PROGETTO DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI IMPIANTI

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1 DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E ARCHITETTURA (DICAR) Corso di laurea magistrale in Ingegneria edile-architettura Anno accademico 2018/ anno PROGETTO DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI 12 CFU - 1 e 2 semestre Docenti titolari dell'insegnamento LUIGI MARLETTA - Modulo - ICAR/11-9 CFU luigi.marletta@unict.it Edificio / Indirizzo: Cittadella Universitaria - Edificio 13 Telefono: Orario ricevimento: Lunedì ore 11:00-13:00; Giovedì ore 9:00-11:00 FRANCESCO NOCERA - Modulo LABORATORIO PROGETTUALE DELLA QUALITA' ENERGETICA DEGLI EDIFICI E DEGLI - ING-IND/11-3 CFU fnocera@unict.it Edificio / Indirizzo: Caserma Abela Telefono: Orario ricevimento: Lunedi 8:00-9:00 OBIETTIVI FORMATIVI L obiettivo del corso è di fornire le basi tecnico-scientifiche per la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici e degli impianti termici per l edilizia, nonché gli elementi fondamentali per la progettazione degli impianti stessi. 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 e il raffrescamento attivo e passivo degli edifici, con particolare riferimento alle tecnologie solari, nonchè le tematiche della qualità dell aria e del comfort termico. Le conoscenze acquisite consentiranno 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 recenti normative. Le attività di laboratorio del corso di Progetto della Qualità Energetica degli Edifici consisteranno nello sviluppo di due distinte esercitazioni progettuali.

2 MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'INSEGNAMENTO Lezioni frontali ed esercitazioni in classe Nel corso della prima esercitazione progettuale gli studenti (in gruppi di due) dovranno effettuare la simulazione energetica in regime dinamico di una unità immobiliare. A tal fine verrà utilizzato il software gratuito EnergyPlus che, accoppiato ai plug-in SketchUp e Open Studio, costituisce oggi il motore di simulazione energetica dinamica più noto ed utilizzato in ambito scientifico ed accademico. Gli studenti dovranno modellare la geometria dell edificio tramite SketchUp, impostare le proprietà termofisiche dei materiali e delle stratigrafie, caratterizzare i profili di utilizzo dei vari locali. Sarà quindi possibile, tramite la simulazione dinamica, valutare i fabbisogni energetici per la climatizzazione e le condizioni di comfort termico nella stagione estiva. Le simulazioni dinamiche riguarderanno sia lo stato di fatto, sia una serie di interventi di riqualificazione energetica proposti dagli studenti, al fine di valutarne la rispettiva efficacia. La seconda esercitazione progettuale verterà invece sul tema della Certificazione Energetica. Con riferimento allo stesso edificio già sottoposto alla simulazione dinamica, gli studenti dovranno predisporre l Attestato di Prestazione Energetica (APE) per il sistema edificio-impianto, secondo le modalità previste dal Decreto Ministeriale del 26/06/2015. L APE verrà predisposto tramite il software MC Impianti 11300, disponibile anche in versione gratuita. In questa fase, oltre a caratterizzare le proprietà termofisiche dei materiali e delle stratigrafie, gli studenti dovranno effettuare opportune ipotesi circa gli impianti tecnici presenti nell edificio, finalizzati alla climatizzazione ed alla produzione di acqua calda sanitaria, descrivendone le prestazioni anche ricorrendo alla consultazione di schede e cataloghi tecnici. PREREQUISITI RICHIESTI Al fine di seguire proficuamente le lezioni di Progetto della Qualità Energetica degli Edifici, 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. Al fine di seguire proficuamente le lezioni di Progetto della Qualità Energetica degli Edifici, 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.

3 FREQUENZA LEZIONI OBBLIGATORIA OBBLIGATORIA CONTENUTI DEL CORSO PRIMO SEMESTRE 1. Prestazioni energetiche dell involucro opaco 2. Prestazioni energetiche dell involucro trasparente 3. Ventilazione naturale e qualità dell aria 4. Gli impianti di ventilazione meccanica controllata 5. Comfort termico 6. Gli impianti fotovoltaici integrati nell edificio 7. La simulazione dinamica per la qualità energetica degli edifici 8. Certificazione energetica degli edifici 9. Calcolo dei carichi termici 10. Tecnologie efficienti per la produzione del calore 11. I terminali di impianto e i sistemi di regolazione 12. Le reti di distribuzione dei fluidi (acqua e aria) 13. Impianti solari termici 14. Incentivi statali per l efficientamento energetico di edifici ed impianti PRIMO SEMESTRE 1. Prestazioni energetiche dell involucro opaco 2. Prestazioni energetiche dell involucro trasparente 3. Ventilazione naturale e qualità dell aria

4 4. Gli impianti di ventilazione meccanica controllata 5. Comfort termico 6. Gli impianti fotovoltaici integrati nell edificio 7. La simulazione dinamica per la qualità energetica degli edifici 8. Certificazione energetica degli edifici 9. Calcolo dei carichi termici 10. Tecnologie efficienti per la produzione del calore 11. I terminali di impianto e i sistemi di regolazione 12. Le reti di distribuzione dei fluidi (acqua e aria) 13. Impianti solari termici 14. Incentivi statali per l efficientamento energetico di edifici ed impianti TESTI DI RIFERIMENTO BIBLIOGRAFIA Capozzoli, V. Corrado, A. Gorrino, P. Soma, Atlante nazionale dei ponti termici conforme alle norme UNI EN ISO e UNI EN ISO Ed. Edilclima, K. Fabbri, C. Marinosci, Ponti termici negli edifici. Valutazioni, calcolo, correzioni, interventi. Ed. Wolters Kluwer Italia, 2014 (biblioteca DAU) 3. A. Magrini, M. Ozel-Ballot, La ventilazione per una migliore qualità dell aria. II a ed, EPC libri, V. Raisa, Teoria e tecnica della ventilazione. Ed. Delfino, G. Moncada Lo giudice, M. Coppi, Benessere termico e qualità dell aria. Ed. Masson, 1997 (biblioteca Polifunzionale, EE-VI-13). 6. G. Alfano, F.R. D ambrosio, G. Riccio, La valutazione delle condizioni termoigrometriche negli ambienti di lavoro: confort e sicurezza. Ed. CUEN, 1997 (Biblioteca Polifunzionale, EE-VIII-30) 7. F. Groppi, G. Zuccaro, Impianti solari fotovoltaici a norme CEI. Ed. Delfino, 2010 (Biblioteca Polifunzionale, EE-XIII-16) 8. R. Baruffa, A. Bruschi, Acustica nei componenti edilizi. Dati sperimentali e criteri di scelta nati dall esperienza di laboratorio. Ed. Dario Flaccovio, AA. VV. Manuale di acustica edilizia. Ed. ANIT, M. Lavagna, M. Bonanomi, C. de Flumeri, Edifici a consumo energetico zero. Orientamenti normativi, criteri progettuali ed esempi di Zero Energy e Zero Emission Buildings, Ed. Maggioli, 2012 (biblioteca DAU, D-m-38). 11. C. Pizzetti, Condizionamento dell aria e refrigerazione. Teoria e calcolo degli impianti. Parte seconda. III ed, CEA, 1980 (biblioteca Polifunzionale, E-IV-11) (Cap ) 12. N. Rossi, Manuale del termotecnico. Fondamenti. Riscaldamento. Condizionamento.

5 Refrigerazione. Ed. Hoepli (biblioteca Polifunzionale, EE-VI-7) (Impianti termici) 13. A. Briganti, Manuale di climatizzazione. Ed. Tecniche Nuove (biblioteca Polifunzionale, EE- VII-14) (Cap ) 14. N. Aste, F. Groppi, Impianti solari termici. Manuale per ingegneri, architetti, installatori. Ed. Delfino, V. Bearzi, Manuale di energia solare. Ed. Tecniche Nuove, 2012 (Biblioteca Polifunzionale, EE- XV-8) (Cap. 5-6, 10-11) 16. N. Lupica Spagnolo, L. Lupica Spagnolo, Manuale del certificatore energetico. Ed. Maggioli, 2012 (Biblioteca Polifunzionale, EE-XV-3). 17. V. Corrado, S. Paduos, La nuova legislazione sull'efficienza energetica degli edifici. Requisiti e metodi di calcolo. Ed. CELID, K. Fabbri, Prestazione energetica degli edifici. I metodi di calcolo secondo le norme UNI TS Ed. DEI, 2010 (biblioteca Polifunzionale, EE-XVI-14). 19. E. Lucchi, Diagnosi energetica strumentale degli edifici. Ed. Flaccovio, 2012 (biblioteca Polifunzionale, EE-XV-1). BIBLIOGRAFIA Capozzoli, V. Corrado, A. Gorrino, P. Soma, Atlante nazionale dei ponti termici conforme alle norme UNI EN ISO e UNI EN ISO Ed. Edilclima, K. Fabbri, C. Marinosci, Ponti termici negli edifici. Valutazioni, calcolo, correzioni, interventi. Ed. Wolters Kluwer Italia, 2014 (biblioteca DAU) 3. A. Magrini, M. Ozel-Ballot, La ventilazione per una migliore qualità dell aria. II a ed, EPC libri, V. Raisa, Teoria e tecnica della ventilazione. Ed. Delfino, G. Moncada Lo giudice, M. Coppi, Benessere termico e qualità dell aria. Ed. Masson, 1997 (biblioteca Polifunzionale, EE-VI-13). 6. G. Alfano, F.R. D ambrosio, G. Riccio, La valutazione delle condizioni termoigrometriche negli ambienti di lavoro: confort e sicurezza. Ed. CUEN, 1997 (Biblioteca Polifunzionale, EE-VIII-30) 7. F. Groppi, G. Zuccaro, Impianti solari fotovoltaici a norme CEI. Ed. Delfino, 2010 (Biblioteca Polifunzionale, EE-XIII-16) 8. R. Baruffa, A. Bruschi, Acustica nei componenti edilizi. Dati sperimentali e criteri di scelta nati dall esperienza di laboratorio. Ed. Dario Flaccovio, AA. VV. Manuale di acustica edilizia. Ed. ANIT, M. Lavagna, M. Bonanomi, C. de Flumeri, Edifici a consumo energetico zero. Orientamenti normativi, criteri progettuali ed esempi di Zero Energy e Zero Emission Buildings, Ed. Maggioli, 2012 (biblioteca DAU, D-m-38). 11. C. Pizzetti, Condizionamento dell aria e refrigerazione. Teoria e calcolo degli impianti. Parte seconda. III ed, CEA, 1980 (biblioteca Polifunzionale, E-IV-11) (Cap ) 12. N. Rossi, Manuale del termotecnico. Fondamenti. Riscaldamento. Condizionamento. Refrigerazione. Ed. Hoepli (biblioteca Polifunzionale, EE-VI-7) (Impianti termici) 13. A. Briganti, Manuale di climatizzazione. Ed. Tecniche Nuove (biblioteca Polifunzionale, EE-VII-14) (Cap ) 14. N. Aste, F. Groppi, Impianti solari termici. Manuale per ingegneri, architetti, installatori.

6 Ed. Delfino, V. Bearzi, Manuale di energia solare. Ed. Tecniche Nuove, 2012 (Biblioteca Polifunzionale, EE-XV-8) (Cap. 5-6, 10-11) 16. N. Lupica Spagnolo, L. Lupica Spagnolo, Manuale del certificatore energetico. Ed. Maggioli, 2012 (Biblioteca Polifunzionale, EE-XV-3). 17. V. Corrado, S. Paduos, La nuova legislazione sull'efficienza energetica degli edifici. Requisiti e metodi di calcolo. Ed. CELID, K. Fabbri, Prestazione energetica degli edifici. I metodi di calcolo secondo le norme UNI TS Ed. DEI, 2010 (biblioteca Polifunzionale, EE-XVI-14). 19. E. Lucchi, Diagnosi energetica strumentale degli edifici. Ed. Flaccovio, 2012 (biblioteca Polifunzionale, EE-XV-1). ALTRO MATERIALE DIDATTICO Il materiale didattico di base è costituito dalle dispense del corso, disponibili in formato pdf al seguente indirizzo: Il materiale didattico include schede tecniche, normative e fogli di calcolo, la cui consultazione è fortemente auspicabile. Eventuali approfondimenti potranno essere effettuati consultando alcune pubblicazioni rese disponibili allo stesso indirizzo. I testi di riferimento possono essere consultati per accompagnare lo studio delle dispense del corso Il materiale didattico di base è costituito dalle dispense del corso. Il materiale didattico include schede tecniche, normative e fogli di calcolo, la cui consultazione è fortemente auspicabile. Eventuali approfondimenti potranno essere effettuati consultando alcune pubblicazioni rese disponibili allo stesso indirizzo. I testi di riferimento possono essere consultati per accompagnare lo studio delle dispense del corso PROGRAMMAZIONE DEL CORSO Argomenti Riferimenti testi 1 Involucro opaco: calcolo e misura trasmittanza, limiti di legge Dispense

7 2 Ponti termici Dispense, abaco CENED, testi n 1 e n 2 3 Prestazioni termo-igrometriche delle murature Dispense 4 Prestazioni dinamiche dell'involucro opaco Dispense 5 Strategie per il controllo della radiazione solare Dispense 6 Prestazioni energetiche dell involucro trasparente e dei sistemi di schermatur Dispense 7 Requisiti di qualità dell aria: normativa Dispense, testo n 3 8 Ventilazione naturale: fondamenti fisici e metodi di calcolo Dispense, testo n 3 9 La permeabilità dell'involucro edilizio: misure e strategie Dispense 10 Gli impianti di ventilazione meccanica controllata (VMC) Dispense, testo n 4 11 Comfort termico: metodi di verifica e strumentazione di misura Dispense, testo n 5 e n 6 12 Comfort termico: la teoria adattiva Dispense 13 Impianti fotovoltaici: componenti e prestazioni Dispense, testo n 7 14 Impianti fotovoltaici: problematiche relative all'integrazione edilizia Dispense 15 Impianti fotovoltaici: metodi di dimensionamento e stima della produttività Dispense, testo n 7 16 Qualità acustica del manufatto edilizio: calcoli progettuali Dispense, testo n 8 e n 9 17 Qualità acustica del manufatto edilizio: la corretta messa in oper Dispense, testo n 8 e n 9 18 Qualità acustica del manufatto edilizio: misure di collaudo Dispense, testo n 8 e n 9 19 Certificazione energetica: principi e testi di legge Dispense 20 Certificazione energetica: software e metodi di calcolo Dispense, testo n 7 e n 8 (secondo semestre) 21 Calcolo dei carichi termici invernali Dispense 22 Caldaie a condensazione e pompe di calore Dispense 23 Radiatori e ventilconvettori: dimensionamento Dispense 24 Pavimenti e soffitti radianti: prestazioni e dimensionamento Dispense

8 25 Dimensionamento delle reti di distribuzione dell'acqua Dispense, testo n 2 (secondo semestre) 26 Centrali termiche e componenti di sicurezza Dispense 27 Impianti solari termic: componenti e sistemi Dispense, testo n 4 e n 5 (secondo semestre) 28 Gli incentivi statali per l efficientamento energetico di edifici ed impianti Dispense 29 Dimensionamento dei canali per la distribuzione dell aria Dispense, testo n 1 e n 3 (secondo semestre) LABORATORIO PROGETTUALE DELLA Argomenti Riferimenti testi 1 Involucro opaco: calcolo e misura trasmittanza, limiti di legge 2 Ponti termici 3 Prestazioni termo-igrometriche delle murature 4 Prestazioni dinamiche dell'involucro opaco 5 Strategie per il controllo della radiazione solare 6 Prestazioni energetiche dell involucro trasparente e dei sistemi di schermatura 7 Requisiti di qualità dell aria: normativa 8 Ventilazione naturale: fondamenti fisici e metodi di caloclo 9 La permeabilità dell'involucro edilizio: misure e strategie 10 Gli impianti di ventilazione meccanica controllata (VMC) 11 Comfort termico: metodi di verifica e strumentazione di misura 12 Comfort termico: la teoria adattiva 13 Impianti fotovoltaici: componenti e prestazioni 14 Impianti fotovoltaici: problematiche relative all'integrazione ed 15 Impianti fotovoltaici: metodi di dimensionamento e stima della produttività 16 Qualità acustica del manufatto edilizio: calcoli progettuali 17 Qualità acustica del manufatto edilizio: la corretta messa in opera

9 18 Qualità acustica del manufatto edilizio: misure di collaudo 19 Simulazioni dinamiche: casi studio ed analisi commentata dei risultati VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO L esame consisterà nella discussione degli elaborati prodotti dagli studenti nell'ambito delle esercitazioni di laboratorio, e in un colloquio orale sugli argomenti trattati durante il corso delle lezioni, ivi compresa la risoluzione di calcoli progettuali. L esame consisterà nella discussione degli elaborati prodotti dagli studenti nell'ambito delle esercitazioni di laboratorio, e in un colloquio orale sugli argomenti trattati durante il corso delle lezioni, ivi compresa la risoluzione di calcoli progettuali. ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI Comfort termico Analisi termoenergetica degli edifici in regime dinamico Impianti tecnici per l'edilzia Normative in materia di qualità energetica e ambientale degli edifici Comfort termico Analisi termoenergetica degli edifici in regime dinamico Impianti tecnici per l'edilzia Normative in materia di qualità energetica e ambientale degli edifici