TECNICHE DI RISPARMIO ENERGETICO NEGLI EDIFICI | Università degli studi di Bergamo

TECNICHE DI RISPARMIO ENERGETICO NEGLI EDIFICI

Modulo Generico
Codice dell'attività formativa: 
60030

Scheda dell'insegnamento

Per studenti immatricolati al 1° anno a.a.: 
2020/2021
Insegnamento (nome in italiano): 
TECNICHE DI RISPARMIO ENERGETICO NEGLI EDIFICI
Insegnamento (nome in inglese): 
ENERGY SAVING TECHNIQUES IN BUILDINGS
Tipo di attività formativa: 
Attività formativa Caratterizzante
Tipo di insegnamento: 
Obbligatoria
Settore disciplinare: 
FISICA TECNICA INDUSTRIALE (ING-IND/10)
Anno di corso: 
1
Anno accademico di offerta: 
2020/2021
Crediti: 
6
Responsabile della didattica: 
Mutuazioni

Altre informazioni sull'insegnamento

Ciclo: 
Secondo Semestre
Obbligo di frequenza: 
No
Ore di attività frontale: 
48
Ore di studio individuale: 
90
Ambito: 
Edilizia e ambiente
Prerequisiti

Conoscenza di fisica tecnica e impianti termotecnici

Obiettivi formativi

Il corso ha come obiettivo principale quello di fornire all'allievo la consapevolezza delle problematiche legate al risparmio energetico, specie per quanto riguarda la riqualificazione edilizia, e di inquadrare in modo sistematico le soluzioni ingegneristiche più attuali al fine di raggiungere una qualità elevata del costruito.

Contenuti dell'insegnamento

Parte I. Legislazione vigente

Parte II. Condizioni ambientali di benessere
Bilancio energetico fra uomo e ambiente, equazione del benessere di Fanger, abachi e curve del benessere di Fanger. Temperatura media radiante, temperatura media operativa.
Sostanze inquinanti, metodo decipol (Fanger), tasso di ventilazione necessario per il comfort

Parte III: Termofisica degli edifici
A) Prestazione energetiche dei componenti, trasmittanze termiche seconda norma UNI EN ISO 6946, trasmittanze termiche attraverso il terreno UNI EN ISO 13370, prestazione termica di finestre, porte e chiusure a norma UNI EN 10077-1, determinazione delle caratteristiche luminose e solari delle vetrate a norma UNI 410, ponti termici.
B) Transitorio di riscaldamento e raffrescamento dell’edificio, costante di tempo dell’edificio.
C) Diffusione del vapore nei materiali edilizi: condensazione superficiale ed interstiziale, i diagrammi di Glaser.

Parte IV: Calcolo del carico termico di progetto: impianti di riscaldamento (UNI EN 12831) e di raffrescamento (metodo di Carrier)

Parte V: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva e invernale (UNI/TS 11300 parte 1 e 2)

Parte VI: Fonti rinnovabili
Impianti solari, fotovoltaici, solar cooling, energia geotermica, energia da biomassa (UNI/TS 11300 parte 4).

Parte VII: Pompe di calore e sistemi ibridi: progettazione e gestione degli impianti

Metodi didattici

La didattica si svolgerà tramite lezioni frontali, ma con un'attenzione particolare al confronto e al dialogo diretto con gli studenti che potranno, durante le lezioni, formulare proposte di approfondimento o dibattito.
All'interno del corso saranno organizzate per gli studenti frequentanti esercitazioni pratiche, aventi ad oggetto la determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio rivolta al calcolo di progetto, alla valutazione energetica in condizioni standard e alla riqualificazione energetica, finalizzate a far conseguire agli studenti una capacità critica su tali argomenti.

Addizionalmente viene offerta (se finanziata) il laboratorio: la modellazione FEM dei ponti termici, la progettazione per evitare condensazione superficiale ed interstiziale, introduzione alla simulazione dinamica degli edifici.

Modalità verifica profitto e valutazione

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso una prova scritta finale di due ore e un progetto di riqualificazione energetica individuale. La prova scritta è strutturata in due domande su argomenti di teoria e un esercizio applicativo. Ogni problema serve per l’assegnazione di un massimo di 20 punti, per un totale di 60. Il voto viene trasformato in trentesimi, e viene considerato sufficiente solo da chi consegue allo scritto un punteggio non inferiore a 16/30.
Il progetto di riqualificazione energetica deve essere consegnato al docente in tempo utile per correggerlo ed assegna un voto in trentesimi. Per ottenere la sufficienza in questa parte dell’esame occorre ottenere un punteggio minimo di 16/30.

Il punteggio finale corrisponde alla media aritmetica delle votazioni riportati nella prova scritta e nel progetto. Se il punteggio finale è inferiore a 18/30 si prevede un esame orale.

Prerequisites

Knowledge of the subjects of the course Technical Physics and HVAC Systems

Educational goals

The course has the main goal to offer to the students both the awareness on the issues linked to energy saving in buildings, especially relative to refurbishment, and the possible leading-edge technological solutions.

Course content

Part I. Current legislation

Part II. Thermal comfort
heat-balance equations between human metabolism and environment, PMV/PPD model, mean radiant temperature, operative temperature.
Pollutants, decipol method (Fanger), ventilation rate

Part III: Thermophysics of buildings
A) Thermal performance of building components, thermal transmittances according to UNI EN ISO 6946, heat transfer via the ground according to UNI EN ISO 13370, thermal performance of windows, doors and locks according to UNI EN 10077-1, determination of the luminous and solar characteristics of windows according to UNI EN 410, thermal bridges
B) Transient heating and cooling of buildings, thermal time constant of buildings
C) Vapour diffusion in building materials: condensation on surfaces and interstitial condensation. Glaser diagrams.

Part IV: Calculation of the project thermal load: heating systems (UNI EN 12831) and cooling systems (Carrier's method)

Part V: Determination of the building's thermal energy requirements for summer and winter air conditioning (UNI / TS 11300 part 1 and 2)

Part VI: Renewable sources
Solar, photovoltaic, solar cooling, geothermal energy, biomass energy (UNI / TS 11300 part 4).

Part VII: Heat pumps and hybrid systems: plant design and management
The material of the lessons and exercises are available on-line. In addition, the student can also refer to the above citied regulations and to the following texts:
Manuale del termotecnico: fondamenti, riscaldamento, condizionamento, refrigerazione, risorse energetiche, Nicola Rossi, Milano: Hoepli, c2014

Progettare e riqualificare per l'efficienza energetica : progetti svolti e buone pratiche, costi attuali e capitolati, il nuovo Attestato di Prestazione Energetica: con cd-rom contenente normativa, prassi, schede materiali, foglio di calcolo, Giuliano Cammarata, Santarcangelo di Romagna RN: Maggioli, c2015

Progettare e riqualificare le pareti per l'efficienza energetica : chiusure verticali opache e trasparenti / Jonathan G Gorgone, Maggioli, c2015

La valutazione dei ponti termici: guida pratica operativa per la certificazione energetica e il progetto : scegliere gli strumenti di calcolo, utilizzare gli atlanti gratuiti, calcolare agli elementi finiti con software gratuiti, verificare il rischio muffa e condensa superficiale, esempi di calcolo svolti "passo a passo", Luca Raimondo, Santarcangelo di Romagna RN: Maggioli, c2015

Ponti termici negli edifici: valutazioni calcolo correzioni interventi, Kristian Fabbri, Milanofiori-Assago Mi Wolters Kluwer Italia, c2014

Teaching methods

Teaching will take place mainly through lectures with a special attention to a direct interaction with students, which will have the possibility to propose deepening of some subject and to debate on them.
Within the course, practical exercises will be solved concerning the design load for heating and cooling, energy performance of buildings in standard conditions and energetic refurbishment of building components finalized to provide students with a critical capacity on these subjects.
Additionally, a laboratory is offered (if financed) concerning FEM modeling of thermal bridges, building component design to avoid superficial and interstitial condensation, introduction to the dynamic simulation of buildings.

Assessment and Evaluation

The written test is structured in two questions on theoretical subjects and an application exercise. Each problem serves for the assignment of a maximum of 20 points, for a total of 60. The final mark is out of 30 and is considered sufficient only by those candidates who achieve a score of not less than 16/30.
The individual project must be delivered to the teacher in due time to correct it and assign a mark in thirtieths. To obtain the sufficiency in this part of the exam it is necessary to obtain a minimum score of 16/30.

The final score corresponds to the arithmetic mean of the marks obtained in the written test and in the individual project. If the final score is less than 18/30 an oral exam is scheduled.