- Centrali termiche e componenti di sicurezza
- Le reti di distribuzione dell’aria: dimensionamento dei canali di distribuzione dell’aria
- Impianti solari termici: schemi di impianto e principi di dimensionamento
- Problematiche acustiche negli impianti termici: componenti e soluzioni tecniche per la mitigazione
- Certificazione energetica degli edifici: legislazione vigente e redazione dell’Attestato di Prestazione Energetica (APE).
- Incentivi statali per l’efficientamento energetico di edifici ed impianti
LABORATORIO PROGETTUALE DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
1. Esercitazione progettuale sulla simulazione energetica dinamica degli edifici
2. Esercitazione progettuale sulla Certificazione energetica degli edifici

Testi di riferimento

QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
Gli studenti potranno consultare i seguenti testi di riferimento per accompagnare lo studio delle dispense del corso:

1. A. CAPOZZOLI, V. CORRADO, A. GORRINO, P. SOMA, Atlante nazionale dei ponti termici – conforme alle norme UNI EN ISO 14683 e UNI EN ISO 10211. Ed. Edilclima, 2011.
2. A. MAGRINI, M. OZEL-BALLOT, La ventilazione per una migliore qualità dell’aria. 2ed, EPC libri, 2005.
3. V. RAISA, Teoria e tecnica della ventilazione. Ed. Delfino, 2010
4. G. MONCADA LO GIUDICE, M. COPPI, Benessere termico e qualità dell’aria. Ed. Masson, 1997
5. G. ALFANO, F.R. D’AMBROSIO, G. RICCIO, La valutazione delle condizioni termoigrometriche negli ambienti di lavoro: confort e sicurezza. Ed. CUEN, 1997
6. F. GROPPI, G. ZUCCARO, Impianti solari fotovoltaici a norme CEI. Ed. Delfino, 2010
7. R. BARUFFA, A. BRUSCHI, Acustica nei componenti edilizi. Dati sperimentali e criteri di scelta nati dall’esperienza di laboratorio. Ed. Dario Flaccovio, 2010.
8. AA. VV. Manuale di acustica edilizia. Ed. ANIT, 2011.

9. C. PIZZETTI, Condizionamento dell’aria e refrigerazione. Teoria e calcolo degli impianti. Parte seconda. III ED, CEA, 1980 (Cap. 17, 18)
10. N. ROSSI, Manuale del termotecnico. Fondamenti. Riscaldamento. Condizionamento. Refrigerazione. Ed. Hoepli (IMPIANTI TERMICI)
11. A. BRIGANTI, Manuale di climatizzazione. Ed. Tecniche Nuove (Cap. 7, 8, 9)-
12. N. ASTE, F. GROPPI, Impianti solari termici. Manuale per ingegneri, architetti, installatori. Ed. Delfino, 2007.
13. V. BEARZI, Manuale di energia solare. Ed. Tecniche Nuove, 2012 (Cap. 5-6, 10-11)
14. N. LUPICA SPAGNOLO, L. LUPICA SPAGNOLO, Manuale del certificatore energetico. Ed. Maggioli, 2012
15. V. CORRADO, S. PADUOS, La nuova legislazione sull'efficienza energetica degli edifici. Requisiti e metodi di calcolo. Ed. CELID, 2010
16. K. FABBRI, Prestazione energetica degli edifici. I metodi di calcolo secondo le norme UNI TS 11300. Ed. DEI, 2010
17. E. LUCCHI, Diagnosi energetica strumentale degli edifici. Ed. Flaccovio, 2012
LABORATORIO PROGETTUALE DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
Gli studenti potranno consultare i seguenti testi di riferimento per accompagnare lo studio delle dispense del corso:
1. A. CAPOZZOLI, V. CORRADO, A. GORRINO, P. SOMA, Atlante nazionale dei ponti termici – conforme alle norme UNI EN ISO 14683 e UNI EN ISO 10211. Ed. Edilclima, 2011.
2. N. LUPICA SPAGNOLO, L. LUPICA SPAGNOLO, Manuale del certificatore energetico. Ed. Maggioli, 2012
3. V. CORRADO, S. PADUOS, La nuova legislazione sull'efficienza energetica degli edifici. Requisiti e metodi di calcolo. Ed. CELID, 2010
4. K. FABBRI, Prestazione energetica degli edifici. I metodi di calcolo secondo le norme UNI TS 11300. Ed. DEI, 2010
5. Engineering Reference - The Reference to EnergyPlus Calculations (disponibile online al link: https://energyplus.net/sites/default/files/pdfs_v8.3.0/EngineeringReference.pdf)

Altro materiale didattico

QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
Il materiale didattico di base è costituito dalle dispense del corso, che verranno rese disponibili dal docente. Il materiale didattico include schede tecniche, normative e fogli di calcolo, la cui consultazione è fortemente auspicabile. Eventuali approfondimenti potranno essere effettuati consultando le pubblicazioni rese disponibili dal docente ed i libri di testo consigliati.
LABORATORIO PROGETTUALE DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
Il materiale didattico per lo svolgimento delle attività di laboratorio è costituito da:
- Slide predisposte dal docente e relative all'uso del software
- Guida dettagliata all'uso del software
- Fogli di calcolo predisposti dal docente

Programmazione del corso

QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Involucro opaco: calcolo e misura trasmittanza, limiti di legge	Dispense
2	Ponti termici	Dispense, abaco CENED, testo n°1
3	Prestazioni igrometriche delle murature	Dispense
4	Prestazioni dinamiche dell'involucro opaco	Dispense
5	Strategie per il controllo della radiazione solare	Dispense
6	Involucro trasparente e sistemi di schermatura	Dispense
7	Requisiti di qualità dell'aria: normativa	Dispense, testo n°2
8	Ventilazione naturale: fondamenti fisici e metodi di calcolo	Dispense, testo n°2
9	La permeabilità dell'involucro: misure e strategie	Dispense
10	Impianti di ventilazione meccanica controllata (VMC)	Dispense, testo n°3
11	Comfort termico: metodi di verifica e strumentazione di misura	Dispense, testo n°4 e n°5
12	Comfort termico: la teoria adattiva	Dispense
13	Impianti fotovoltaici: componenti e prestazioni	Dispense, testo n°6
14	Impianti fotovoltaici: problematiche relative all'integrazione edilizia	Dispense
15	Impianti fotovoltaici: metodi di dimensionamento e stima della produttività	Dispense, testo n°6
16	Qualità acustica del manufatto edilizio: calcoli progettuali	Dispense, testo n°7 e n°8
17	Qualità acustica del manufatto edilizio: la corretta messa in opera	Dispense, testo n°7 e n°8
18	Qualità acustica del manufatto edilizio: collaudo	Dispense, testo n°7 e n°8
19	Certificazione energetica: principi e testi di legge	Dispense, testo n° 14
20	Certificazione energetica: software e metodi di calcolo	Dispense, testo n° 15-16
21	Calcolo dei carichi termici invernali	Dispense, testo n°10
22	Caldaie a condensazione e pompe di calore	Dispense
23	Radiatori e ventilconvettori: dimensionamento	Dispense
24	Pavimenti e soffitti radianti: prestazioni e dimensionamento	Dispense
25	Dimensionamento delle reti di distribuzione dell'acqua	Dispense, testo n°10-11
26	Centrali termiche e componenti di sicurezza	Dispense
27	Impianti solari termici: componenti e sistemi	Dispense, testo n°12-13
28	Incentivi statali per l'efficientamento energetico di edifici ed impianti	Dispense
29	Dimensionamento dei canali per la distribuzione dell'aria	Dispense, testo n°9
LABORATORIO PROGETTUALE DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Modellazione geometrica dell'edificio	Dispense, testo #5
2	Assegnazione delle proprietà termofisiche	Dispense, testo #5
3	Impostazione delle simulazioni dinamiche	Dispense, testo #5
4	Analisi critica dei risultati	Dispense, testo #5
5	Breve guida all'uso del software per la Certificazione Energetica	Dispense, testo #2, #3, #4
6	Calcolo dei carichi termici di progetto	Dispense, testo #1

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
L’esame consisterà in un colloquio orale sugli argomenti trattati durante il corso delle lezioni, ivi compresa la risoluzione di calcoli progettuali.
LABORATORIO PROGETTUALE DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
L’esame consisterà nella discussione degli elaborati prodotti nell'ambito delle attività di laboratorio.

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
- Parametri dinamici: definizione e verifiche di legge
- Calcolo della trasmittanza lineare dei ponti termici: metodi ed esempi
- Calcolo della trasmittanza dei serramenti e relative verifiche di legge
- La permeabilità dell'involcuro e l'n50
- La teoria del comfort termico
- Le prestazioni dei ventilconvettori: analisi di una scheda tecnica
- Pavimenti radianti: criteri di dimensionamento
- Rendimento di emissione e di regolazione: aspetti tecnici e valori di massima
- Le prestazioni degli impianti fotovoltaici
- Dimensionamento di massima di un impianto solare termico
- Calcolo delle perdite di carico in un circuito aeraulico o idraulico
LABORATORIO PROGETTUALE DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI
- Descrivere le impostazioni adottate nella simulazione dinamica
- Descrivere e motivare le scelte progettuali finalizzate al miglioramento delle prestazioni energetiche
- Calcolare la producibilità di un impianto fotovltaico di assegnate caratteristiche
- Calcolare il numero di elementi raduanti da installare in un locale di assegnato carico termico
- Commentare i risultati ottenuti nelle esercitazioni progettuali

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