Academic literature on the topic 'Prestazione termica'

La realizzazione di facciate verdi è una pratica nota fin dall’antichità: piante rampicanti quali edera, vite, glicine e molte altre specie, venivano lasciate crescere sulle facciate, dove potevano espandersi fino a ricoprirle completamente. Si trattava di piante radicate nel terreno, che utilizzavano la superficie verticale degli edifici come sostegno per la loro crescita. Il concetto di verde verticale è stato poi rielaborato in anni più recenti (in particolare nell’ultimo decennio) mettendo a punto dei veri e propri sistemi tecnologici attraverso i quali rivestire gli edifici con una pelle verde. Tali apparati, che prendono il nome di living walls, sono dei sistemi modulari verticali realizzati con pannelli contenenti un substrato che ospita diverse specie di piante. I pannelli, precoltivati in vivaio, vengono montati come rivestimento sulle facciate opache attraverso un apposito telaio. L’inverdimento delle facciate ha assunto dunque dignità progettuale, configurandosi come elemento integrato con la facciata piuttosto che mera decorazione. È quindi una scelta effettuata a monte nella progettazione di un organismo edilizio, che necessita di uno studio tecnologico e compositivo specifico. La quasi totalità dei living walls realizzati, trova le sue ragioni in questioni che afferiscono alla sfera formale ed estetica della composizione architettonica, tuttavia limitarsi a considerare il verde verticale solo per l’aspetto compositivo sarebbe alquanto riduttivo. Numerosi studi effettuati soprattutto in questi ultimi anni hanno infatti evidenziato i benefici che un living wall può apportare, sia a scala di edificio che a scala urbana: miglioramento delle prestazioni dell’involucro (isolamento termico), ombreggiamento sulle facciate, controllo microclimatico, diminuzione dell’effetto isola di calore, miglioramento della qualità dell’aria, aumento della biodiversità, trasformazione del paesaggio urbano. Benché la ricerca sia in linea generale concorde sull’utilità del verde verticale e sui vantaggi che ne derivano a livello qualitativo, pochi sono gli studi che hanno cercato di concretizzarne i benefici esprimendone il carattere quantitativo. Un primo obbiettivo di questa ricerca è quindi quello di superare il concetto di verde verticale come elemento teso unicamente alla definizione formale della facciata, analizzandone gli aspetti fisico-tecnici attraverso un’analisi quantitativa delle proprietà termiche e acustiche. Rispetto a tali proprietà, infatti, la letteratura risulta essere piuttosto carente di dati numerici che possano essere utilizzati nel calcolo delle prestazioni dell’involucro. Dal punto di vista normativo i living walls in Italia trovano scarsa considerazione. Ad eccezione di un vago accenno nella Legge n.10 del 14/01/2013 “Norme per lo sviluppo degli spazi verdi urbani”, dove si invitano gli enti locali a promuovere l’incremento degli spazi verdi urbani anche tramite tecniche di inverdimento verticale delle pareti, non si trovano riferimenti a tale tecnologia né tanto meno alle questioni di natura fisico tecnica ad essi connesse, contrariamente a quanto invece accade per le coperture verdi. La conseguenza diretta di tale lacuna legislativa è l’assenza di indicazioni relative alle metodologie di calcolo per stimare le prestazioni termiche e acustiche del verde verticale. Tale questione si rivela particolarmente complessa in quanto, pur partendo dagli standard delle normative UNI EN ISO, non si può prescindere dal fatto che un living wall è un sistema complesso e multivariato in perenne mutamento: il verde, elemento vivo e dinamico, si sottrae alle regole di un’analisi prestazionale pensata e normalizzata per involucri tradizionali. Parametri quali massa, spessore, resistenza termica, densità, eccetera, variano a seconda delle stagioni, dello sviluppo della pianta, della quantità di substrato utilizzato, e di molteplici altri fattori. La metodologia di analisi e di calcolo delle prestazioni deve comunque essere corretta dal punto di vista scientifico, replicabile e attendibile nei risultati. Uno dei principali challenges di questa ricerca è stato, dunque, quello di stimare dei valori numerici atti a descrivere il comportamento termico e acustico di un living wall, a fronte di una difficoltà metodologica e metrologica. È stato quindi messo a punto un metodo di analisi e valutazione a partire da dati sperimentali, ottenuti attraverso monitoraggi in campo e misure di laboratorio. Nell’ottica di una progettazione integrata, che considera quale fattore imprescindibile la compartecipazione di tutte le discipline interessate (composizione, tecnologia, fisica tecnica, ecc.) alla definizione dell’involucro edilizio, questa ricerca ha un duplice obbiettivo: a partire dagli output delle misure sperimentali, fornire dati numerici che possano essere usati come riferimento dai progettisti al fine di stimare le reali prestazioni di un edificio che vede il living wall quale tecnologia di involucro; stabilire quali relazioni intercorrono tra i diversi parametri termici, acustici, agronomici e tecnologici al fine di poter ottimizzare il sistema. La ricerca è stata in parte sviluppata all’interno di un progetto Polight, “GRE_EN_S - GREen ENvelope System”, finanziato dal Polo Innovazione della Regione Piemonte; tale progetto è stato svolto in cooperazione con due dipartimenti del Politecnico di Torino, un dipartimento dell’Università di Torino e alcune aziende locali. L’analisi sperimentale ha riguardato il sistema tecnologico messo a punto all’interno del progetto GRE_EN_S, del quale sono state misurate le prestazioni termiche, acustiche, meccaniche e agronomiche. Tale scelta è dovuta alla necessità di circoscrivere la sperimentazione a una tecnologia specifica al fine di evitare generalizzazioni che, allo stato dell’arte attuale, potrebbero risultare fuorvianti e comporterebbero un grado di incertezza non accettabile ai fini di una corretta valutazione prestazionale. I moduli che costituiscono il sistema GRE_EN_S si compongono come segue: feltro esterno, substrato, feltro interno, geogriglia, substrato, geogriglia, feltro interno, feltro esterno; su questi ultimi due strati vengono effettuati sei tagli orizzontali per permettere l’alloggiamento delle piante. Il modulo, così composto, viene incluso all’interno di una cornice metallica che sarà a sua volta inserita in un sistema di montanti verticali e orizzontali fissati alla parete retrostante. La dimensione dei moduli è di 40x60 cm o 50x50 cm. Al fine di ampliare l’indagine sperimentale, valutare i contributi dei singoli componenti in termini di prestazioni e raccogliere elementi utili all’ottimizzazione del sistema, durante i monitoraggi sono stati variati alcuni elementi: le specie di piante, la composizione del substrato, il materiale dei feltri. Una volta definito il sistema tecnologico su cui effettuare le misure, il lavoro si è articolato in varie fasi. Una prima campagna di monitoraggi termici è stata condotta su un dimostratore realizzato presso il Politecnico di Torino e ha permesso di evidenziare le principali potenzialità e criticità del living wall in regime dinamico, a fronte delle variazioni nictemerali e stagionali, oltre che di mettere a punto la metodologia di misura e analisi dei dati. Sono quindi stati raccolti dati relativi a temperature e flussi termici e solari, da cui è stato possibile calcolare resistenze termiche, conduttanze ed energie giornaliere. Una campagna di monitoraggio analoga è stata in seguito condotta su un modello insediativo a scala reale realizzato presso il centro di ricerca “Environment Park”. I dati ottenuti sono stati quindi confrontati con un modello insediativo equivalente ma con un rivestimento tradizionale. La caratterizzazione energetica è consistita nella valutazione dell’influenza del living wall sull’isolamento termico e sul controllo delle temperature superficiali esterne, nonché sullo scambio convettivo con l’ambiente esterno. Il living wall è stato caratterizzato dal punto di vista acustico innanzitutto mediante la misura del coefficiente di assorbimento. Data la complessità del sistema, è stato necessario mettere a punto una metodologia di indagine rigorosa e che, al contempo, permettesse tempi di misura e costi contenuti; una campagna di misure preliminari effettuate in tubo di Kundt e confrontate con la misura, stante il medesimo misurando, in camera riverberante, ha permesso di validare la correttezza metrologica della metodologia utilizzata. Le misure sono state effettuate presso l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica. È stata inoltre valutata la prestazione fonoisolante di una parete tipo rivestita con un living wall confrontandola con una parete analoga rivestita in legno: tale misura è stata condotta sui modelli insediativi a scala reale utilizzando sia il metodo intensimetrico che il metodo tradizionale. La caratterizzazione meccanica è stata condotta relativamente ai supporti tecnologici mediante prove di resistenza meccanica a trazione e di permeabilità intrinseca. È stata inoltre svolta una valutazione agronomica al fine di determinare il comportamento di specie diverse e la capacità di accrescimento all’interno del sistema analizzato. I risultati ottenuti con questo lavoro di ricerca hanno evidenziato l’elevato potenziale del living wall. Dal punto di vista energetico si può affermare che in condizioni invernali il sistema è in grado di ridurre la trasmissione di energia, mentre in condizioni estive se ne evidenzia l’efficacia nel ridurre le temperature superficiali esterne. Un ruolo importante è svolto dall’intercapedine che si viene a creare tra i pannelli vegetati e la parete retrostante, all’interno della quale si inserisce il telaio strutturale del living wall. Questa intercapedine durante la stagione invernale funziona come strato isolante, aumentando la resistenza termica totale dell’involucro. È tuttavia necessario evitare di avere un analogo effetto durante la stagione estiva, assicurando la microventilazione dell’intercapedine. Il pannello vegetato ha inoltre effetto sulle resistenze liminari: la presenza delle foglie riduce la velocità del vento con una conseguente diminuzione dello scambio convettivo tra la parete stessa e l’ambiente esterno. Dal punto di vista acustico le misure effettuate hanno evidenziato un’ottima prestazione in termini di assorbimento, dovuta principalmente alla presenza del substrato, che si comporta come adattatore di impedenza tra il mezzo esterno (l’aria) e il sistema stesso. La miscela utilizzata per il substrato è caratterizzata da un’elevata capacità di ritenzione idrica, necessaria alla sopravvivenza delle piante; quando l’irrigazione bagna la miscela la presenza di acqua aumenta in modo considerevole la densità totale e, contemporaneamente, occlude un’elevata percentuale di porosità aperta, determinando una perdita di prestazione acustica. La caratterizzazione delle proprietà meccaniche, effettuata su alcune tipologie di supporti, ha permesso di ottenere dati utili per valutazioni comparative in termini di tenuta al carico, da cui dipende la deformazione della tasca contenente la pianta, di permeabilità e di conduttività idraulica, parametri fondamentali in relazione agli aspetti agronomici. In conclusione, mettendo in relazione i risultati ottenuti al fine di ottimizzare l’intero sistema living wall, si evince l’importanza di un approccio multidisciplinare fin dalle prime fasi della progettazione dell’involucro. Il ruolo della componente vegetale sembra apportare i maggiori benefici a livello energetico, mentre a livello acustico la discriminante è data piuttosto dalla presenza del substrato. La necessità di irrigazione, se da un lato concorre al raffrescamento della parete durante la stagione estiva, ha effetti negativi sulla performance energetica invernale (riduce la resistenza termica dei moduli) e sulla rilavante soprattutto in relazione al loro fabbisogno idrico. La performance di un involucro con il living wall può essere rapportata, oltre che alla scala dell’edificio, anche a scala urbana, dove tale tecnologia può contribuire a mitigare l’effetto isola di calore nonché ad attenuare significativamente gli effetti di riverberazione del rumore da traffico sulle facciate degli edifici (effetto canyon).

Il lavoro di tesi rappresenta lo sviluppo di una ricerca volta ad approfondire il tema dell’ottimizzazione del livello di isolamento termico nella progettazione estiva dell’edificio, in riferimento a differenti scenari d’uso e tipologie edilizie. L’attività di ricerca, sviluppata intorno al tema dell’analisi energetica degli edifici, ha avuto come obiettivo principale l’elaborazione di una nuova metodologia di analisi termica utile ad indagare i parametri che maggiormente influenzano la prestazione energetica. Il metodo consiste nell’analizzare in dettaglio i differenti contributi al bilancio termico convettivo dell’aria interna e le loro interrelazioni in riferimento alle differenti condizioni al contorno; ciascun contributo è scorporato in funzione delle sollecitazioni termiche dinamiche relative all’ambiente esterno ed interno, ovvero la temperatura dell’aria esterna, la radiazione solare, le sorgenti termiche interne, e può essere riferito separatamente a specifici gruppi di componenti che scambiano energia termica con l’aria interna, ossia l’involucro opaco, l’involucro trasparente, i componenti edilizi interni, etc. Al fine di individuare all’interno di ciascun termine del bilancio termico la quota da attribuire a ciascuna sollecitazione, si applica il principio di sovrapposizione degli effetti realizzando su uno stesso modello una serie di simulazioni con il codice di simulazione numerica dettagliata EnergyPlus, aggiungendo di volta in volta una sollecitazione diversa. All’elaborazione della metodologia di indagine fa seguito l’individuazione di una specifica modalità di rappresentazione dei risultati, attraverso la quale è possibile evidenziare e confrontare i pesi delle diverse sollecitazioni/termini del bilancio termico sul fabbisogno di energia e sui carichi frigoriferi dell’edificio. Una particolarità del metodo consiste nel fatto che i parametri che influenzano la prestazione energetica di un edificio possono essere individuati direttamente nella rappresentazione, oppure, al fine di raggiungere un dettaglio maggiore, attraverso l’accorpamento di alcuni contributi al bilancio termico. In questo modo è possibile indagare, ad esempio, quale sia l’influenza dell’involucro edilizio sulla prestazione termica dell’edificio, oppure se sia prevalente l’influenza dell’involucro opaco o di quello trasparente. Questo aspetto rappresenta il potenziale della metodologia d’indagine nell’individuare il peso dell’involucro nel suo complesso, e nello specifico, quello dell’involucro opaco sulla prestazione termica estiva degli edifici, per studiare l’effetto del livello di isolamento termico in vista di una sua ottimizzazione progettuale. La metodologia d’indagine può essere utilizzata anche per la progettazione termica e la diagnosi energetica degli edifici e permette, tra l’altro, di effettuare un confronto accurato tra metodi di calcolo della prestazione energetica. In riferimento a questo ultimo aspetto viene sviluppato il confronto tra il metodo di calcolo semplificato in regime quasi-stazionario, UNI EN ISO 13790, e il metodo di calcolo dettagliato in regime dinamico, EnergyPlus, e sono individuate le cause principali del divario tra i due modelli di calcolo. L’applicazione principale della metodologia d’indagine ha riguardato l’analisi parametrica di due casi studio, un edificio residenziale e un edificio ad uso uffici; di essi è fissata la località (Roma), l’uso e la geometria. In particolare, i dati relativi all’uso e alla gestione dell’edificio (es. utilizzo delle schermature solari) sono ricavati, sia direttamente sia mediante rielaborazione, dalla normativa tecnica e dalla letteratura tecnico-scientifica. Gli altri parametri che determinano la prestazione energetica estiva degli edifici sono fatti variare; tra essi si annoverano l’estensione della superficie trasparente e le sue proprietà termiche e solari, i livelli di isolamento e di inerzia termica dell’involucro opaco, le proprietà solari della superficie opaca esterna. Attraverso la tecnica di campionamento Latin Hypercube sono state ottenute, per ciascun caso studio, 60 differenti combinazioni delle variabili parametriche che rappresentano un campione significativo. L’analisi energetica del campione, attraverso l’applicazione della metodologia di analisi termica, ha condotto all’individuazione dell’elevato contributo dell’involucro edilizio al carico termico medio mensile (luglio) dell’edificio ad uso residenziale, e del ridotto contributo dello stesso sulla prestazione energetica estiva dell’edificio ad uso uffici. Per individuare il contributo dell’involucro opaco e soprattutto quello dell’isolamento termico è stata effettuata un’analisi di sensibilità utile a ricavare il peso di ciascun parametro (variabile indipendente) sulla prestazione termica estiva dell’edificio (variabile dipendente), espressa sia dal fabbisogno netto di energia per il raffrescamento sia dalla potenza frigorifera massima nel mese di luglio. L’accorpamento dei parametri originari campionati in parametri “semi-empirici” ha reso possibile l’individuazione, tra i modelli matematici studiati, di una funzione di tipo esponenziale per relazionare le variabili indipendenti alla variabile dipendente. Attraverso l’effettuazione di una regressione lineare multipla della variabile dipendente trasformata secondo l’equazione proposta e l’individuazione del valore dei coefficienti di regressione standardizzati, è stato ricavato il contributo di ciascun parametro, e in particolare quello dell’isolamento termico, sulla prestazione termica estiva per i due casi studio esaminati. In riferimento al microclima esterno e alle condizioni d’uso considerate, i risultati dell’analisi di sensibilità mostrano la ridotta influenza dell’involucro edilizio opaco sulla prestazione termica estiva a causa della prevalente influenza di altri fattori, quali le caratteristiche termiche e solari della superficie trasparente e l’estensione della superficie stessa. Nell’edificio ad uso uffici, in particolare, il contributo maggiore al carico interno non è da attribuire all’involucro, ma alle sorgenti termiche interne. L’importanza dell’isolamento termico nella progettazione termica estiva aumenta al diminuire dell’estensione della superficie vetrata e dell’effetto delle schermature solari; aumenta inoltre al diminuire degli apporti termici interni. L’ottimizzazione progettuale è un’altra possibile applicazione della nuova metodologia d’indagine termica; un esempio è fornito attraverso l’analisi di un edificio passivo in costruzione a Carpi (MO), caratterizzato dall’iper-isolamento delle strutture d’involucro. Le “criticità” progettuali evidenziate attraverso l’applicazione del metodo riguardano la presenza di carichi interni di modesta entità e il posizionamento non corretto delle schermature solari. È stata quindi proposta una strategia per l’abbattimento dei carichi interni: si tratta dell’attivazione della ventilazione naturale, introducendo in ambiente una portata d’aria più elevata quando le condizioni esterne risultano favorevoli. La riduzione del fabbisogno energetico per il raffrescamento è conseguente all’aumento del flusso termico convettivo legato alla ventilazione, e questo aspetto è ben evidenziato nella rappresentazione grafica della metodologia d’analisi. Il lavoro di tesi ha portato alla messa a punto di una metodologia di analisi piuttosto che a risultati generalizzabili. Tra gli sviluppi futuri dell’attività di ricerca è prevista l’estensione dello studio al fine di considerare un numero più ampio di condizioni al contorno (es. localizzazioni, destinazioni d’uso). Inoltre, l’analisi di sensibilità, pur identificando in maniera qualitativa ma già sufficientemente indicativa il peso di ciascun parametro progettuale o condizione al contorno sulla prestazione termica estiva, dovrà essere approfondita al fine di individuare un’espressione più precisa per predire l’entità del fabbisogno in funzione dei parametri di influenza.

I moderni motori a combustione interna hanno bisogno di funzionare con anticipi d’accensione che garantiscono un elevato rendimento di conversione dell’energia chimica in energia meccanica. Tuttavia, applicando l’anticipo d’accensione ottimo si può incorrere nel fenomeno della detonazione: si tratta di una combustione anomala che può portare alla rottura dei componenti interni del motore, a causa delle elevate pressioni e temperature che si generano. All’interno del dipartimento DIN è stato sviluppato un sistema di controllo della detonazione che è in grado di calcolare il danno indotto sul pistone, in modo tale che il motore possa funzionare sempre con un anticipo di accensione il più vicino possibile a quello di massima efficienza. Il controllo per operare ha bisogno di un modello di temperatura del pistone, che è in grado di calcolare la temperatura di alcuni punti di questo componente, noti i carichi termici. È qui che si inserisce il lavoro di tesi, all’interno del quale viene proposto un approccio fisico per il calcolo e la modellazione orientata al controllo del flusso termico agente sul pistone, sia in assenza che in presenza di detonazione. In precedenza, tale grandezza era stata modellata sfruttando misure di durezza fatte sui pistoni danneggiati. Per svolgere tutta l’attività sono stati utilizzati due software: MATLAB, per l’elaborazione di tutti i dati di combustione del motore utilizzato per le prove al banco dell’Università di Bologna, e GT-POWER, con il quale è stato calibrato un modello di combustione non predittivo e uno di scambio termico a parete. Per la calibrazione di quest’ultimo, è indispensabile imporre la temperatura delle pareti della camera di combustione, per cui viene introdotto anche un metodo per la stima del loro stato termico, sfruttando i dati di combustione.

Il lavoro svolto presso la Graphene - XT durante il tirocinio curricolare ha riguardato l'analisi delle proprietà termiche di un olio lubrificante additivato di grafene. L'elaborato di tesi ha riguardato tutti gli aspetti delle attività svolte durante la collaborazione. A tal proposito è stato progettato e in seguito costruito un apparato sperimentale in grado di effettuare misure di conducibilità termica per confrontare un olio base con lo stesso olio additivato per comprendere e quantificare l'incremento delle proprietà termiche indotto dall'utilizzo del grafene. I dati sperimentali hanno confermato un aumento delle prestazioni termiche dell'olio la cui conducibilità aumenta del 20% con una concentrazione in massa di grafene pari a 1,9% circa. Sono stati analizzati i dati sperimentali di prove da banco svolte su un'autovettura all'interno della quale l'olio in questione è stato testato nel suo utilizzo. Tali misure hanno evidenziato un aumento massimo del rendimento del motore pari a 4,4% circa.

ABSTRACT Current national standards for determining the energy performance of buildings, are four parts of UNI TS 11300, which provide the calculation procedures in order to determine the thermal and primary energy and the use of renewable energy for air conditioning in winter and summer , as well as for the production of domestic hot water. In UNI TS 11300-1:2008. Energy performance of buildings - Part 1: Determination of thermal energy demand for air conditioning in winter and summer , and in the document CTI 010200043. DRAFT, Revision of the technical specification UNI / TS 11300-1, of 20/03/2012, the calculation of the thermal energy demand in the cooling operation, is carried out by the monthly quasi-steady state method, in which the utilization factor of the dispersions is used to take into account the dynamic effects. The literature regarding the energy performance of buildings, counts among recent works, many papers concerning the comparison of methods of dynamic simulation, and many developed that aim to verify the basic assumptions of the simplified methods for the determination of cooling energy demand . In the present work, an exhibition of classic theories and studies is provided in Chapter IV. At the same time, the Building simulation fundamentals are analyzed (Chapter V). The specific field of reference is that of validation procedures, in the sense and in terms of Chapter VII of the calculation method of monthly cooling demand, through the utilization factor of the dispersions. Based on the analysis of the calculated values with the software adopted in the guidelines for the energy certification of buildings throughout the country, and analyzing in detail the procedure for calculating the national and European standards for the determination of the cooling energy demand , and the significance and determination of dynamic parameters, the validation procedure is analyzed, evaluating the internal temperature, on which is based the utilization factor of the dispersions for the calculation of the thermal energy, which is necessary to maintain within a thermal zone of predetermined conditions of temperature. The thermal zone of UNI EN 15265:2008 has been considered, , which was worked in the process of method validation monthly UNI EN ISO 13790: 2008, Calculation of energy use for heating and cooling; moreover the test conditions Test 1 and Test 4 of the same Standard have been applied,. The weather data, provided by the Italian Thermotechnical Committee in the draft UNI 10349: 2012, Climatic data, have been used; furthermore these data have been properly processed with the code TRNSYS to be compatible with the chosen code to perform dynamic simulations, Energy Plus, because there was a significant difference (Chapter VI) with climate data provided by the US Department of Energy (DOE), that are climate data "G. De Giorgio, usually used in dynamic simulations. The results of obtained internal temperature do not justify the adoption of the coefficient of utilization of dispersions, because the value of internal temperature does not presents the changes that would lead to calculate a greater heat exchange than real case, by referring to the value of the control temperature. Another important issue is related to the weather data used for building simulation. To this purpose, using the approach of "black box", present in the UNI EN ISO 13790: 2008, in relation to the first two calculations listed therein, the needs of thermal energy in cooling mode were compared. In detail a thermal zone residential has been simulated in conditions of climate data "G. De Giorgio, and then in the conditions, referred to as " type CTI Year ", highlighting the significant differences for each location and special look. The results obtained by studying the operative temperature, in Chapter VII, have further confirmed the idea to determine and compare the various terms entering the monthly heat balance, to identify problems and then search for the key parameters on which to make the necessary processing to get an agreement between the energy needs by a dynamic simulation method and by a calculation based on a stationary or semi-stationary method. To this purpose, for a thermal zone of residential type, and for eleven national weather climates, suitably chosen to represent the usual national meteorological conditions, the energy demand has been determined the terms of exchange and the terms arising from the contributions, by the dynamic method, and with the quasi-stationary method,. These, however, are the first step in research that must be done, and that in dynamic simulations, using the new values of outdoor temperature, relative humidity, solar radiation and wind speed which have been developed to identify the test reference year. Chapter II reports the study carried out as part of the review of UNI TS 11300-1 and 11300-2 (draft) Determination of primary energy demand and yields for winter heating and production of hot water, for ventilation and lighting. This study involves a more correct way to evaluate the primary energy rate of the ventilation by means of a suitable evaluation of the thermal energy need.
Le norme nazionali vigenti per la determinazione della prestazione energetica degli edifici, sono le quattro parti della serie delle UNI TS 11300, che forniscono le procedure di calcolo per la determinazione dell’energia termica e primaria e per l’utilizzo delle energie rinnovabili per la climatizzazione estiva ed invernale, nonché per la produzione di acqua calda sanitaria. Nella UNI TS 11300-1:2008. “Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica per la climatizzazione estiva ed invernale”, e nel documento CTI 010200043. DRAFT , “Revisione della specifica tecnica UNI/TS 11300-1”, del 20/03/2012, il calcolo del fabbisogno di energia termica in modalità di raffrescamento, viene effettuato mediante il metodo mensile quasi-stazionario, in cui il fattore di utilizzazione delle dispersioni, consente di tenere conto degli effetti dinamici. La letteratura che riguarda la prestazione energetica degli edifici, annovera tra gli ultimi lavori, numerosi scritti inerenti il confronto dei metodi di simulazione dinamica, ed altrettanti elaborati che mirano a verificare le ipotesi fondamentali dei metodi semplificati per la determinazione del fabbisogno di energia termica in modalità di raffrescamento. Nel presente lavoro, una esposizione classica delle teorie e degli studi che si sono avvicendati, si trova nel capitolo IV. Contemporaneamente, ha avuto un notevole impulso la Building simulation, di cui si sono evidenziati ( capitolo V ) i fondamenti e la modellazione energetica dell’ambiente confinato mediante il bilancio sull’aria, di massa e di energia, indicando i termini e le equazioni fondamentali. L’ ambito specifico di riferimento è quello delle procedure di validazione, nel senso e nei termini del capitolo VII, del metodo di calcolo mensile del fabbisogno termico per raffrescamento, attraverso il fattore di utilizzazione delle dispersioni. Partendo dall’analisi dei valori calcolati con il software adottato nelle linee guida per la certificazione energetica degli edifici sul territorio nazionale, e analizzando in dettaglio la procedura di calcolo delle norme nazionali ed europee ai fini della determinazione del fabbisogno di energia termica per il raffrescamento, nonché il significato e la determinazione dei parametri dinamici, ci si é inseriti nel solco della validazione, andando a valutare le effettive condizioni di temperatura interna, che sono alla base del significato attribuito al fattore di utilizzazione delle dispersioni per il calcolo dell’energia termica, che é necessaria per mantenere all’interno di una zona termica delle prefissate condizioni di temperatura. La zona termica considerata nelle simulazioni è quella della UNI EN 15265:2008, “Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti mediante metodi dinamici” , e le condizioni di prova sono il “Test 1” e il “Test 4” della medesima norma, che è stata adoperata nel procedimento di validazione del metodo mensile della UNI EN ISO 13790 : 2008, “Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento”. Le condizioni meteoclimatiche , sono quelle attualmente disponibili, fornite dal Comitato Termotecnico Italiano nella bozza della UNI 10349 : 2012, “ Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Dati climatici”, opportunamente elaborate con il codice TRNSYS ed ulteriormente sviluppate per renderle compatibili con il codice scelto per effettuare le simulazioni dinamiche , Energy Plus , perché si è rilevata una notevole differenza ( capitolo VI ) con i dati climatici forniti dal Ministero dell’ Energia statunitense ( Department of Energy , DOE ), che per l’ ITALIA sono sostanzialmente basati sui dati “ G. De Giorgio ”, con cui, finora, si conducono le simulazioni dinamiche. I risultati ottenuti, riguardo le condizioni di temperatura interna, non giustificano l’adozione del coefficiente di utilizzazione delle dispersioni, perché il valore di temperatura interna non presenta le variazioni che porterebbero a calcolare uno scambio termico superiore a quello che realmente si realizza, facendo riferimento al valore della temperatura di regolazione. Un alto aspetto importante, da tenere in considerazione nelle valutazioni energetiche di cui si tratta, è quello della congruenza dei dati climatici posti a base dei calcoli. A tal fine, utilizzando l’approccio “ black box ” , presente nella UNI EN ISO 13790: 2008, relativamente ai primi due calcoli in esso elencati, si sono confrontati i fabbisogni di energia termica in modalità di raffrescamento, per una zona termica di tipo residenziale, simulata nelle condizioni dei dati climatici “ G. De Giorgio” , e nelle condizioni, indicate come “ Anno tipo CTI “ , mettendo in evidenza le notevoli differenze riscontrate per ogni località e le particolarità osservate. I risultati ottenuti studiando la temperatura operativa, nel capitolo VII, hanno ulteriormente confermato l’idea di determinare e confrontare i vari termini che entrano nel bilancio termico mensile, per identificare le criticità e successivamente ricercare i parametri fondamentali su cui poter fare le elaborazioni necessarie per ottenere un adeguato accordo tra i valori di fabbisogno energetico ricavati con un metodo di simulazione dinamica e quelli ricavati con un metodo di calcolo stazionario o semi-stazionario. A tal proposito, per una zona termica di tipo residenziale, e per undici contesti meteo climatici nazionali, opportunamente scelti per rappresentare le usuali condizioni meteoclimatiche nazionali, si sono determinati i termini di scambio e i termini che derivano dagli apporti, calcolati con un metodo di simulazione dinamica, e con un metodo quasi stazionario, sul quale però non è stato possibile apportare le correzioni che impongono i nuovi dati climatici, ottenendo, pertanto, risultati di natura orientativa. Questi, comunque, rappresentano il primo passo nel campo della ricerca che si deve compiere, e che nelle simulazioni dinamiche, utilizza, i nuovi valori di temperatura esterna, umidità relativa, irradiazione e velocità del vento che sono stati elaborati per identificare l’anno tipo dei capoluoghi delle province nazionali. Un ulteriore aspetto importante è quello legato alla determinazione dei fabbisogni energetici per la valutazione degli edifici. Nel capitolo II si riporta il contributo fornito nell’ambito della revisione delle UNI TS 11300-1 e 11300-2, ( draft ) “Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e per l’illuminazione”, che ha messo in evidenza una modalità più corretta per la valutazione della quota parte di fabbisogno di energia primaria dovuta alla ventilazione, attraverso una appropriata valutazione del fabbisogno di energia termica.

La presente tesi parte dall'analisi termica di una muratura esistente alla quale sono state applicate due soluzioni progettuali diverse con lo scopo di conferire maggiore rigidezza alla struttura e un miglioramento dal punto di vista termico. La prima soluzione studiata è una struttura autoportante in c.a con isolante eps, mentre la seconda è una struttura di irrigidimento con putrelle HEA 160 con applicato un pannello sandwich ed isolante PIR. Sono state condotte le analisi termiche e calcolate le rispettive trasmittanze medie per ogni soluzione, attraverso un software di calcolo-Dartwin.

Obiettivi generali e particolari. Nell’ambito della valutazione del fabbisogno di energia degli edifici, la tesi approfondisce le metodologie per l’analisi dei ponti termici e dei componenti speciali di involucro (serre solari e coperture verdi). Con l’entrata in vigore della Direttiva europea 2010/31/EU (EPBD recast) si promuovono infatti interventi volti alla costruzione di edifici ad altissima prestazione energetica e si affida al CEN il compito di elaborare norme europee relative ai metodi di calcolo. Allo stato attuale mancano, o necessitano di implementazione, adeguate metodologie di calcolo armonizzate che permettano di tenere in adeguata considerazione gli scambi termici in prossimità dei nodi strutturali (ponti termici), gli apporti solari entranti in ambiente climatizzato attraverso serre solari e gli scambi termici attraverso le coperture verdi. La ricerca si propone, relativamente a ciascun ambito di indagine, di confrontare metodologie di calcolo semplificate e metodologie di calcolo dettagliate (attraverso l’utilizzo di strumenti che operano alle differenze finite, in regime dinamico ecc.) al fine di implementare le metodologie di calcolo semplificate. Contenuti. Prima di affrontare gli argomenti specifici dell’analisi, sono state analizzate in generale tre metodologie per il calcolo del fabbisogno di energia termica dell’edificio: mensile quasi stazionaria e oraria semplificata (secondo UNI EN ISO 13790) e dinamica (implementato in EnergyPlus). Il confronto, applicato ad una palazzina residenziale, è stato effettuato in coerenza con una serie di opzioni definite per la congruenza dei modelli. Per quanto concerne l’analisi dei ponti termici, il lavoro ha previsto la determinazione della trasmittanza termica lineare  attraverso calcoli alle differenze finite secondo la norma UNI EN ISO 10211, al variare dei parametri progettuali significativi; il confronto tra tali valori di  calcolati e i corrispondenti valori standard secondo la norma UNI EN ISO 14683; la creazione di un atlante di ponti termici; l’individuazione di equazioni di correlazione e applicazione dell’analisi di sensibilità al fine di quantificare il peso che la variazione dei parametri di ingresso ha sulla variazione di ; l’analisi dell’incidenza dei ponti termici sulle dispersioni termiche totali per trasmissione e sul fabbisogno di energia termica dell’edificio per alcuni casi di studio. Per quanto concerne il calcolo degli apporti solari entranti in ambiente climatizzato attraverso le serre solari, il lavoro ha previsto il confronto tra il metodo semplificato della norma UNI EN ISO 13790 e il metodo dettagliato implementato in EnergyPlus. Alcune analisi parametriche al variare delle caratteristiche fisico-tecniche e morfologiche della serra sono state condotte su un modello di serra solare addossata ad un locale climatizzato al fine di confrontare gli apporti solari calcolati con i due metodi. Allo scopo di analizzare lo scostamento tra i metodi in termini di fabbisogno di energia termica nel periodo invernale, è stato analizzato un edificio residenziale con una serra solare addossata. Per quanto concerne il calcolo della trasmissione di calore attraverso le coperture verdi, il lavoro ha previsto l’analisi di una metodologia di calcolo adeguata a tenere in considerazione i fenomeni fisici propri della tecnologia e, a partire da tale modello, l’individuazione e il calcolo di un parametro termo-fisico rappresentativo della copertura verde. In particolare, a partire dalla metodologia implementata in EnergyPlus, è stata calcolata la trasmittanza termica periodica equivalente (Yie) per coperture verdi. Un’analisi di sensibilità è stata condotta e un confronto tra i valori di Yie calcolati attraverso il metodo di calcolo individuato e i valori di Yie calcolati attraverso il metodo semplificato è stato effettuato. Risultati raggiunti. I risultati maggiormente rilevanti ottenuti durante il triennio sono relativi ai confronti tra metodologie di calcolo. In particolare, dal confronto in termini di fabbisogno di energia termica attraverso i metodi della UNI EN ISO 13790 e simulazione dinamica (EnergyPlus) emerge una sostanziale differenza tra il metodo di calcolo mensile e il metodo dinamico durante la stagione estiva, mentre i metodi divergono moderatamente (2% ÷ 15%) in stagione di riscaldamento. Per quanto concerne i metodi per la caratterizzazione energetica dei ponti termici, delle coperture verdi e delle serre solari, emerge una sostanziale inadeguatezza dei metodi di calcolo proposti dalla normativa tecnica e quindi la necessità di un utilizzo di metodologie maggiormente dettagliate al fine di meglio valutare i benefici indotti dall’utilizzo di tali tecnologie.

E' stato effettuato un dimensionamento di massima di un nuovo terminal ferroviario all'interno dell'interporto di Bologna, con l'obiettivo di coprire il gap di capacità attuale e futura, attraverso uno studio sui volumi di traffico della rete ferroviaria, dei valichi del Gottardo e del Brennero e di alcuni dei principali terminal italiani.

Il presente lavoro di tesi si focalizza sull’analisi delle prestazioni energetiche di un edificio residenziale appartenente al complesso PEEP di Corticella. L’edificio è stato oggetto negli ultimi anni di interventi di riqualificazione energetica da parte della ESCO Geetit.srl del gruppo Termal di Bologna. La tesi ha come obiettivo ultimo la dimostrazione dei risultati ottenuti grazie agli interventi a cui è stato sottoposto e l’evoluzione dei consumi che potrebbero portare a ulteriori strategie e soluzioni migliorativi. L’argomento viene introdotto attraverso una panoramica riguardante gli interventi di efficientamento applicabili su edifici residenziali in accordo con le norme vigenti. Si descrivono in seguito gli interventi di riqualificazione energetica a cui è stato sottoposto lo stabile negli ultimi anni prendendo in esame i consumi storici e attuali in modo tale da pesare i miglioramenti ottenuti nella condizione post interventi. Si è proceduto con un’analisi comportamentale, tramite stumenti di monitoraggio e questionari agli utenti. Infine si è valutata la prestazione energetica dell’edificio tramite modellazione in regime dinamico con il software Design Builder, sia nel caso di edificio non coibentato sia nello stato attuale (coibentato), così da poter proporre ulteriori soluzioni migliorative.

In questo elaborato viene analizzata l’importanza di isolare termicamente in modo corretto le nostre abitazioni, per poterne trarre un vantaggio sia salutare che economico. E’ stata presa in esame la palazzina di Via Maria Zanotti situata nel comune di Imola (Bo). Si sono dapprima valutate le prestazioni energetiche dell’edificio, andando a calcolare la trasmittanza delle pareti e dei solai dell'edificio, che sono risultate inferiori rispetto a quelle prescritte oggi giorno nel Bollettino Ufficiale della Regione Emilia Romagna (BURERT) n.184 parte seconda. Affinché i valori della trasmittanza risultassero coerenti con quanto imposto dalla normativa si è avanzata l'ipotesi di andare ad inserire il sistema a cappotto. Si sono quindi analizzati diversi materiali isolanti fino a giungere alla scelta di quello più idoneo per la seguente struttura. Una volta scelto il materiale isolante è stata calcolata la trasmittanza delle pareti complessive dell'isolamento a cappotto, le quali sono risultate verificate nei confronti della normativa vigente. Si sono poi studiate le fasi necessarie per il montaggio del sistema a cappotto ed infine si è posta particolare attenzione ai dettagli costruttivi, evidenziando tutti i punti critici dell'edificio e le soluzioni di dettaglio necessarie per eliminare i ponti termici.

"Nella lunga vita di molti contratti, possono verificarsi eventi imprevisti che incrinano l’equilibrio, soprattutto economico, delle reciproche prestazioni. Il discorso intorno al diritto-dovere di rinegoziare gli accordi esposti a sopravvenienze è ormai un tema classico del diritto civile, che rispunta ciclicamente in occasione di eventi di rilevanza mondiale capaci di compromettere la tenuta di innumerevoli contratti in corso. La pandemia di COVID-19 è solo l’ultimo esempio in ordine di tempo. Questa ricerca si propone di individuare il miglior approccio giuseconomico per affrontare il dilemma della rinegoziazione, in prospettiva strutturale, cercando di coniugare le soluzioni proposte dagli interpreti del diritto civile con i contributi di analisi economica del diritto, nella prospettiva della riforma del codice civile italiano e della progressiva armonizzazione del diritto privato europeo e internazionale. In questo percorso, l’individuazione di una regola di default stabile e duratura per un contesto mutevole e multiforme è forse la contraddizione in termini che più vale la pena affrontare. Matteo de Pamphilis, dopo la laurea in Giurisprudenza e il conseguimento del dottorato di ricerca in Diritto civile nell’Università di Bologna, collabora con la stessa Alma Mater come professore a contratto e tutor didattico in materie privatistiche. Negli ultimi anni è stato docente degli insegnamenti in lingua inglese Planning and public intervention in the lifestyle and health sector e Public and private action for the development of services nel corso di laurea magistrale in Wellness culture: sport, health and tourism. È socio aggregato dell’Associazione Civilisti Italiani e svolge la professione di avvocato nel Foro di Bologna, prevalentemente nel settore civile, commerciale e concorsuale."