ENERGY EFFICIENT BUILDINGS AND TECHNICAL SYSTEMS DESIGN

Il corso si propone di fornire le basi tecniche e scientifiche per la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici e degli impianti termici, nonché gli elementi fondamentali per la progettazione degli impianti termici. A tal fine verranno presentate le più recenti tecnologie per l'efficienza energetica degli edifici e degli impianti termici, e le relative metodologie progettuali. Verranno inoltre discusse le principali tecniche per il riscaldamento attivo e passivo degli edifici, con particolare riferimento alle tecnologie solari, e i temi della qualità dell'aria interna e del comfort termico. Le conoscenze acquisite permetteranno agli studenti di affrontare la Certificazione Energetica di un edificio dotato di impianti termici, nonché di realizzare progetti di efficientamento energetico che rispettino i severi requisiti prestazionali imposti dalle recenti normative e che possano accedere agli incentivi fiscali disponibili.

Il modulo di laboratorio (44 ore) si propone di fornire i fondamenti pratici necessari alla progettazione sostenibile degli edifici e degli impianti termici a loro asserviti attraverso l’utilizzo di idonei software per la simulazione delle prestazioni energetiche degli edifici, certificati dalle più recenti normative Europee ed Italiane del settore.

I risultati di apprendimento attesi sono coerenti con gli indicatori di Dublino. In particolare:

Conoscenza e comprensione: gli studenti apprenderanno il funzionamento dettagliato degli impianti termici e di produzione di energia da fonti rinnovabili. Impareranno inoltre a conoscere i parametri fisici che influenzano le prestazioni energetiche dell’involucro edilizio, comprendendo la loro relazioni con le possibili scelte progettuali.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: gli studenti impareranno ad integrare nella progettazione del manufatto edilizio le conoscenze acquisite, con l’obiettivo di progettare edifici ed impianti energeticamente efficienti ed in linea con i requisiti di legge. Impareranno inoltre a tradurre il progetto energetico dell’edificio in documenti e relazioni tecniche atte a certificarne la prestazione.

Autonomia di giudizio: le conoscenze acquisite, e la loro applicazione concreta a un caso studio progettuale, permetteranno agli studenti di elaborare in autonomia il progetto energetico di un immobile e la certificazione delle sue prestazioni.

Abilità comunicative: grazie alle conoscenze acquisite, gli studenti saranno in grado di interloquire in modo chiaro ed efficace con altri specialisti coinvolti nella progettazione degli edifici e degli impianti.

Capacità di apprendimento: gli studenti saranno in grado di aggiornarsi in autonomia sulle evoluzioni della normativa di settore, nonché di adattare le loro competenze a svariati settori lavorativi.

Modulo di Teoria (50 ore)
Prestazioni energetiche dell’involucro opaco - Ponti termici: calcolo dettagliato e correzione - Verifica di Glaser e relative soluzioni progettuali - Tetti verdi e tetti "freddi" - Prestazioni energetiche dell’involucro trasparente - Tipologie e prestazioni dei sistemi di schermatura - 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 - Calcolo del carico termico invernale - Impianti fotovoltaici integrati nell’edificio: funzionamento e principi di dimensionamento - Caldaie a condensazione e pompe di calore: criteri di scelta e dimensionamento - Radiatori, ventilconvettori e pavimenti radianti: funzionamento e principi di dimensionamento - Dimensionamento delle reti di distribuzione dei fluidi - Logiche di regolazione degli impianti e loro efficienza - Impianti solari termici: schemi di impianto e dimensionamento di massima - Certificazione energetica degli edifici: legislazione vigente - La redazione dell’Attestato di Prestazione Energetica (APE) - Incentivi statali per l’efficientamento energetico di edifici ed impianti.

Modulo di Laboratorio (44 ore)
L’esercitazione progettuale riguarderà la riqualificazione energetica di un edificio esistente scelto dagli studenti, e avverrà tramite l’utilizzo di software certificati dal Comitato Termotecnico Italiano per l’analisi termica ed energetica degli edifici. Il progetto sarà sviluppato dagli studenti in gruppi composti da 2-3 elementi ciascuno, e comprenderà le seguenti tematiche:

• Caratterizzazione geometrica e funzionale dell’immobile
• Caratterizzazione delle proprietà termiche dell’involucro trasparente ed opaco, ivi inclusi i ponti termici
• Caratterizzazione degli impianti termici ed idrico-sanitari presenti
• Caratterizzazione di eventuali impianti di produzione di energia rinnovabile presenti.
• Elaborazione dell'APE 
• Proposta di riqualificazione energetica e relative verifiche di legge
• Proposta di integrazione di un impianto fotovoltaico

"Contributo dell’insegnamento agli obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile”

L’insegnamento contribuisce a sensibilizzare e formare gli studenti in merito alle tematiche e alle tecnologie che sono alla base dell’Obiettivo 7 (Energia pulita e accessibile), dell’Obiettivo 12 (Consumo e produzione responsabili) e dell’Obiettivo 13 (Lotta contro il cambiamento climatico).

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. 

Gli studenti potranno consultare i seguenti testi per approfondire alcuni argomenti:

1. V. RAISA, Teoria e tecnica della ventilazione. Ed. Delfino, 2010
2. G. ALFANO, F.R. D’AMBROSIO, G. RICCIO, La valutazione delle condizioni termoigrometriche negli ambienti di lavoro: confort e sicurezza. Ed. CUEN, 1997
3. F. GROPPI, G. ZUCCARO, Impianti solari fotovoltaici a norme CEI. Ed. Delfino, 2010
4. A. BRIGANTI, Manuale di climatizzazione. Ed. Tecniche Nuove (Cap. 7, 8, 9)
5. N. ASTE, F. GROPPI, Impianti solari termici. Manuale per ingegneri, architetti, installatori. Ed. Delfino, 2007.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata — Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del proprio Dipartimento (https://www.cinap.unict.it/content/referenti).

• Verifiche legali in materia di prestazione energetica degli edifici: Decreto 26/06/2015
• Calcolo della trasmittanza di un ponte termico
• Bilancio energetico di una copertura
• Controlli igrometrici ai sensi del Decreto 26/06/2015
• Calcolo della trasmittanza degli infissi
• Verifiche di legge sui dispositivi di schermatura mobile
• Parametri caratteristici dei moduli fotovoltaici
• Fabbisogno energetico associato alla ventilazione
• Caratteristiche dei sistemi di ventilazione meccanica
• Stima della produzione di energia elettrica di un impianto fotovoltaico
• Dimensionamento di un radiatore
• Funzionamento di un ventilconvettore
• Dimensionamento di un pavimento radiante
• Dimensionamento di un tubo dell'acqua calda
• Calcolo dell'efficienza complessiva di un impianto di riscaldamento
• Componenti di un impianto solare termico
• Calcolo del fabbisogno di energia primaria non rinnovabile
• Le condizioni per ottenere gli incentivi fiscali
• Discussione delle scelte progettuali attinenti la composizione dell'involucro edilizio opaco e trasparente
• Discussione delle scelte progettuali impiantistiche
• Esito delle verifiche termo-igrometriche ed energetiche di legge
• Integrazione delle fonti di energia rinnovabile nell'edificio analizzato