Energia: tecnologia e ingegneria

Questo volume, che si presenta come una raccolta di informazioni relative all'energetica edilizia, - o meglio, relative all'energetica dell'involucro edilizio, - è, di fatto, un compendio di una cosa piuttosto complessa: l'aria interna - quella degli ambienti confinati - e le sue relazioni con le attività umane, il benessere, le strutture edilizie, il mondo esterno e via discorrendo. Il testo tratta essenzialmente di trasporto del calore, di diffusione del vapore e di rumore: ne definisce le variabili descrittive, gli strumenti di misura, controllo, diagnosi e progetto. Il tutto finalizzato al risparmio dell'energia e all'edilizia sostenibile. Uno spazio opportuno è dato ai materiali e provvedimenti per l'isolamento termico ed acustico - all'uso delle barriere e freni vapore. Non solo, vengono anche presentati gli isolanti sintetici, relativi all'edilizia "commerciale", e quelli naturali, della bio-architettura. Il punto di vista del testo è presentare quei paradossi tecnologici - che hanno grande influenza sui livelli prestazionali - per darne una risposta. Infatti, chi direbbe che pochi grammi di vapore - circa dieci per metro cubo d'aria - fanno mutare profondamente il livello di comfort? Oppure, quanto contribuisce il metabolismo umano al riscaldamento di un edificio? Ovvero, perché una casa passiva - idealmente senza impianti - è sempre dotata di ventilazione meccanica controllata? E via discorrendo.

L'energia che si consuma per riscaldare gli edifici e per la produzione di acqua calda sanitaria, rappresenta circa il 40% del consumo globale nell'Unione Europea. Buona parte dell'energia necessaria per ottenere i livelli di comfort termico viene dispersa in parte dagli impianti ed in parte dalle strutture. A livello nazionale sono state emanate diverse leggi che indicano i criteri per la progettazione delle nuove costruzioni e per gli interventi di riqualificazione energetica del patrimonio edilizio esistente. Con la Legge 9 gennaio 1991, n. 10 (Norme per l'attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell'energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia) si introduce l'obbligo di depositare, presso gli uffici tecnici comunali, la relazione tecnica energetica, si catalogano gli edifici in funzione della destinazione d'uso e si classifica il territorio italiano in sei zone climatiche. Il testo tratta la normativa sul risparmio energetico, le metodologie di calcolo per la determinazione del fabbisogno energetico degli edifici, le verifiche termo-igrometriche, il rendimento globale medio stagionale e la stesura della relazione tecnica energetica.

La realizzazione e la pianificazione della filiera del biogas per la produzione di energia elettrica, termica o di biocarburante come il biometano è oggi di grande interesse e può favorire lo sviluppo di nuovi settori produttivi. Il volume risponde all'esigenza di avere una fonte di consultazione pratica che affronti nella loro multidisciplinarietà i diversi argomenti che concorrono a rendere l'uso delle biomasse agro-industriali e dei rifiuti solidi urbani una valida fonte per la filiera di produzione di energia e di biometano. In particolare il testo tratta i diversi segmenti che compongono la filiera, affrontando gli aspetti che possono portare ad inefficienze del sistema; partendo dalla programmazione degli iter autorizzativi, approfondisce gli argomenti legati alla conservazione e caratterizzazione degli approvvigionamenti dei materiali di alimentazione degli impianti fino ad affrontare la gestione del processo. Lo scopo del volume è pertanto quello di fornire gli strumenti per ottenere un'elevata efficienza di conversione energetica garante della sostenibilità economica dell'investimento. Particolare attenzione è rivolta anche all'uso del rifiuto organico biodegradabile nell'ottica di trasformarlo in risorsa energetica nel rispetto e nella salvaguardia dell'ambiente; infine vengono presentati alcuni casi studio come esempio di applicazione operativa e di calcolo dei parametri tecnici utili per la realizzazione e gestione della filiera.

I sistemi radianti, siano essi a pavimento, parete e soffitto, da alcuni anni stanno godendo di una certa diffusione nelle applicazioni termotecniche e, da applicazioni di nicchia ingiustamente confinate in passato per lo più all'interno di fabbricati industriali o nelle zone climatiche più fredde, ora sono oggetto di richieste anche da parte dello stesso utente privato, su tutto il territorio italiano, per riscaldare e raffrescare gli ambienti. Il testo vuole condurre il lettore ad una comprensione più approfondita e critica dei numerosi aspetti coinvolti nella progettazione e realizzazione di un sistema radiante, cercando di avere un respiro organico e quanto più completo sull'argomento e senza restare confinati all'interno delle usuali applicazioni o di luoghi comuni. Con tale spirito la trattazione è stata impostata attraverso un taglio multidisciplinare che spazia dalla normativa alla progettazione e da pratici suggerimenti installativi all'applicazione di recenti tecnologie come la termografia. Il testo è principalmente rivolto a progettisti, certificatori energetici ed installatori, ma il tono semplice, diretto e a tratti ironico vuole introdurre all'argomento anche il neofita o lo stesso utente finale che troverà nel testo informazioni utili per orientarsi meglio in un settore dominato forse troppo dalle esigenze del marketing.

Sono stati proposti o implementati numerosi dispositivi per il recupero dell'energia proveniente da vari tipi di sorgenti, incluse quelle di origine naturale. Queste sorgenti includono l'energia solare, l'energia eolica, l'energia delle maree, delle correnti e delle onde, energia che viene poi convertita da tali dispositivi in energia elettrica per integrare o rimpiazzare quella fornita dalla rete elettrica. Il sistema che viene qui descritto riguarda metodi e dispositivi per la conservazione dell'energia ed in modo particolare i dispositivi che possono recuperare energia. Il sistema è progettato per ricevere segnali a radio frequenza da qualunque sorgente WIFI da 2,4 a 2,5 GHz, WiMax, Radio Satellitare, da Telefoni Cellulari da 850 MHz a 900 MHz e da 1,8 GHz a 1,9 GHz, segnali TV UHF e convertire l'energia a radio frequenza del segnale ricevuto in un'altra forma di energia, cioè in una tensione a corrente continua. Contenuti: Metodo ed Apparato per Recuperare Energia - Descrizione Dettagliata - I Componenti Attivi Utilizzati nell'Apparato Recuperatore o Microcontrollore - PIC12F683-0847 - MAX1672 Convertitore DC/DC Step Up/Down - TPS61200DRCT - Convertitore Sincrono di Potenziamento con Bassa Tensione in Entrata e Commutatori da 1,3 A - TLV431 Regolatore di Precisione Regolabile per Bassa Tensione o CBC3112 - EnerChip CC o S-80825 - Rivelatore di Tensione di Alta Precisione o DW01 - Circuito di Protezione di Una Cella a Ioni di Litio.

Scopo principale dell'opera è quello di rispondere ai quesiti su come si affronta la progettazione elettrica e quale documentazione fornire a un committente, pubblico e privato sulla base della Guida CEI 0-2. L'opera, innovativa nel suo genere, a partire dall'esperienza trentennale dell'autore come progettista, collaudatore e direttore lavori, illustra con un linguaggio scientifico e chiaro tutte le più importanti problematiche e le procedure di approccio alla progettazione degli impianti elettrici in bassa tensione, con una particolare attenzione anche agli impianti speciali e a quelli di home e building automation e alla loro integrazione nell'edificio. Il volume si rivolge pertanto a tutte quelle figure che per formazione e professione devono oggi disporre di competenze aggiornate per realizzare e documentare un progetto. In particolare, si rivolge a progettisti e installatori d'impianti, a uffici tecnici delle imprese di installazione, senza dimenticare i laureandi in ingegneria elettrica, e gli studenti e professori d'istituti tecnici e professionali. Sono state sviluppate, inoltre, considerazioni circa l'evoluzione del mercato dei prossimi anni, le competenze richieste e le nuove figure professionali che vengono a determinarsi nel settore delle nuove tecnologie, con un capitolo dedicato alle problematiche connesse allo svolgimento dell'attività professionale per poter garantire un servizio di progettazione di qualità con costi competitivi.

Il volume è strutturato in sei capitoli. All'analisi del consumo energetico nei sistemi di approvvigionamento idropotabile segue la presentazione dei risultati di un'indagine sul consumo energetico di un centinaio di impianti di potabilizzazione distribuiti sul territorio nazionale e 85 impianti nella provincia di Brescia. Ampio spazio è dedicato all'analisi completa dei consumi energetici di dieci sistemi di approvvigionamento idropotabile, condotta mediante un monitoraggio degli impianti alla scala reale. Significativo è, inoltre, il contributo di sei gestori del servizio idrico integrato relativo ad esperienze di upgrading, sia di tipo impiantistico che gestionale, volte alla riduzione dei consumi energetici di alcuni sistemi di approvvigionamento idropotabile situati nelle province di Brescia, Pavia, Parma, Reggio Emilia e Udine. Viene di seguito illustrata la gestione sistematica dell'energia come strumento per il miglioramento continuo delle prestazioni energetiche del servizio idrico integrato. Infine, dopo una sintesi sulle principali criticità emerse nelle esperienze analizzate, vengono proposti i possibili interventi, di carattere tecnico e gestionale, finalizzati alla riduzione dei consumi energetici nei sistemi di approvvigionamento idropotabile: criteri di progettazione/gestione degli impianti di potabilizzazione e delle reti, gestione delle criticità tra utenze attive e passive, utilizzo di fonti di energia alternative e/o rinnovabili, strumenti di gestione dell'energia, ecc.

Il volume presenta il nuovo impianto di termovalorizzazione di Bolzano, completato nel 2013, destinato allo smaltimento finale dei rifiuti dell'intera provincia e alla produzione di energia elettrica e termica. Il progetto è illustrato considerando molteplici aspetti: la storia dell'impianto, il concept architettonico, l'inserimento paesaggistico, la tecnologia e il funzionamento dell'impianto, la comunicazione alla popolazione residente. Il volume comprende testi, immagini, schizzi e disegni architettonici, schemi di funzionamento e schede tecniche esplicative, per una descrizione esaustiva dei molteplici aspetti relativi alla realizzazione di un intervento caratterizzato da un elevato livello di complessità.