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Innddiiccee ddeellllee ffiiggururee
Figura 1-1 Andamento della temperatura media del globo anni 1880-1998. (da: L. Conti,
Lafotosintesi e la sua storia, Giunti 1991).___________________________________14
Figura 1-2 Variazione della temperatura media rispetto alla media degli anni 1961
1990[2] _____________________________________________________________ 14
Figura 1-3 Temperatura e CO2. ___________________________________________ 15
Figura 1-4 Effetto serra naturale, effetto serra su base 100. ______________________ 16 Figura 1-5 Andamento della concentrazione di CO2 nel pianeta. [2]________________ 19
Figura 1-6 Azioni nazionali per la riduzione delle emissioni di gas serra. ____________ 29 Figura 1-7 Andamento del prezzo del petrolio. [rif. 5] _________________________ 33 Figura 1-8 Andamento dei consumi energetici nel settore civile. __________________ 36 Figura 1-9 Andamento dei consumi di energia nel terziario e negli usi domestici.______ 36 Figura 1-10. Il processo di progettazione ecosostenibile richiede un approccio
multidisciplinare e coordinato che comprenda tutte le scale di intervento. _________ 44 Figura 1-11 Schema di un approccio corretto alla progettazione bioclimatica. _______ 52 Figura 1-12 Effetto serra _______________________________________________ 55 Figura 1-13 schema di classificazione dei sistemi solari passivi __________________ 58 Figura 1-14 Schema riassuntivo dei sistemi solari passivi_______________________ 59 Figura 1-15. sistema diretto senza diffusione.________________________________61 Figura 1-16. sistema diretto con diffusione.___________________________________61 Figura 1-17 Schermature mobili _________________________________________ 61 Figura 1- 18 Funzionamento Muro Trombe in inverno, giorno e notte ______________ 63 Figura 1-19 Funzionamento estate-giorno. _________________________________ 64 Figura 1- 20. Serre non abitabili_______________________________________65 Figura 1-21 Serre aggiunte: A -con parete di accumulo; B -con guadagno diretto. _____66 Figura 1-22 Funzionamento del sistema Roof- Pound. _________________________ 67 Figura 1-23 Serra in copertura. __________________________________________ 67 Figura 1-24 Funzionamento del sistema Rock Bed. ____________________________ 69 Figura 1-25. Sistema Barra Costantini______________________________________69 Figura 1-26 Schema riassuntivo dei sistemi di raffrescamento passivi. ______________ 73 Figura 1-27 Ventilazione incrociata _______________________________________ 74
Figura 1- 28. Sistemi a effetto camino_______________________________________ 75 Figura 1-29. Aspiratori statici. ___________________________________________ 75 Figura 1-30 Torre del vento. _____________________________________________ 76 Figura 1-31. Regolazione stagionale delle imposte. ____________________________ 78 Figura 1-32 Brise Soleil._________________________________________________ 79 Figura 1-33 Lame regolabili. _____________________________________________ 80 Figura 1- 34 Schema dei flussi termici negli spazi confinati. _____________________ 84 Figura 1-35 Schemi di ventilazione delle facciate a doppia pelle.__________________ 86 Figura 1-36 Edificio "Nuova Verniciatura" Ferrari a Maranello. ______________ 88 Figura 1-37 confronto tra vetri chiari e vetri a controllo solare. ___________________ 90 Figura 1-38 Vetro bassoemissivo___________________________________________ 91 Figura 1-39 Assonometria della doppia _____________________________________ 94 Figura 1-40 Disegni di funzionamento della doppia pelle dell'involucro.___________ 95 Figura 1-41 Rendering del progetto della regione Lombardia di Pei Cobb Freed &
Partners ______________________________________________________________ 96 Figura 1-42 Parete vetrata del complesso Uffici a Bergognone progettato da Mario Cucinella._____________________________________________________________ 96 Figura 1-43 Radiazione solare globale. _____________________________________ 98 Figura 1-44 Subsistema di captazione di un sistema solare attivo con fluido vettore
acqua._______________________________________________________________ 100 Figura 1-45 Pannelli scoperti. ___________________________________________ 101 Figura 1-46 Pannelli piani vetrati. _______________________________________ 101 Figura 1-47 Collettore solare a tubi sottovuoto. _______________________________ 102 Figura 1-48 Boiler solare per l'accumulo di acqua calda. ________________________ 103 Figura 1-49 Andamento del risparmio e del costo nei primi 25 anni di vita
dell'impianto solare considerando diverse fonti energetiche non rinnovabili: metano, gasolio, elettricità_____________________________________________________ 104 Figura 1-50 Facciata fotovoltaica Saint-Gobain.____________________________ 105 Figura 1-51 flusso di corrente fotogenerata attraverso circuito elettrico __________ 106 Figura 1-52 Generatore fotovoltaico ____________________________________ 108 Figura 1-53 Schema di funzionamento di un generatore fotovolatico. ____________ 109 Figura 1-54 Componenti di un sistema isolato. ______________________________ 109
Figura 1-55 Impianto fotovolatico collegato alla rete. ______________________ 110 Figura 1-56 Capacità produttiva di un impianto fotovoltaico di potenza nominale 1 kWp._______________________________________________________________ 111 Figura 1-57 Schema di generazione concentrata. ___________________________ 116 Figura 1-58 Schema di generazione distribuita. _____________________________ 117 Figura 1-59 Schema semplificato di una microturbina. _______________________ 119 Figura 1-60 Schema di una cella a combustibile. ____________________________ 120 Figura 1-61 Fonti primarie di produzione dell'idrogeno. _____________________ 124 Figura 1-62 La produzione dell'idrogeno tramite «steam reforming» ed
«elettrolisi»._________________________________________________________130 Figura 1-63 Economia dell'idrogeno_____________________________________ 133 Figura 1-64 Conversione di energia: confronto fra celle a combustibile e sistemi tradizionali. _________________________________________________________ 134 Figura 1-65 schema di funzionamento dei vari tipi di celle. ____________________ 135 Figura 1-66 Stack di celle a combustibile __________________________________ 136 Figura 1-67 Schema a blocchi di un impianto a celle a combustibile. ___________ 137 Figura 1-68 Confronto delle efficienze tra celle a combustibile e generatori
convenzionali. _______________________________________________________ 143 Figura 1-69 Combustibili utilizzabili con impianti a celle a combustibile. _______ 144 Figura 1-70 Confronto delle emissioni di impianti a celle a combustibile con impianti di generazione di potenza tradizionali. ____________________________________ 145 Figura 1-71 Emissioni impianti PC25 confrontati con i limiti emessi dal SCAQMD.
(ppmv 15% 02 secco) _________________________________________________ 146
Figura 1-72 Analisi estrapolate dal progetto "Vision 21 " condotto dal Doe sulle previsioni di evoluzione delle Celle a Combustibile nel XXI secolo, in termini di
riduzione dei costi e di miglioramento dei rendimenti. ________________________ 147 Figura 2-1. Vista di una facciata interna del cortile, sito dell'intervento._________153 Figura 2-2 Casa sigillata architettura aperta? ____________________________ 155 Figura 2-3 Foto aerea di Pisa. In azzurro è indicato il cortile dove è previsto
l'intervento.__________________________________________________________157 Figura 2-4 Denominazione dei venti secondo la direzione di provenienza.________ 162
Figura 2-5 Rose dei venti per le varie stagioni e riassunto annuale, _____________ 163 Figura 2- 6 Schema assonometrico dell'andamento del sole per la latitudine di Pisa. 167 Figura 2-7 Carta del percorso solare valida per la latitudine di Pisa. __________ 168 Figura 2-8 Indicazione del punto di vista delle immagini relative all'atrio riportate negli studi delle ombre (figure 2-9,2-10,2-11). _____________________________ 169 Figura 2-9 Studio dell'andamento delle ombre all'interno dell'atrio nel giorno del
solstizio d'estate. ____________________________________________________ 170 Figura 2- 10 Studio dell'andamento delle ombre all'interno dell'atrio nel giorno degli equinozi. __________________________________________________________ 171 Figura 2-11 Studio dell'andamento delle ombre all'interno dell'atrio nel giorno del
solstizio d'inverno.___________________________________________________ 172 Figura 2- 12 Diagramma di Givoni per la località Pisa. ___________________ 174 Figura 3-1 Vista d'insieme del progetto Pera. _____________________________ 199 Figura 3-2 Progetti dei prospetti dell'edificio: a) progetto Pera per il prospetto principale; b)progetto Severini lato Via Bonanno.________________________200 Figura 3-3 Il progetto Pera. Pianta del piano seminterrato. _________________ 201 Figura 3-4 Il progetto Pera. Pianta del piano terra.________________________202 Figura 3-5 Il progetto del Pera. Pianta piano primo. ________________________202 Figura 3-6 Il progetto del Pera. Pianta piano secondo._______________________203 Figura 3-' Vista attuale dell'ingresso principale.__________________________203 Figura 3-8 Vista della corte interna nella zona est del complesso. _______________ 205 Figura 3-9 vista dei corpi aggiunti nella parte calpestabile della corte interna nella zona est dell'edificio della facoltà. ____________________________________205 Figura 3-10 Vista della corte interna nella zona Ovest del complesso. E' visibile in basso il nuovo solaio, che diminuisce la profondità della chiostra e crea un nuovo volume chiuso utilizzabile.___________________________________________ 206 Figura 3-11 Foto aerea della Facoltà di Ingegneria con indicazione della corte oggetto del progetto preliminare di tesi. _______________________________ 207 Figura 3-12 Porzione di pianta del piano terra dell'edificio della Facoltà, con
indicazione delle facciate interne riportate nelle foto seguenti. ______________ 208 Figura 3-13 Facciata N, in direzione nord. ________________________________ 209
Figura 3-14 Facciata E, in direzione est. _________________________________ 209 Figura 3-15 Facciata S, in direzione sud. _________________________________ _210 Figura 3-16 Facciata W, in direzione ovest. ________________________________ 211 Figura 3-17 Schizzo progettuale preliminare realizzato dal
Prof. Ing. Pier Luigi Maffei. __________________________________________ 213 Figura 3-18 Ipotesi iniziale. ____________________________________________ 214 Figura 3-19 Schizzo assonometrico. ______________________________________ 215 Figura 3-20 Schizzo di studio progettuale della rampa del Guggenheim Museum di NewYork. ________________________________________________________ 216 Figura 3-21 Le figure geometriche che compongono la pianta del progetto. In grigio è riportata la pianta del piano terra. __________________________________ 218 Figura 3-22 Correlazione geometrica tra elementi che definiscono l'aspetto in pianta del nuovo progetto. ________________________________________________ 219 Figura 3-23 Proporzione tra alcuni elementi che definiscono la pianta del progetto. 220 Figura 3-24 Vista 3D dei volumi costituenti il nuovo edificio.__________________221 Figura 3-25 I piani del corpo centrale.___________________________________223 Figura 3-26 Vista di Piazza dei Miracoli dal tetto dell'edificio della facoltà._____ 224 Figura 3-27 disegni in pianta delle possibili cupole di copertura._______________226 Figura 3-28 1 corpi servizi._____________________________________________ 227 Figura 3-29 I percorsi. ______ ________________________________________ 229 Figura 3-30 Esempi di architetture in acciaio e vetro._______________________ 231 Figura 3-31 Disegno 3D dell'ossatura metallica. __________________________ 233 Figura 3-32 Immagine 3D della trave reticolare spaziale a semiottaedro irregolare e del grigliato portante centrale._______________________________________ 234 Figura 3-33 Assorbimento dei carichi della trave reticolare a semiottaedro.______235 Figura 3-34 Immagine 3D della trave reticolare spaziale alla base dei pilastri.____ 236 Figura 3-35 Vista dell'ossatura principale e dei solai. In giallo sono rappresentati i tiranti, che appendono i solai alla trave reticolare in sommità.______________ 237 Figura 3-36 Esempi di cupole a reticolo quadrangolare. Realizzazioni MERO.____238 Figura 3-37 Vista della struttura principale, dei solai e della rampa
elicoidale. ________________________________________________________239 Figura 3-38 Vista 3D delle pareti in c a. e delle fondazioni. ____________________ 240
Figura 3-39 Vista 3D delle fondazioni. In trasparenza sono rappresentati i solai
esistenti.____________________________________________________________241 Figura 3-40 Perforatrice idraulica prodotta dalla SOILMEC.________________ 242 Figura 3-41 Indicazione del passaggio delle macchine perforatrici per realizzare i micropali di fondazione. _____________________________________________ 243 Figura 3-42 Disegno dell'involucro verticale a doppia pelle. I numeri indicati fanno riferimento alla descrizione nel testo a fianco._____________________________246 Figura 3-43 Funzionamento di un vetro bassoemissivo. Tratto da "Quaderni di
Architettura 1" della Saint Gobain.___________________________________ 247 Figura 3-44 schema di ventilazione combinata: immissione d'aria fresca ed estrazione per effetto-camino__________________________________________________251 Figura 3-45 VENTILAZIONE. Funzionamento in estate durante il giorno._______254 Figura 3-46 VENTILAZIONE. Funzionamento in estate durante la notte. _______ 255 Figura 3-47 VENTILAZIONE. Funzionamento in inverno durante il giorno. _____ 256 Figura 3-48 VENTILAZIONE. Funzionamento in inverno durante la notte. ______ 257 Figura 3-49 ILLUMINAZIONE. Funzionamento in estate. ___________________ 259 Figura 3-50 ILLUMINAZIONE. Funzionamento in inverno. _________________ 260 Figura 3-51 Esempio di applicazione di moduli fotovoltaici a doppio vetro (college of Further Education, Westphalia.________________________________________262 Figura 3-52 esempio applicativo di moduli fotovoltaici a doppio vetro. Totem
fotovoltaico ad Environment Park a Torino.____________________________ 263 Figura 3-53 Esempi di celle FV prodotte dalla ditta S.E.PROJECT di Padova. _____ 264 Figura 3-54 Individuazione dei pannelli contenti le celle FV. ___________________ 267 Figura 3-55 Schema generale per il calcolo dell'energia prodotta da un sistema FV. 268 Figura 3-56 Indicazioni sulle dimensioni dei moduli FV utilizzati. _____________ 273 Figura 3-57 Capacità produttiva di un impianto fotovoltaico di potenza nominale
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Tabella 1-1 Domanda totale di energia ripartita per fonti, in Italia. _______________ 33 Tabella 1-2 Fabbisogno di energia primaria in Italia. (rif. 5) ____________________ 34 Tabella 1-3 Bilancio energetico nazionale di sintesi. (rif. 5)______________________ 35 Tabella 1-4. Proprietà energetiche delle vetrate (valori medi) _________________ 92 Tabella 2-1 Temperatura minima, massima e media dell'aria esterna. ___________ 158 Tabella 2-2 Precipitazioni medie, massime e minime in mm. __________________ 160 Tabella 2-3 Precipitazione medie in mm. ____________________________ ____160 Tabella 2-4 Umidità relativa media mensile. ______________________________ 161 Tabella 2-5 Frequenza e velocità dei venti nel corso dell'anno a Pisa. __________ 163 Tabella 2-6 Stato del cielo per ogni mese.____________________________ _____ 165 Tabella 3-1 lnclinazione dei pannelli dei vari "settori". ____________________ 270 Tabella 3-2 Valori dell'irraggiamento annuo per superfici rivolte a Sud, ad Ovest, ad Est, a nord ed inclinate di 15 °, 33°, 55 °, 78° rispetto all'orizzontale. _______________ 271 Tabella 3-3 Superfici celle esposte a sud.____________________________________ 274 Tabella 3-4 Superfici celle esposte a est.____________________________________ 274 Tabella 3-5 Superfici celle esposte a ovest. _______________________________ 275 Tabella 3-6 Superfici celle esposte a Nord._________________________________ 275 Tabella 3-7 Efficienza dei moduli fotovoltaici commerciali_____________________276 Tabella 3-8 Energia solare incidente sulle celle esposte a sud in un anno. ____________ 277 Tabella 3-9 Energia solare incidente sulle celle esposte a est in un anno._____________ 277 Tabella 3-10 Energia solare incidente sulle celle esposte ad ovest in un anno. ______ 278 Tabella 3-11 Energia solare incidente sulle celle esposte a nord in un anno. ________ 278 Tabella 3-12 Energia solare incidente sulle _________________________________ 278 Tabella 3-13 Energia solare annua captata dalle celle.__________________________ 279 Tabella 3-14 Flussi di cassa (migliaia di euro)._____________________________ 283 Grafico 2-1 Andamento della temperatura dell'aria esterna per Pisa.____________ 159 Grafico 2-2 Variazione della temperatura nel giorno medio nei mesi ____________ 159
