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Climate change is becoming a crucial factor to consider within human activities and the building sector is particularly influenced by aspects of internal comfort and energy. In Italy, great attention has been paid to the energy refurbishment of buildings. However, such interventions are mostly focused on reducing heating energy consumption, thus neglecting summer season performance. Moreover, climate change is barely considered during the design phase. This issue is addressed in this work which analyzes some of the most common refurbishment interventions applied to a social housing building in Trieste, while also considering internal comfort during the summer season. A dynamic analysis of the building-plant system is carried out using EnergyPlus. Fanger, UTCI and the adaptive comfort models were used to represent internal health, while three TRY data sets were generated using two GCM–RCM projections to evaluate the influence of climate change. The results show that both building insulation and climatic change affect heating consumption reaching a 70% reduction. However, building insulation does not greatly affect internal comfort, although different models show different behavior to protect against external temperatures. On the contrary, climatic change influences the percentage of hours of discomfort, with a 20% increase for all of the models. The final consideration is that people’s internal health should always be considered when carrying out refurbishment activities.

Consistent climate data and reliable sizing methods are fundamental for designing Technical Building Systems. This paper addresses both these aspects with reference to the Italian context analyzing 108 different locations. Regarding the climate data, a quality analysis through the application of rules and filters was performed on the locations. The results showed good data quality, with most sites having high percentages of usable material, although highlighting recursive criticalities in the detection of humidity and wind speed parameters. Regarding the sizing methods, a sensitivity analysis was carried on for the European standard EN ISO 15927-2 to evaluate its performances in selecting the Cooling Design Days in the 108 locations. The analysis highlighted great differences in terms of chosen Design Days when using different climatic parameters, showing at the same time a negligible influence of the wind speed on the selection process. Furthermore, a sizing process for a test building applied to the 108 locations was carried on by using the Cooling Design Days. The results highlighted that the Design Days obtained through the EN ISO method often give counterintuitive sizing outputs, even obtaining higher required powers for lower risk levels, the opposite of how it should be. This implies that a designer should be very careful in evaluating which parameters to use in the Design Day selection and if the output sizing powers obtained through them are reliable for its particular sizing process.

In G. Pernigotti, F. Patuzzi, A. Prada, V. Corrado & A. Gasparella (Eds.), Building Simulation Applications BSA 2022 (pp. 95–102).

Il cambiamento climatico è diventato un fattore essenziale da considerare nel-lo svolgimento delle attività umane e il settore edilizio ne risulta particolarmente influenzato sia in termini energetici che di comfort percepito dagli utenti. Grande attenzione è stata posta in Italia alla riqualificazione energetica degli edifici. Tutta-via tali interventi sono perlopiù incentrati sulla riduzione del consumo invernale, meno importanza è rivolta al comportamento durante la stagione estiva sia in termi-ni energetici che di comfort. Un aspetto assolutamente non considerato è invece l’effetto del cambiamento climatico sulle prestazioni future. In questo articolo si analizzano alcuni degli interventi di riqualificazione energetica attualmente più diffusi per il miglioramento della prestazione invernale applicati ad un edificio di edilizia residenziale pubblica a Trieste. Oltre alle presta-zioni energetiche per il riscaldamento, è analizzata la percezione del comfort inter-no durante la stagione estiva. Inoltre l’analisi viene estesa a futuri scenari climatici per evidenziare il possibile effetto del cambiamento climatico sia dal punto di vista energetico che di comfort.

Great importance is posed today on the refurbishment of residential buildings. However, the common practice is to compute the performances of the refurbished building referring to the actual climatic data, without considering its possible future evolutions, possibly leading to performances that greatly differ from the design phase ones. This paper investigates the effects of data uncertainty in an optimization process applied to the refurbishment practice of a residential building located in Italy, focusing on the effects produced by climate change and by the evolution of the economic situation through the research of robust solutions. The results highlight very different behaviors of both economic and energetic performances of the refurbished building in relation to the different climatic datasets used.

Il progetto ha riguardato la creazione di un database geo-referenziato e di un applicativo su piattaforma GIS (Geographic Information System), utilizzando il software open-source Quantum GIS, finalizzati all’analisi ed alla visualizzazione di alcuni parametri strategici per il consumo e la produzione di energia sul territorio regionale. Lo studio, sviluppato durante un’esperienza di tirocinio svolta presso Insiel SpA con la collaborazione ed il supporto dell’Ufficio che si occupa del Servizio Energia, è nato dall’idea di implementare i valori contenuti nell’analisi del PER (Piano Energetico Regionale) con uno studio dei dati depositati all’interno del catasto APE (Attestati di Prestazione Energetica). Specificatamente sono stati individuati i parametri fondamentali che descrivono l’utilizzo dell’energia sul territorio regionale e che sono presenti nell’APE. Successivamente essi sono stati geo-referenziati e sono state individuate le correlazioni spaziali al fine di evidenziare lo stato di fatto dal punto di vista della prestazione energetica degli edifici, dotati di APE, nella Regione FVG.

Micro-generation is a novel method for producing heat and power on site and near the end-user with high reliability, efficiency, and security of energy supply. The variety of micro-generation technology choices and applications is strongly dependent on a building’s electric and thermal load profiles. Building integration of micro-generation systems is challenging because the loads are small and stochastic in nature, and the diversity is high. Given the rapidly increasing numbers of micro-cogeneration installations around the world, there is a pressing need for knowledge to enable informed choices to be made on where and when the installation of micro-cogeneration systems is appropriate. To properly integrate these systems in buildings, a significant number of operational and design issues must be investigated and resolved. This report contains the research findings of Annex 54 of the International Energy Agency’s Energy in Building and Communities Programme (IEA EBC), which was established in 2009 to further develop simulation models and performance assessment techniques affecting the integration and future penetration of micro-generation systems in buildings. The Annex 54 research encompasses the broad range of end-uses of micro-generation and the systems within it that might be deployed. The work reflects the state-of-the-art and future performance in micro-generation, including integration with energy storage and demand-side management technologies (e.g. responsive loads or dynamic demand control), virtual utility, and smart energy networks. Finally, given the ubiquitous nature of this technology and its broad societal impact, the research results are accessible to a broad audience including engineers, policy makers, and businesses. Annex 54 successfully developed models of micro-generation units and system components, and implemented them into performance simulation platforms for state of the art buildings. A huge amount of country-specific data has been collected from laboratory and field testing, and has been used to determine demand-side profiles and to gain knowledge on micro-generation system integration and performance under variety of real life operating conditions. The country-specific synthesis analysis performed by Annex 54 revealed generic performance trends and “rules of thumb” for the appropriate deployment of micro-generation technologies. The developed assessment methodology established common reference points for performance comparison, assessment methodology, and metrics, as well as for the identification of generic not country-specific factors affecting the viability of micro-generation systems and their appropriate deployment in buildings and communities. A selection of the range of support mechanisms to incentivize the adoption of micro-generation technology has been analysed. It is recognized that the supporting schemes can change quickly and, as such, the country-specific incentives and grants have been examined over the life time of the Annex. As such, the report provides a snapshot of feed-in tariffs, grants, building regulations, and the role of micro-generation and associated technologies in smarter energy systems.

Micro-generation is a novel method for producing heat and power on site and near the end-user with high reliability, efficiency, and security of energy supply. The variety of micro-generation technology choices and applications is strongly dependent on a building’s electric and thermal load profiles. Building integration of micro-generation systems is challenging because the loads are small and stochastic in nature, and the diversity is high. Given the rapidly increasing numbers of micro-cogeneration installations around the world, there is a pressing need for knowledge to enable informed choices to be made on where and when the installation of micro-cogeneration systems is appropriate. To properly integrate these systems in buildings, a significant number of operational and design issues must be investigated and resolved. This report contains the research findings of Annex 54 of the International Energy Agency’s Energy in Building and Communities Programme (IEA EBC), which was established in 2009 to further develop simulation models and performance assessment techniques affecting the integration and future penetration of micro-generation systems in buildings. The Annex 54 research encompasses the broad range of end-uses of micro-generation and the systems within it that might be deployed. The work reflects the state-of-the-art and future performance in micro-generation, including integration with energy storage and demand-side management technologies (e.g. responsive loads or dynamic demand control), virtual utility, and smart energy networks. Finally, given the ubiquitous nature of this technology and its broad societal impact, the research results are accessible to a broad audience including engineers, policy makers, and businesses. Annex 54 successfully developed models of micro-generation units and system components, and implemented them into performance simulation platforms for state of the art buildings. A huge amount of country-specific data has been collected from laboratory and field testing, and has been used to determine demand-side profiles and to gain knowledge on micro-generation system integration and performance under variety of real life operating conditions. The country-specific synthesis analysis performed by Annex 54 revealed generic performance trends and “rules of thumb” for the appropriate deployment of micro-generation technologies. The developed assessment methodology established common reference points for performance comparison, assessment methodology, and metrics, as Executive Summary 10 well as for the identification of generic not country-specific factors affecting the viability of micro-generation systems and their appropriate deployment in buildings and communities. A selection of the range of support mechanisms to incentivize the adoption of micro-generation technology has been analysed. It is recognized that the supporting schemes can change quickly and, as such, the country-specific incentives and grants have been examined over the life time of the Annex. As such, the report provides a snapshot of feed-in tariffs, grants, building regulations, and the role of micro-generation and associated technologies in smarter energy systems.

This paper presents an optimization approach to design of an external fixed shading device protecting an energy efficient office from high sun loads. The developed methodology takes into account heating, cooling and energy required for lighting appliances, along with the interaction with an internal moveable venetian blind for glare protection. The optimization process considers whole year simulations performed with different software codes, specifically ESP-r for energy calculation and DAYSIM® for daylighting analysis, while the modeFRONTIER® tool synchronizes the simulations and drives the optimization for searching optimal solutions. The fixed shading device is a flat panel positioned parallel to the window and inclined by its horizontal axis and the optimization variables change the size, inclination and position of the device respect the building façade. Two exposures are considered south and south-west, the optimized results are reported as a Pareto front highlighting the performance of different solutions, comparing the energy and daylighting performance of the office.

In this paper external fixed shading device geometry is optimized in order to reduce the overall energy consumption in an office room provided with an extensive glazing and moveable Venetian blinds. The fixed shading device is a flat panel positioned parallel to the window and inclined by its horizontal axis. The energy consumption takes into account the energy required for maintaining internal conditions considering heating, cooling and electricity absorbed for artificial lighting. A multiphysic approach applying different simulation codes has been implemented along with RSM and genetic optimization algorithms.

ENERGY MEASUREMENTS FOR A LOW ENERGY BUILDING IN TRIESTE In view of the importance of energy savings in buildings constructions a two floor low energy building has been monitored for over one year and an half, with the aim of recording the energy consumption both in winter and summer seasons. An additional outcome of the project is to collect information about the performance and behavior of the system plant featuring a geothermal heat pump, photovoltaic system, domestic home solar water and heating integration. The building with a south west exposition is conditioned by a radiant floor system for both heating and cooling and is provided with forced air system ventilation with recuperator, to avoid condensing problems during cooling periods an automatic dehumidification system is provided as well, heating and cooling are provided by a geothermal heat pump system. During the research, thanks to the deployment of a National Compact RIO data acquisition system, a great mount of data have been collected. The data comprises the temperatures and flow rates of all the hydronic circuits, ground temperatures in the boreholes, air temperatures in correspondence of the recuperator, electric consumption of the heat pump and of the whole plant system. The collected data will be in future used to compare the results of a dynamic simulation of the building. In this paper the acquisition system and the energetic behaviour of the building in summer and winter seasons will be presented.

Office buildings represent a challenge for reducing energy consumptions due do climatization, since they are characterized by high internal loads due to electronic equipment and illumination. Furthermore they are also characterized by large transparent surface areas in order to guarantee sufficient daylighting. The combination of these factors leads to high energy costs due to both internal and high solar loads. Furthermore, to guarantee healthy work places, glare problems should be taken into account too. To avoid glare and solar radiation fixed or movable shading devices are usually provided. Nevertheless the interaction of these devices with the heating, cooling and lighting plant is not simple, since they affect both the loads and the illumination distribution, and their impact on global energy consumption should be analysed for a really energy efficient design. In the present paper different types of shading devices, fixed, movable and combined are analysed by means of computer codes and a comparison of the energy performance of each system has been carried. ESP-r has been used in order to study the energy behavior of the building, while lighting simulation package DAYSIM has been used for predicting the consumption of the artificial illumination system. DAYSIM can provide the energy code ESP-r with internal loads due to illumination for an energy simulation. Since the deployment of movable devices is automatically controlled by DAYSIM, in order to couple the two codes, the ESP-r source code has been modified introducing a controller to activate the movable shading devices in synchronous with the daylighting analysis. The results obtained with different shading devices are compared in terms of energy required for heating, cooling and lighting and also in terms of daylight distribution using distributions of useful daylight illuminance.

Per raggiungere gli elevati standard richiesti i progettisti possono avvalersi di nuovi strumenti presenti sul mercato. Tra questi assume sempre maggiore importanza la simulazione dinamica del sistema edificio-impianto. Diversi sono i software disponibili, sia commerciali che open-source, che consentono un'accurata analisi delle prestazioni sia degli involucri edilizi sia dell'interazione di questo con sistemi impiantistici sempre più complessi. Il vantaggio rispetto al tradizionale calcolo semistazionario su base mensile o stagionale, è quello di poter effettuare analisi orarie o suborarie che consentono di prevedere compiutamente la dinamica dell'edificio, naturalmente a spese di un tempo di calcolo maggiore e soprattutto di un impegno ed una competenza richiesta decisamente maggiore

In this paper Phase Change Materials (PCM) have been studied in order to provide guidelines to increase the efficiency of a tank storage system typically used in Solar Domestic Hot Water (SDHW) plants. The work stems from some literature results about the use of PCM in storage tanks which highlight the scarce impact of this technology on the overall system. Some related studies suggest that the introduction of PCM modules into a storage tank may be convenient only if the system is optimized in order to exploit the energy storage capabilities of the material. In this process should be taken into account different parameters such as the complexity of the system, the PCM characteristics and the interaction with the climatic conditions. In this work a PCM improved storage tank, inserted into a typical Solar Domestic Hot Water (SDHW) system, has been optimized using mono and multiobjective genetic algorithms. The optimization has been carried with the modeFRONTIER optimization tool, while the system plant has been analysed by means of a modified version of the building energy simulation code ESP-r. In parallel with the optimization a sensitivity analysis has been carried on in order to find out the relation between the design parameters of the tank (geometry, temperature of the PCM and user behaviour) and the performance of the system. Thanks to the multiobjective optimization of the system different solutions have been presented with different rankings of the optimized variables.

Data la grande importanza che sta assumendo il risparmio energetico in edilizia si è deciso di monitorare per circa un anno e mezzo un edificio a due piani a basso consumo energetico costruito nella periferia di Trieste con esposizione a sud ovest per poter rendersi conto degli effettivi consumi, sia invernali che estivi, e del funzionamento dell’impianto geotermico e aeraulico dell’edificio stesso. Questi dati verranno in una fase successiva dello studio confrontati con quelli ricavati da un analisi dinamica dell’edificio. L’impianto è costituito da una pompa di calore geotermica che alimenta pannelli radianti a pavimento con funzione, sia di riscaldamento invernale, che di raffrescamento estivo. È presente anche un impianto di ricambio d’aria forzato con recuperatore di calore. Sono, inoltre presenti pannelli solari termici e fotovoltaici. Tramite un sistema di acquisizione National sono state acquisite le temperature di mandata e ritorno di tutti i circuiti e le relative portate. Inoltre sono state acquisite le temperature del terreno a contatto con i due pozzi geotermici, le temperature dell’aria di rinnovo e la potenza elettrica consumata dalla pompa di calore. In questo lavoro verrà descritto il sistema di misura e saranno analizzati i risultati energetici ottenuti.

Il Caso Studio proposto ha come obiettivo quello di verificare, con l'ausilio del codice ESP-r, la fattibilità tecnica di un intervento di riqualificazione energetica di un edificio ad uso servizi. L'organismo edilizio oggetto del presente caso studio, è situato nella periferia Nord di Pordenone ed ospitava un'officina per lavorazioni meccaniche. L’Edificio, costruito negli anni 70, di forma rettangolare (31x10 m), è suddiviso su due piani fuori terra ed un piano seminterrato. Ha una superficie calpestabile di circa 1400 m2 ed un volume netto di circa 2700 m3. Nell'ipotesi di riqualificazione è stata prevista l'utilizzazione quale sede di una società di progettazione definendo un layout delle zone e degli ambienti di lavoro. Il seminterrato ospita il locale tecnico ed una zona archivio, nel primo piano trovano posto una zona ristoro, una sala corsi e riunioni, uffici open space, bagni, archivio ed una segreteria, mentre il secondo piano è totalmente dedicato all’area tecnica.

Solar domestic hot water systems (SDHW) are very common and are considered an efficient system for exploiting the renewable energy source of the sun, for instance national Italian regulations require the adoption of SDHW systems in new buildings. Water tanks are typical components for such systems, but have a serious drawback since they require a great amount of space in the building. In this paper a new water tank model for the ESP-r code is presented. Two new features have been added to an existent model: multiple coil heaters and the possibility to include Phase Change Materials (PCM) modules. The paper describes the numerical model used to deal with phase change phenomena and the incorporation of the method into the ESP-r source code. The inputs and parameters required to describe the new component are presented as well. To validate the model the results of a test case have been compared with literature data. A typical SDHW system has been simulated in order to study the impact of the PCM modules inside a tank on the energy performance of the system.

Solar domestic hot water systems (SDHW) are very common and are considered an efficient system for exploiting the renewable energy source of the sun, for instance national Italian regulations require the adoption of SDHW systems in new buildings. Water tanks are typical components for such systems, but have a serious drawback since they require a great amount of space in the building. In this paper a new water tank model for the ESP-r code is presented. A new feature has been added to an existent tank model, that is the possibility to include internal Phase Change Materials (PCM) modules. The paper describes the numerical model used to deal with phase change phenomena and the incorporation of the method into the ESP-r source code. The inputs and parameters required to describe the new component are presented as well. To validate the model the results of a test case have been compared with literature data. A typical SDHW system has been simulated in order to study the impact of the PCM modules inside a tank on the energy performance of the system. Two tank sizes have been used to verify the impact of the modules. The results are reported using a global parameter that represents the fractional primary energy saved by using the solar system. Temperature plots with and without PCM have been reported as well.

Nel precedente lavoro è stata analizzata dal punto di vista energetico la trasformazione di una costruzione industriale in edificio sede degli uffici di una società di servizi. L’analisi, effettuata con un codice di simulazione dinamica di edificio, ha consentito di evidenziare il problema del contenimento dei consumi soprattutto nel periodo estivo. Nel presente lavoro si analizza l’interazione tra l’edificio e diversi sistemi energetici per il riscaldamento ed il condizionamento estivo. Visto il notevole sbilanciamento sia in termini di potenza di picco che di energia richiesta, particolare attenzione è stata rivolta allo studio di un sistema di generazione con pompa di calore geotermica capace di soddisfare sia i carichi invernali che quelli estivi. Vista la particolare scelta, è stato preliminarmente effettuato uno studio geologico del sito per un successivo dimensionamento dei pozzi geotermici, infatti come si rivelerà dall’analisi economica, questi rappresentano il fattore più delicato a causa della loro notevole incidenza sui costi dell’intervento. Una volta dimensionati i pozzi geotermici, si è proceduto all’analisi dinamica accoppiata dell’edificio e dell’impianto per i casi evidenziati nella prima parte del lavoro. Sono state eseguite simulazioni sia annuali che pluriennali per identificare la deriva termica a cui è soggetto il sistema geotermico. Oltre all’analisi del sistema a pompa di calore geotermica sono stati analizzati impianti tradizionali con riscaldamento a combustibile solido, a gas butano e pompe di calore ad aria sia per il periodo invernale che per quello estivo. Gli aspetti energetici infine sono stati integrati da un’analisi dei costi per definire l’impatto economico sia degli interventi di miglioramento dell’involucro edilizio sia dell’utilizzo dei diversi sistemi di condizionamento.

Nel presente lavoro viene utilizzato un sistema di simulazione dinamica, ESP-r, per analizzare approfonditamente l’impatto di una serie di interventi da intraprendere per la ristrutturazione di uno stabile industriale ormai in disuso. L’ipotesi di recupero prevede l’utilizzazione dell’edificio nel settore terziario come sede di una società di progettazione. Tale intervento ha richiesto un’accurata analisi del comportamento dell’edificio oltre che nel periodo invernale anche nel periodo estivo, infatti gli elevati carichi termici dovuti alla presenza di apparecchiature elettroniche hanno richiesto un’accurata analisi in questo ultimo periodo. Sono stati individuati diversi interventi possibili per la riduzione del fabbisogno di energia. Il primo intervento ha previsto la coibentazione dell’involucro e la sostituzione degli elementi finestrati, pertanto sono state considerate due soluzioni, una corrispondente al soddisfacimento dei limiti imposti dal decreto 311, l’altra con caratteristiche di isolamento più spinte tipiche delle case passive. È stato quindi possibile confrontare i risparmi energetici ottenuti rispetto alla soluzione non isolata iniziale. Grazie alla simulazione dinamica sono state individuate le criticità delle soluzioni proposte specialmente per quanto attiene al periodo estivo, analizzando quindi due soluzioni per l’abbattimento dei carichi estivi: sistemi schermanti esterni e ventilazione notturna. L’impatto di tali interventi è stato accuratamente analizzato evidenziandone l’impatto sul bilancio energetico, non trascurando anche gli aspetti economici. L’analisi energetica effettuata ha rappresentato la base di partenza per un successivo lavoro riguardante le soluzioni impiantistiche adottabili.

Building structural and environmental safety under indoor fire incidents are two critical but relatively independent aspects in building fire safety management. This paper demonstrates how fire smoke modeling tools can provide useful information that can be applied for structural safety analysis, especially for large spaces with advanced structure design approach. As an example, this study simulated and analyzed the fire influence on the atrium and its steel roof of the DZ Bank in Berlin (DE) with the integrated approach. Both computational fluid dynamic (CFD) and zonal fire models were used to predict the indoor thermal conditions that were essential for structural analysis. The study indicates that both zonal and CFD fire models can provide valuable information for fire smoke control and structural resistance analysis. With the integrated approach, advanced structural design approach can be applied in practice with less computing efforts and more design accuracy.

Building structural and environmental safety under indoor fire incidents are two critical but relatively independent aspects in building fire safety management. This paper demonstrates how fire smoke modeling tools can provide useful information that can be applied for structural safety analysis, especially for large spaces with advanced structure design approach. As an example, this study simulated and analyzed the fire influence on the atrium and its steel roof of the DZ Bank in Berlin (DE) with the integrated approach. Both computational fluid dynamic (CFD) and zonal fire models were used to predict the indoor thermal conditions that were essential for structural analysis. The study indicates that both zonal and CFD fire models can provide valuable information for fire smoke control and structural resistance analysis. With the integrated approach, advanced structural design approach can be applied in practice with less computing efforts and more design accuracy.

An automatic methodology for the design process of a small gas turbine recuperator is presented. The different software tools are selected in order to be managed by means of a design-optimization platform, according to the concept of Multi Disciplinary Optimization (MDO). The methodology has been developed integrating a geometrical parametric model of the heat transfer surfaces, built inside an industrial CAD, a three dimensional meshing tool, a CFD solver. Final objectives of the research will be an optimization process designed to maximize the heat exchange rate and to minimize fluid dynamics losses. The paper deals with the parameterization technique and the numerical model, two methods for dealing with thermal boundary conditions in periodic domains are presented. The classical uniform temperature boundary conditions for periodic flows has been implemented in a commercial code. A new method that avoids the imposition of unrealistic boundary conditions on the interface wall of a counter current heat exchanger is presented.

In this article we present our approach for the multi-objective shape optimization of heat ex-changer modules. The first problem, of fundamental nature, describes a procedure for the geometric parameterization and multi-objective shape optimi-zation of two-dimensional periodic wavy channels. The geometry of the channel is parameterized either by means of linear-piecewise profiles, or by nonuni-form rational B-splines. The second case, of indus-trial interest, illustrates the development of an automatic method for the design of small gas tur-bine recuperators. For both problems the two objec-tives considered are the maximization of heat transfer rate and the minimization of friction factor, with the additional objective of minimization of heat transfer surface for the recuperator module. Since there is no single optimum to be found, we use a multi-objective genetic algorithm and the so-called Pareto dominance concept, both readily available in the modeFRONTIER optimization package. The results obtained are very encouraging, and the procedure described can be applied, in prin-ciple, to even more complex problems.

La convezione naturale in una cavit`a quadrata, a numero di Rayleigh 1.5×109 e numero di Prandtl 0.71, `e stata analizzata tramite simulazione numerica diretta. Le pareti verticali sono mantenute a temperature diverse e costanti, mentre le pareti orizzontali sono state considerate perfettamente adiabatiche, caso A, ovvero perfettamente conduttive, caso B. Sono state effettuate simulazioni bi- e tridimensionali, al fine di evidenziare gli effetti di tridimensionalit`a del flusso in esame. `E stato rilevato che , a causa della stratificazione instabile che si genera in prossimit`a delle pareti orizzontali perfettamente conduttive, caso B, l’intensit`a della turbolenza `e molto superiore rispetto al caso A. Questa osservazione giustifica la sostanziale tridimensionalit`a della turbolenza nel caso B. La metodologia di calcolo utilizza un algoritmo ai volumi finiti del secondo ordine. A causa della presenza di strati limite di spessore molto ridotto, adiacenti alle pareti verticali, `e stato necessario stabilizzare i termini advettivi nelle equazioni di conservazione tramite la procedura QUICK

In questo lavoro viene studiato il moto dell'aria all'interno di una stanza indotto da un pannello forellinato e vene proposto un approccio che consenta di ottenere condizioni al contorno opportune per studiare il campo di moto nell'intera stanza evitando di schematizzare nel dettaglio il diffusore. Allo scopo di valutare la procedura proposta vengono condotte simulazioni sulla stanza completa con il diffusore e vengono confrontati i risultati con dati sperimentali

In questo lavoro si è analizzato il comportamento di un diffusore ad effetto elicoidale a soffitto di uso abbastanza comune nella ventilazione e nel condizionamento di locali tipo ufficio. Il campo di moto risultante nei pressi del diffusore impedisce l’utilizzo di condizioni al contorno banali per l’analisi fluidodinamica degli ambienti, pertanto è stato necessario indagare per una metodologia alternativa all’usuale utilizzo delle formule dei getti.

Alcuni componenti elettronici, utilizzati ad esempio negli impianti di telecomunicazioni o nei calcolatori di ultima generazione, possono avere particolari esigenze di raffreddamento, alle quali si può fare fronte con sistemi di asportazione del calore a circolazione forzata di liquido. In questi casi, il liquido è fatto fluire all’interno di un canale la cui altezza è particolarmente ridotta, per la necessità di limitare l’ingombro dell’apparato. La superficie alettata destinata allo scambio termico con il liquido è ottenuta posizionando delle alette cilindriche di forma tozza (altezza confrontabile con il diametro) trasversalmente all’interno del canale, variamente disposte in fila o in schiera. Per questa particolare geometria secondo alcuni autori è possibile utilizzare le correlazioni per superfici di lunghezza indefinita, trascurando gli effetti di parete. In questo lavoro sono esposti i primi risultati di simulazioni del campotermofluidodinamico su canali di sezione rettangolare ed aletta di sezione cilindrica disposta singolarmente trasversalmente alla direzione del moto. L’aletta è di altezza uguale a quella del canale e diametro idraulico confrontabile con l’altezza. Le simulazioni sono effettuate con un codice commerciale, per valori del numero di Reynolds compresi tra 1000 e 3000. I risultati, in termini di numero di Nusselt medio, sono confrontati con i valori sperimentali ottenuti per le stesse geometrie e nelle stesse condizioni dai colleghi del Dipartimento di Energetica dell’Università Politecnica delle Marche, e precedentemente pubblicati.

Il calcolo della diffusione dell’aria negli ambienti rappresenta uno dei principali problemi nella progettazione dei sistemi di ventilazione. Grazie alla cresciuta capacit`a di calcolo degli elaboratori elettronici attualmente `e possibile utilizzare tecniche avanzate quali la simulazione numerica (CFD) per caratterizzare il comportamento fluidodinamico dei diffusori d’aria. La differenza di scala tra le geometrie dei diffusori e gli ambienti da ventilare impongono una soluzione separata dei due problemi e soprattutto una corretta imposizione delle condizioni al contorno per l’analisi completa di un ambiente caratterizzata da una griglia meno raffinata. In questo lavoro si `e analizzato il comportamento di un diffusore a soffitto a quattro vie di uso comune nella ventilazione e nel condizionamento di locali tipo ufficio. Il diffusore `e caratterizzato da una geometria particolarmente complicata ed `e stato quindi necessario effettuare una analisi fluidodinamica dettagliata. Il campo di moto risultante nei pressi del diffusore impedisce l’utilizzo di condizioni al contorno banali per l’analisi fluidodinamica di ambiente, pertanto `e stato necessario sviluppare una metodologia alternativa confronto la soluzione ottenuta con le usuali formule dei getti.

Le tecniche necessarie per la modellazione computazionale delle complessità geometriche e fluidodinamiche di un diffusore sono piuttosto diverse da quelle ottimizzate per l'analisi del moto dell'aria in una stanza. Per questa ragione la maggior parte delle simulazioni del moto dell'aria negli ambienti utilizzano solo diffusori semplici o schematizzati in forma semplificata in base a considerazioni basate prevalentemente sull'esperienza e raramente anche su sperimentazioni. Per ottenere informazioni sul comportamento dei diffusori allo scopo di semplificare le corrispondenti condizioni al contorno per lo studio del moto dell'aria nell'ambiente si sta diffondendo, recentemente, l'uso della fluidodinamica computazionale, favorita anche dalle prestazioni crescenti degli elaboratori a basso costo. In questo lavoro ci si propone di determinare il comportamento di un diffusore forellinato, mediante una analisi dettagliata del terminale, discriminando tra i diversi modelli disponibili nei codici commerciali per tener conto dei componenti quali il filtro e la griglia forata. In particolare, vengono confrontati i dati ottenuti utilizzando il modello di strato poroso e di salto di pressione per diversi valori della portata.