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Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. Prof. Arch. Franco Cipriani Fisica Tecnica Ambientale Facoltà di Architettura L. Quaroni.

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1 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. Prof. Arch. Franco Cipriani Fisica Tecnica Ambientale Facoltà di Architettura L. Quaroni Università La Sapienza Roma Workshop CISA s.c.a.r.l. – Progetto ex dormitorio FF.SS. Porretta Terme (BO), 15 settembre 2006

2 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 2 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 1. Dati progettuali Finalità del progetto. Volontà di conseguire il massimo risparmio energetico Volontà di minimizzare limpatto sullambiente Impiego di tecnologie innovative e ad alta efficienza

3 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 3 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 1. Dati progettuali Elementi qualificanti individuati. Uso del geoscambio Uso di un recuperatore di calore Uso di pannelli solari Riciclo delle acque meteoriche

4 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 4 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 1. Dati progettuali Elementi problematici per le scelte progettuali. Elementi di carattere generale: Zona climatica Preesistenza delledificio Area a disposizione

5 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 5 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 1. Dati progettuali Elementi problematici per le scelte progettuali. Elementi di carattere specifico: Articolazione in zone funzionalmente distinte –Sala grande –Cucina –Uffici –Sala riunioni

6 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 6 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 1. Dati progettuali Elementi problematici per le scelte progettuali. Elementi di carattere specifico: Variabilità nelluso degli ambienti dai punti di vista: –Destinazione duso –Orario nellarco della giornata –Orario nellarco della settimana –Numero degli occupanti

7 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 7 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 1. Dati progettuali Elementi problematici per le scelte progettuali. Elementi di carattere specifico: Rispetto della normativa anche in rapporto alla grande flessibilità richiesta da quanto visto in precedenza.

8 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 8 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate. Le principali soluzioni che sono state individuate alla fine dellanalisi hanno riguardato i seguenti aspetti: La generazione del calore Il sistema di distribuzione Il sistema di recupero del calore Lintegrazione del geoscambiatore con i collettori solari Il recupero delle acque meteoriche.

9 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 9 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Generazione del calore. Il generatore di calore è una pompa di calore condensata ad acqua accoppiata ad un geoscambiatore. Questa tecnologia è allo stato attuale quella che garantisce la maggiore efficienza energetica rispetto a qualsiasi altra.

10 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 10 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Generazione del calore. Nella modalità riscaldamento il fluido estrae calore dalla terra passando nel geoscambiatore e cedendolo alledificio per mezzo della pompa di calore geotermica, generalmente attraverso un sistema di condotti d'aria. L'aria fredda dell'edificio ritorna alla pompa di calore geotermica, dove raffredda il fluido che scorre verso la connessione con la terra nella quale viene riscaldato nuovamente. Nella modalità raffreddamento il processo è invertito. Il fluido relativamente freddo che arriva dal geoscambiatore assorbe il calore dall'edificio e lo trasferisce alla terra.

11 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 11 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Generazione del calore. A circuito chiuso (closed loop) nel terreno, con perforazioni verticali. È un sistema più costoso rispetto agli altri in quanto richiede le perforazioni, però necessita di una superficie piuttosto contenuta. La capacità media di scambio termico è di 1 kW ogni m di tubazione. I pozzi vengono realizzati con interdistanze di m e sono in genere profondi m. È la tipologia più utilizzata.

12 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 12 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Generazione del calore. Il geoscambiatore è a circuito chiuso (closed loop) nel terreno, con perforazioni verticali. Le perforazioni hanno in genere un diametro di 5 (circa 13 cm) e sono riempite, dopo che ci è stata introdotta la tubazione di scambio termico, con calcestruzzo bentonitico.

13 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 13 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Generazione del calore. Nellarco dellanno la temperatura dellacqua nel geoscambiatore varia, in genere, tra i 2-5 °C e i °C, ma la dinamica può essere minore o più ampia, in rapporto alle caratteristiche della macchina termica e del dimensionamento del geoscambiatore.

14 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 14 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Generazione del calore. Le perforazioni sono lelemento economicamente più delicato in quanto sono lelemento che provoca la differenza di costo rispetto agli altri impianti. Per questa ragione il dimensionamento deve essere ottimale e richiede una grande esperienza. Gli elementi di variabilità progettuale sono molteplici, tra essi: la stratigrafia del terreno le condizioni climatiche e microclimatiche della zona linterdistanza delle perforazioni la profondità delle perforazioni le caratteristiche dellimpianto e dei suoi componenti

15 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 15 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Il sistema di distribuzione. In linea di massima il sistema di distribuzione è basato sullimpiego dei fancoil, per le considerazioni già espresse nel workshop di marzo. Nella sala grande esiste anche un sistema di ventilazione che funziona secondo lo schema e lestratto dellelaborato progettuale delle slides seguenti.

16 ESPULSIONE DAL RECUPERATORE DI CALORE SCHEMA VENTILAZIONE SALA CENTRO ANZIANI MANDATA Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS.

17 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 17 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS.

18 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 18 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Il sistema di distribuzione. La quantità di aria prelevata dallesterno per il controllo della purezza e immessa in ambiente varia in funzione del numero di occupanti, grazie alle caratteristiche del sistema di regolazione e ai ventilatori muniti di variatori di velocità.

19 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 19 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Il sistema di recupero del calore. Si è fatto ricorso ad un sistema di recupero del calore dallaria estratta dalla sala grande. Questo calore preriscalda (o preraffredda) laria immessa, secondo le modalità illustrate nelle slides seguenti.

20 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 20 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. FUNZIONAMENTO IN RECUPERO PRESA ARIA DI RICAMBIOARIA ESPULSA RECUPERATORE DI CALORE

21 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 21 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. FUNZIONAMENTO IN FREE COOLING ARIA ESPULSAPRESA ARIA DI RICAMBIO RECUPERATORE DI CALORE

22 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 22 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS.

23 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 23 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Il sistema di recupero del calore. Una ulteriore potenzialità di risparmio energetico è fornita dalla possibilità di funzionamento in free cooling, tanto più interessante in quanto la quantità di aria è notevole.

24 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 24 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Integrazione del geoscambiatore con i collettori solari. Pompa di calore e pannelli solari saranno impiegati in modo integrato, con una soluzione che viene sperimentata per la prima volta nel nostro paese. In particolare i pannelli svolgeranno due funzioni: per consentire alla pompa di calore di funzionare alla massima efficienza possibile (in inverno) per reintegrare lenergia prelevata dal terreno per mezzo dello scambiatore geotermico (in inverno e in estate).

25 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 25 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Integrazione del geoscambiatore con i collettori solari. Il principio di funzionamento nelle due situazioni tipiche.

26 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 26 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Integrazione del geoscambiatore con i collettori solari. Lintegrazione viene realizzata attraverso un apposito sistema di regolazione e controllo modulabile.

27 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 27 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Integrazione del geoscambiatore con i collettori solari. Schema di progetto.

28 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 28 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Il recupero delle acque meteoriche. Nel progetto si è previsto un duplice sistema di raccolta delle acque meteoriche per il loro riuso: Lacqua del gazebo servirà per gli scarichi dei WC Lacqua delledificio per lirrigazione delle superfici verdi. In generale il funzionamento di tale sistema è schematizzabile come nella slide seguente.

29 Porretta Terme (BO) Prof. Arch. Franco Cipriani 29 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. 2. Principali soluzioni adottate Il recupero delle acque meteoriche.

30 Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS. FINE Prof. Arch. Franco Cipriani Fisica Tecnica Ambientale Facoltà di Architettura L. Quaroni Università La Sapienza Roma Le soluzioni energetiche e impiantistiche per lex dormitorio FF.SS.


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