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Gli effetti che i cambiamenti climatici stanno producendo sull’ambiente, con effetti significati su quello antropizzato di tipo urbano, sono alla base delle strategie di mitigazione ed adattamento che l’UE si è prefissata tra gli obiettivi primari per l’ambiente ed il paesaggio attraverso il programma Horizon2020. Software e tool dedicati alla progettazione ambientale che simulino le condizioni climatiche ed ambientali, sia odierne che future, possono diventare un strumento utile alla validazione di alternative progettuali come sui materiali, la posizione e la quantità di vegetazione e le caratteristiche distributivo-morfologiche per un progetto, che in un processo iterativo, consenta di progettare spazi aperti resilienti e dalle elevate condizioni di comfort per l’utenza.

Obiettivi Il software permette la simulazione del clima interno degli edifici zootecnici nell’arco delle ventiquattro ore. La necessità di conoscere così dettagliatamente il microclima interno scaturisce dalla considerazione del fatto che una situazione di stress verificatasi in un dato momento della giornata può essere compensata da una fase di recupero grazie ad un eventuale miglioramento delle condizioni interne. Scopo ultimo del software qui presentato è quello, attraverso uno studio parametrico delle principali variabili (orientazione, finestratura, ecc.), di fornire indicazioni utili alla progettazione per quanto concerne il controllo ambientale. Metodologia Il modello matematico alla base del software prende in considerazione la geometria tridimensionale dell’edificio, la sua orientazione, le caratteristiche termico?inerziali delle pareti, della copertura e del pavimento, la posizione, l’elevazione e le dimensioni delle aperture. Il comportamento termico dell’involucro è simulato attraverso l’equazione di Fourier unidimensionale risolta con il metodo alle differenze finite. Il calcolo della ventilazione prende in considerazione, contemporaneamente, sia l’effetto camino che l’azione del vento. La portata di ventilazione è stata valutata per mezzo del profilo di pressione dell’aria, interna ed esterna, a livello delle aperture; il contributo alla pressione dovuto alla temperatura è stato calcolato attraverso la determinazione del piano neutro, mentre la pressione causata dall’azione dinamica del vento è stata calcolata per mezzo dei coefficienti di pressione. Il modello considera anche l’evaporazione dalle deiezioni per mezzo di un sottomodello dinamico di simulazione. Il calore apportato dagli animali è stato calcolato facendo riferimento alle formule proposte dalla CIGR. L’input include, tra l’altro, i seguenti parametri: la latitudine, la longitudine, la radiazione solare (diretta e diffusa), la direzione e la velocità del vento, la temperatura e l’umidità dell’aria esterna. L’output consiste, principalmente, nella temperatura e umidità dell’aria interna. Risultati attesi Il modello di calcolo è stato inizialmente convalidato con riferimento ad una porcilaia da ingrasso per trecento suini. Esso consente di prevedere l’andamento dei parametri climatici interni al variare delle condizioni esterne e, dettagliatamente, tutte le voci del bilancio di potenza termica compreso il volume di ricambio dell’aria. In questo modo è possibile ottimizzare la progettazione degli edifici ed individuare la combinazione ottimale (di compromesso) degli elementi di involucro e delle aperture (ma anche di altri parametri come, per esempio, l’orientazione dell’edificio), tenendo conto sia dell’andamento giornaliero, che di quello stagionale.

PREFAZIONE TERMODINAMICA 1 La Termodinamica 2 Il primo principio della termodinamica 3 Il secondo principio della termodinamica 4 Termodinamica dei sistemi aperti 5 I vapori saturi 6 Cicli termodinamici fondamentali 7 Le miscele di aria e vapore d’acqua 8 Esercizi riepilogativi TERMOCINETICA 9 La Conduzione 10 La Convezione 11 L’irraggiamento 12 Il coefficiente globale di scambio termico 13 Esercizi riepilogativi IL CONTROLLO AMBIENTALE 14 Elementi di fluidodinamica 15 Il benessere termico 16 La qualità dell’aria 17 Illuminotecnica 18 La certificazione energetica degli edifici ACUSTICA 19 Il fenomeno acustico 20 Metrologia del rumore e analisi in frequenza 21 Propagazione del suono all’aperto 22 Assorbimento e isolamento acustico 23 I requisiti acustici passivi in edilizia 24 Propagazione del suono in ambienti chiusi APPENDICE INDICE ANALITICO

Obiettivi Vengono analizzati i risultati di rilevazioni effettuate sui parametri che influenzano le condizioni climatiche in ricoveri di suini da ingrasso, nel periodo estivo, al fine di determinare le effettive modalità di scambio termico fra interno ed esterno e fornire quindi indicazioni utili per una corretta progettazione. Metodologia Con prove sperimentali in periodo estivo sono state sottoposte a monitoraggio due porcilaie con diverso sistema di ventilazione (naturale e artificiale). Sono stati rilevati i seguenti parametri: temperatura e umidità relativa dell’aria interna ed esterna, temperature superficiali interne di tutti i componenti l’involucro (pareti, copertura e pavimento), velocità e temperatura dell’aria di ricambio, velocità e direzione del vento. E’ stato quindi impostato il bilancio termico dell’edificio calcolando i flussi di calore in entrata e in uscita, tenendo conto di: scambio per trasmissione, scambio per ventilazione, apporto di calore da parte degli animali. In questo modo sono stati evidenziati i contributi dei diversi fattori sul bilancio termico globale riscontrandone la corrispondenza, o l’eventuale scostamento, rispetto ai valori teorici, e l’effettiva incidenza ai fini della climatizzazione. Risultati attesi L’analisi dei flussi energetici ha evidenziato, in entrambi gli edifici, un modesto ruolo degli scambi per trasmissione attraverso l’involucro. La ventilazione è risultata di gran lunga il fattore dominante ai fini del controllo climatico interno, anche grazie ad un effetto di raffrescamento dell’aria, nelle ore più calde, per evaporazione di acqua dalle superfici bagnate del pavimento. Tra i componenti dell’involucro spiccano il ruolo del pavimento, per la sua capacità di assorbimento del calore interno, e quello del tetto, per l’apporto di energia assorbita dal sole. Da cui discende l’opportunità di adottare uno strato di materiale isolante al di sotto della copertura. L’analisi svolta ha altresì confermato la validità delle formule proposte dalla CIGR per la determinazione del calore prodotto dagli animali, compresa la stima della variabilità oraria legata all’attività motoria. Sono però venute indicazioni per una modifica del rapporto teorico fra calore sensibile e calore latente, a favore di un incremento di quest’ultimo per tenere conto dell’evaporazione dal pavimento. Infine è emersa la necessità di disporre di programmi progettuali di simulazione del clima interno che consentano una ottimizzazione complessiva del ruolo dell’edificio (considerando anche altri fattori quali, soprattutto, l’orientazione) in prolungati periodi giornalieri e stagionali.