THERMAL SYSTEMS IN BUILDINGS
Academic year2022/23
CourseSTRUCTURAL AND BUILDING ENGINEERING
Code097II
Credits9
PeriodSemester 1 & 2
LanguageItalian
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) |
| IMPIANTI TERMOTECNICI PER L'EDILIZIA | ING-IND/11 | LEZIONI | 90 | |
Obiettivi di apprendimento
Conoscenze
Lo studente che completa con successo il corso sarà in grado di dimostrare una solida conoscenza degli impianti di riscaldamento e raffreddamento e di come sia impossibile progettare un edificio oggi senza tener conto della loro importanza per risolvere problemi energetici, acustici e di comfort. Lo studente sarà in grado di soddisfare i requisiti delle Direttive Europee in termini di sistema edificio-impianto e di utilizzare fonti rinnovabili adeguate per ridurre il consumo di energia. Inoltre, lo studente sarà in grado di scegliere e progettare la maggior parte dei componenti degli impianti tecnici, compresa la risoluzione dei problemi di sicurezza.
Knowledge
The student who successfully completes the course will be able to demonstrate a solid knowledge of heating and cooling plants and how it's impossible to design a building today without taking into account their importance to resolve energetic, acoustic and comfort problems. The student will be able to satisfy the requirements of the European Directives in terms of system building-plant and use correct renewable sources to reduce energy consumption. In addition, the student will be able to choose and design the most components of technical plants, included the resolution for safety problems.
Modalità di verifica delle conoscenze
La verifica delle conoscenze acquisite avverrà soltanto in occasione della sessione d'esame
Assessment criteria of knowledge
The verification of the acquired knowledge will take place only during the exam session
Capacità
Al termine del corso:
gli studenti avranno ricevuto le conoscenze per utilizzare un qualsiasi software termotecnico per la verifica energetica di edifici.
gli studenti saranno in grado di svolgere la progettazione di un edificio tenendo conto degli impianti necessari a garantirne il comfort
Skills
At the end of the course:
students will have received the knowledge to use any thermal engineering software for energy verification of buildings.
students will be able to carry out the design of a building taking into account the facilities necessary to ensure their comfort
Prerequisiti (conoscenze iniziali)
Esame sostenuto di Fisica Tecnica Ambientale
Programma (contenuti dell'insegnamento)
1 - Introduzione
- Presentazione del Corso.
- Sistemi di unità di misura, con particolare riferimento all’energia e alla potenza.
- Breve ripasso di Fisica Tecnica Ambientale:
- Termodinamica: primo principio della termodinamica, entalpia e bilancio energetico. Equazione di stato dei gas perfetti. Equazioni di stato delle miscele.
- Scambio termico: Conduzione e convezione e irraggiamento. Cenni sulla conduzione per pareti cilindriche e raggio critico d’isolamento.
- Scambiatori di calore
2 - Sistema edificio – impianto
- Riferimenti normativi: Direttiva 2010/31/UE e relativi decreti attuativi a livello nazionale. Direttiva 2012/27/UE sull’uso efficiente dell’energia e relativi decreti attuativi.
- Definizioni di temperatura operante e gradi giorno.
- Fabbisogno di energia primaria: definizione, valutazione del fabbisogno di energia utile e analisi dettagliata dei rendimenti d’impianto (produzione, distribuzione, emissione, regolazione):
- Cenni delle tipologie di caldaie.
- Perdite al camino, perdite a bruciatore spento, perdite di prelavaggio.
- Rendimento di combustione e rendimento utile
- Accorgimenti per l’ottimizzazione dei rendimenti di produzione, emissione, regolazione e distribuzione
3 - Impianti di riscaldamento
- Potere calorifico dei combustibili e principi di combustione.
- Classificazione generale delle caldaie (per tipo di combustibile, riferimento alla pressione, ecc…)
- Caldaie di potenza inferiore a 35 kW (Riferimenti normativi)
- Definizione di impianto a gas (alla luce della norma UNI 7129 e della legge sulla sicurezza degli impianti):
- Reti di distribuzione (materiali e dimensionamento)
- Apparecchi utilizzatori
- Aperture di ventilazione
- Scarichi fumari (canne fumarie e camini, tiraggio)
- Esempio di dimensionamento tubazione del gas
- Centrale termica per caldaie di potenza superiore a 35 kW. (Riferimenti normativi)
- Componenti per caldaie maggiori di 35 kW: termostato, presso stato, flussostato, valvola di sicurezza, disaeratore, vaso d’espansione (dimensionamento e tipologie), ecc…
- Cenni ad altri sistemi di produzione energia:
- pompe di calore
- generatori di aria calda
- impianti di cogenerazione
- brevi riferimenti a forme di energia rinnovabile
- Tipologie sistemi di distribuzione impianti ad acqua calda:
- Introduzione alle varie tipologie di distribuzione del calore.
- Perdite di carico nei condotti (distribuite e concentrate)
- Dimensionamento dei circuiti
- Pompe
- Tipologie di distribuzione calore: da impianto bitubo a impianto monotubo ad eiettore, impianti e collettori.
- I terminali degli impianti di climatizzazione: tubo liscio, radiatore, (breve descrizione dei diversi materiali, vantaggi e svantaggi), ventilconvettori e aerotermi, sistemi radianti (pavimenti a parete, a soffitto, strisce, nastri, tubi, ecc…)
- Dimensionamento della rete di distribuzione dei corpi scaldanti (perdite di carico e calcolo del diametro di una tubazione)
- La termoregolazione
- Il termostato (brevi cenni)
- Valvole di regolazione (a 2, 3 e 4 vie): tipologie costruttive (a sede ed otturatore, a settore o diaframma). Schemi di utilizzo
- Riferimenti normativi
- Ripartizione potenza termica su più caldaie.
- Attenuazione notturna
- Contabilizzazione del calore e valvole termostatiche.
- La valvola di bypass
- Termoregolazione unifamiliare e plurifamiliare
- Termoregolazione completa per impianti > 35 kW
4 - Impianti di climatizzazione
- Breve ripasso dell’aria umida. Definizioni, trasformazioni elementari, diagramma di Mollier.
- Il bilancio del sistema: climatizzazione estiva ed invernale
- Gli impianti di climatizzazione e controllo dei suoi principali parametri:
- Temperatura
- Umidità dell’aria
- Movimento dell’aria
- Qualità dell’aria
- Classificazione degli impianti di climatizzazione (ad aria, ad acqua, misti, a espansione diretta)
- Macchine frigorifere
- Torri evaporative e condensatori evaporativi
- Recuperatori di calore
- Dimensionamento delle reti di distribuzione dell’aria
5 - Gli impianti antincendio
- La prevenzione incendi: protezione attiva e passiva.
- Cenni alla componente impiantistica
Syllabus
The course addresses the design methodologies of the main plant systems in buildings: heating and air conditioning, controlled mechanical ventilation of rooms, solar thermal and photovoltaic systems, plants using low enthalpy sources (eg.: geothermal plants). Some aspects of other types of plant systems in buildings are discussed (eg.: gas systems, fire-protecting systems, ...). Are also treated issues related to building-plant interaction, the overall energy performance of buildings and the safety of thermal plants.
Bibliografia e materiale didattico
Appunti e articoli tratti da riviste e messi a disposizione dal docente
Bibliography
Notes and articles taken from magazines and made available by the teacher
Modalità d'esame
Prova orale - Iscrizione on-line tramite il portale di iscrizione agli esami dell’Università di Pisa (http://esami.unipi.it/esami/)
Assessment methods
Oral exam - Online registration through the University of Pisa portal (http://esami.unipi.it/esami/)
Updated: 26/01/2023 14:29
