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Denominazione del corso: Termofisica dell'edificio
Codice del corso: 501062
Corso di laurea: Ingegneria Civile e Ambientale, Ingegneria Edile-Architettura, Ingegneria Elettrica, Ingegneria Industriale
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ING-IND/11
L'insegnamento è affine per: Ingegneria Elettrica
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso ha lo scopo di fornire allo studente nozioni sul comportamento degli edifici in regime termico stazionario, con accenni al regime variabile, e sugli impianti termici. Le nozioni impartite nel corso risultano utili alla formazione tecnica sia nel settore del razionale uso dell'energia sia nel settore della progettazione edile. Saranno trattate con particolare attenzione le problematiche relative al consumo energetico estivo ed invernale degli edifici congiuntamente con considerazioni relative all'influenza del progetto architettonico sulle condizioni di benessere e sui consumi energetici.

Programma del corso

Interazione tra ambiente esterno ed edificio
Dispersioni termiche, trasmittanze, ponti termici. Caratteristiche delle superfici opache e vetrate. Metodi di calcolo. Concetti riguardanti la progettazione di edifici a basso consumo energetico. Riduzione del fabbisogno energetico dell'edificio mediante sistemi passivi. Caratteristiche dei materiali ad accumulo termico, riduzione della radiazione solare tramite vetri basso-emissivi, schermi solari. Esame delle condizioni di realizzazione e di gestione di una casa passiva. Concetti riguardanti gli interventi in edifici esistenti per la riduzione dei consumi energetici. Valutazione delle possibilta' di intervento.

Aspetti termoigrometrici dell'involucro edilizio
Problematiche termoigrometriche dell'involucro edilizio. Condensa superficiale e fattore di temperatura, condensazione interstiziale metodo di Glaser. Criteri di progettazione per prevenire fenomeni di degrado. Applicazioni numeriche ed esempi di calcolo.

Benessere ambientale e qualità dell'aria
Bilancio termico dell'uomo, equazione di Fanger, PMV e PPD, disagio locale, qualita dell'aria.

Impianti di riscaldamento
Impianti di riscaldamento: panoramica sulle tipologie. Potenze termiche di una caldaia, bilancio termico di un generatore in esercizio, rendimenti di una caldaia, tipologie di caldaia, rendimenti di un impianto di riscaldamento. Il sistema di produzione, di emissione, regolazione, distribuzione e accumulo. I componenti ausiliari. Acqua calda sanitaria. Caldaie a condensazione. Pompe di calore. Recuperatori di calore. Cenni a teleriscaldamento e caldaie a biomassa Integrazione con acqua calda prodotta da fonti rinnovabili. Impianti di climatizzazione estiva. Criteri di dimensonamento di impianti di climatizzazione invernale ed estiva.

Valutazione deil fabbisogno del sistema edificio-impianto
La UNI/TS 11300-1: 2014. Descrizione della procedura di calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici. Dati di ingresso, regole di zonizzazione e condizioni al contorno. Parametri per il calcolo del bilancio termico dell’edificio (apporti interni e solari, trasmissione termica, ventilazione). UNI/TS 11300-2: 2014. Dal fabbisogno termico al fabbisogno di energia primaria. Sottosistemi impiantistici e calcolo dei rendimenti. Uso di tabelle per la valutazione semplificata dei rendimenti. Verifica della prestazione energetica per la climatizzazione invernale.

Applicazioni di calcolo
Software per la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici: dal progetto alla diagnosi energetica e alla certificazione energetica. Applicazione a progetti di edifici nuovi e ristrutturazione di edifici esistenti. Metodologie di intervento per la riduzione dei consumi energetici di involucro edilizio e impianti. Calcolo delle potenzialità di riduzione delle emissioni di CO2 in atmosfera.

Prerequisiti

Conoscenze di base di chimica e di strumenti matematici elementari, derivate ed integrali, conoscenze degli stati della materia fornite dall’insegnamento di Fisica 1 B, conoscenze di termodinamica e della trasmissione del calore fornite dall’insegnamento di Fisica Tecnica

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 45
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

G. Alfano, M. Filippi, E. Sacchi.. Impianti di climatizzazione per l'edilizia. Dal progetto al collaudo. . Elsevier, 1997.

A.Magrini, D.Ena. Tecnologie solari attive e passive. EPC Libri 2002.

A.Magrini,L.Cattani, L.Magnani, P.Zampiero. Prestazioni energetiche degli edifici residenziali - Esempi di calcolo secondo la norma UNI TS 11300. EPC Libri 2009.

A.Magrini, L.Magnani. Fisica Tecnica, Volume II - Esempi di calcolo di psicrometria, acustica e illuminotecnica. Città Studi Edizioni, 2009.

A.Magrini. La progettazione degli impianti di climatizzazione negli edifici. EPC Libri 2005.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Per accedere all'esame è necessario svolgere alcune esercitazioni sulle prestazioni energetiche degli edifici. Le modalità di svolgimento e di consegna delle esercitazioni sono fornite durante le lezioni e sono disponibili presso il docente. Verrà svolta una prova scritta nelle date previste per gli appelli.