Relazione - Marconi

I.T.I.S. “Marconi-Galletti” Domodossola
Classe 5^E Area di progetto A.S. 2008-2009
INDICE
1 Introduzione .......................................................................................................................................... 2
2 Solare.................................................................................................................................................... 3
2.1 Scelta del tipo e del numero di pannelli .......................................................................................... 6
2.2 Il problema dell’ ombreggiamento .................................................................................................. 8
3 Pompa di calore ..................................................................................................................................... 9
3.1 Che cos’ è la pompa di calore e come funziona ........................................................................ 9
3.2 L’ efficienza della pompa di calore ........................................................................................... 10
3.3 Le applicazioni .......................................................................................................................... 11
3.4 Scelta e dimensionamento della pompa di calore ................................................................... 12
4 Dispersioni termiche ............................................................................................................................. 12
4.1 Calcolo delle dispersioni termiche ............................................................................................ 12
5 Impianto elettrico ................................................................................................................................. 13
5.1 Illuminazione. ............................................................................................................................. 14
5.2 Forza motrice. ............................................................................................................................. 15
5.3 Videocitofonico. .......................................................................................................................... 15
5.4 Termoregolazione. ...................................................................................................................... 15
5.5 Tapparelle. ................................................................................................................................. 15
5.6 Allarme....................................................................................................................................... 15
6 Quadro elettrico principale .................................................................................................................... 16
7 Sito internet ......................................................................................................................................... 16
Progetto abitazione autogestita
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Classe 5^E Area di progetto A.S. 2008-2009
1 Introduzione
La classe 5°E dell’ I.T.I.S. " Marconi-Galletti " ha scelto, in accordo con i professori, durante l’anno
conclusivo del corso di studi “elettrotecnica e automazione ,di porsi come obiettivo nell’ambito dell’attività di
progetto, la realizzazione di un abitazione autonoma, attraverso l’ utilizzo di fonti rinnovabili (fotovoltaico e
geotermico).
Quest’esperienza di progetto è stata affrontata dalla classe suddividendo il lavoro nelle seguenti fasi:
-
Inquadramento del problemi e raccolta di documentazione relativa al progetto;
-
Individuazione della documentazione specifica su materiali e componenti ed organizzazione delle
risorse disponibili e reperibili;
-
Produzione di documentazione d’uso e realizzazione delle piante dell’ abitazione mediante Autocad
-
Realizzazione di un sito Web contenente i risultati del progetto e le relative informazioni.
Obiettivi di apprendimento
Natura e aspetti didattici dell’attività
Valutazione tecnica ed economica della possibilità di arrivare all’indipendenza
Finalità
energetica per un’abitazione unifamiliare
Procedure di calcolo delle dispersioni energetiche di locali adibiti a civile
abitazione;
Materiali utilizzati in edilizia per ottenere basse dispersioni termiche;
Pompe di calore ed impianti di riscaldamento;
Procedure di calcolo per il dimensionamento e la scelta di impianti fotovoltaici e
Conoscenze
solari termici;
Normative di riferimento con particolare attenzione al “nuovo conto energia”;
Valutazione di un investimento con il metodo di attualizzazione;
Softwares: specifici per il calcolo delle dispersioni, Autocad 2008, Frontpage,
Word, Excel,
Considerando una situazione progettuale complessa:
Formulare ipotesi di soluzione ed utilizzare in modo corretto le conoscenze
acquisite necessarie;
Reperire le informazioni e le conoscenze mancanti;
Capacità
Utilizzare in modo corretto il materiale a disposizione;
Relazionare il lavoro svolto utilizzando i softwares conosciuti nel rispetto della
norma UNI ISO 5966;
Collaborare in modo attivo ad un lavoro di gruppo
Spiegazione delle specifiche del problema;
Serie di lezioni frontali sui vari argomenti da parte degli insegnanti del corso a
Attività
didattiche
tutta la classe ed ai singoli gruppi
previste
Realizzazione e sviluppo delle fasi del progetto con lavoro di gruppo e di
intergruppo
Documentazione in forma cartacea e come documento word;
Prodotti previsti
Cartella di excel con i calcoli riguardanti la valutazione economica;
Ipertesto in linguaggio HTML su cd e sito web
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Per l’attività la classe è stata suddivisa in sei gruppi a cui sono stati affidati differenti compiti. Ogni gruppo è
stato coordinato da almeno un insegnante.
Componenti dei gruppi e relativi compiti
GRUPPO Ietti Alessio, Cavallo Marco, Trapani Emanuele
1
Coordinatori:Ulissi Maurizio,
GRUPPO Giordano Andrea
2
Coordinatori: Ulissi Maurizio, Rolandi Marco, Barbieri Franco
GRUPPO Manini Vittorio, Minoletti Alessio, Zana Daniele
3
Coordinatori: Ulissi Maurizio, Rolandi Marco
GRUPPO Bogo fabio, Cassano Marco
4
Coordinatori: Ulissi Maurizio, Rolandi Marco
GRUPPO Marani Danilo, Vener Marco
5
Coordinatori: Ulissi Maurizio,
GRUPPO Leonardi luca
6
Coordinatori: Ulissi Maurizio, Barbieri Franco
Documentazione-Sito
Relazione tecnica
Web-
Calcolo dispersioni termiche
Progetto impianto termico
distribuzione a pavimento
di
Progetto impianto elettrico
Progetto impianto fotovoltaico
Realizzazione della pianta della
casa con Autocad
2 Solare
L'energia solare è la fonte di energia primaria per eccellenza. Le principali fonti rinnovabili di energia
(idraulica, eolica, delle biomasse) sono forme indirette di energia solare e gli stessi combustibili fossili
(carbone, petrolio e gas naturale) derivano dalla trasformazione di materiali organici formatisi con la
fotosintesi grazie al Sole. Ma l’enorme potenzialità della risorsa solare viene però ancora scarsamente
sfruttata in modo diretto.
La radiazione solare diretta rende infatti disponibile sulla superficie terrestre una potenza immensa (178.000
miliardi di kW), sufficiente a coprire circa 15.000 volte l’attuale consumo energetico mondiale. Tale risorsa
può essere utilizzata per la produzione di elettricità e calore utili all’uomo tramite le tecnologie solari
termiche e fotovoltaiche.
Vengono definite centrali solari gli impianti di grande taglia (superiore a 1 MW) che producono elettricità da
fonte solare. Fra queste la principale distinzione riguarda le centrali solari fotovoltaiche e le centrali solari
termoelettriche.
La tecnologia fotovoltaica
Sviluppata alla fine degli anni Cinquanta nell'ambito dei programmi spaziali, per i quali occorreva disporre di
una fonte di energia affidabile ed inesauribile, la tecnologia fotovoltaica (FV) si va oggi diffondendo molto
rapidamente anche per applicazioni terrestri, come l’alimentazione di utenze isolate o gli impianti installati
sugli edifici e collegati ad una rete elettrica preesistente. Il funzionamento dei dispositivi fotovoltaici si basa
sulla capacità di alcuni materiali semiconduttori, opportunamente trattati, di convertire l’energia della
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radiazione solare in energia elettrica in corrente continua senza bisogno di parti meccaniche in movimento. Il
materiale semiconduttore quasi universalmente impiegato oggi a tale scopo è il silicio.
Il componente base di un impianto FV è la cella fotovoltaica, che è in grado di produrre circa 1,5 Watt di
potenza in condizioni standard, vale a dire quando essa si trova ad una temperatura di 25 °C ed è sottoposta
ad una potenza della radiazione pari a 1000 W/m 2. Più celle assemblate e collegate tra di loro in una unica
struttura formano il modulo fotovoltaico. Il modulo FV tradizionale è costituito dal collegamento in serie di 36
celle, per ottenere una potenza in uscita pari a circa 50 Watt, ma oggi, soprattutto per esigenza
architettoniche, i produttori mettono sul mercato moduli costituiti da un numero di celle molto più alto e di
conseguenza di più elevata potenza, anche fino a 200 Watt per ogni singolo modulo.
A seconda della tensione necessaria all’alimentazione delle utenze elettriche, più moduli possono poi essere
collegati in serie in una stringa. La potenza elettrica richiesta determina poi il numero di stringhe da
collegare in parallelo per realizzare finalmente un generatore fotovoltaico. Il trasferimento dell'energia dal
sistema fotovoltaico all'utenza avviene attraverso ulteriori dispositivi, necessari per trasformare ed adattare
la corrente continua prodotta dai moduli alle esigenze dell'utenza finale. Un componente essenziale del
sistema, se le utenze devono essere alimentate in corrente alternata, è l’inverter, dispositivo che converte la
corrente continua in uscita dal generatore FV in corrente alternata.
Energia fotovoltaica
L'effetto fotovoltaico consiste nella trasformazione della luce in energia elettrica. Esso è noto fin dal secolo
scorso, quando si scoprì che era possibile trasformare direttamente l'energia solare in energia elettrica
tramite una cella elettrolitica senza passare per processi termodinamici. La prima applicazione commerciale
si ebbe nel 1954 negli Stati Uniti, quando i laboratori Bell realizzarono la prima cella fotovoltaica utilizzando il
silicio monocristallino. Esistono due tipi di sistemi fotovoltaici: gli impianti senza accumulo e quelli con
accumulo; questi ultimi sono provvisti di accumulatori per "mettere in serbo", durante il giorno e
specialmente nelle ore di sole, l'energia elettrica da utilizzare poi durante la notte e quando il sole è coperto.
L'energia viene conservata in batterie (normalmente piombo-acido) ed un regolatore di carica impedisce che
la tensione di carica superi un certo valore per salvaguardare l'integrità degli accumulatori. Gli impianti con
accumulo sono impiegati nelle "utenze isolate", cioè là dove gli utilizzatori non sono collegati alla rete, e
quindi, se la loro fonte di elettricità fosse quella solare, ne rimarrebbero senza proprio la notte, quando la
luce è indispensabile. Gli impianti senza accumulo sono normalmente utilizzati per fornire energia a una rete
elettrica già alimentata da generatori convenzionali e servono ad immettervi altra energia.
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Cella fotovoltaica
E' il componente base dei sistemi fotovoltaici, un dispositivo costituito da una sottile fetta (0,3 mm) di
materiale semiconduttore (wafer), in genere silicio, opportunamente trattata.
Tale trattamento è caratterizzato da diversi processi chimici, tra i quali si hanno i cosiddetti “drogaggi”:
inserendo nella struttura cristallina del silicio delle impurità, cioè atomi di boro e fosforo, si genera un campo
elettrico e si rendono anche disponibili le cariche necessarie alla formazione della corrente elettrica.
Riassumendo molto, l'energia si ottiene quando i fotoni della luce solare, colpendo una cella, "strappano" gli
elettroni più esterni (di valenza) degli atomi di silicio. Gli elettroni sono raccolti dal reticolo metallico
serigrafato sulla superficie visibile della cella che "incanalano" un flusso di elettroni ottenendo una corrente
continua.
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Aspetti economici
L'attuale tecnologia fotovoltaica non è ancora competitiva con gli altri sistemi: il costo dell'energia ottenuta
da sistemi fotovoltaici è dieci volte superiore al costo dell'energia ottenuta da sistemi eolici e 4/5 volte
superiore al costo dell'energia ottenuta da centrali solari termoelettriche. Attualmente un impianto da un kW
costa 8/13.000 € chiavi in mano, questo comporta l'impossibilità di ammortare il costo dell'impianto,
mediamente senza incentivi pubblici si riesce a rientrare da 1/3 a 1/2 dell' investimento. E' vero per altro che
una maggiore diffusione delle applicazioni FV permette una notevole riduzione dei costi, l'esempio è dato
dalla Germania e dal Giappone dove in questi anni sono stati installati numerosissimi sistemi FV ed i costi
sono inferiori alla metà dei costi attuali in Italia, fino a 4.000 € al kWp.
In Germania è in vigore una legge-incentivo che prevede un "premio" di 0,5 € al kWh immesso in rete, il
recepimento delle direttive comunitarie da parte del nostro governo dovrebbe portare all'attuazione anche in
Italia di una legge simile.
In alcuni casi in cui non ci sia la possibilità di accedere alla rete elettrica può già oggi essere conveniente
installare dei pannelli fotovoltaici, rimane il problema della necessità di accumulatori-batterie che aumentano
i costi e danno problemi di smaltimento degli acidi utilizzati, almeno data l'attuale tecnologia
2.1
Scelta del tipo e del numero di pannelli
Per la realizzazione dell’impianto fotovoltaico siamo partiti dal presupposto di coprire tutta la superficie a
disposizione sulla facciata sud del tetto.
Attraverso gli opportuni calcoli, riportarti insieme ai dati delle apparecchiature installate su foglio Excel,
siamo giunti alla conclusione che il numero di pannelli installabili è di 32, da noi suddivisi in 4 stringhe da 8
moduli ciascuna, moduli che abbiamo individuato nella fase successiva. Dopodiché,con i dati ottenuti
utilizzando il sito www.solaritaly.enea.it abbiamo ricavato l’irraggiamento annuale presso Montecrestese,
località dove verrebbe realizzata l’abitazione progettata e a seguire l’energia prodotta dal nostro impianto in
un anno, pari a 8959 [kW/h anno].
A questo punto abbiamo eseguito i calcoli relativi le massime tensioni e la massima corrente di corto circuito
del nostro impianto attraverso i dati fornitici dalla tabella delle caratteristiche funzionali dei pannelli da noi
scelti e ne abbiamo individuato le opportune protezioni:

Per ogni stringa un sezionatore con fusibile da 6 ampere (in quanto la corrente nominale di una
stringa è di 5,4 A e la corrente di corto circuito a 100°C di 6,062 A);

Il quadro di campo per il collegamento in parallelo delle stringhe deve appartenere al grado di
isolamento 2;

Per quanto riguarda la discesa della linea in continua dal quadro di campo all’inverter abbiamo
deciso di installare un sezionatore con fusibile da 25 A poiché la corrente a normale funzionamento è
di 4 (numero di stringhe) volte la corrente nominale, cioè 21,6 A.
Risolto il problema protezioni, abbiamo ricercato attraverso internet l’inverter(macchina statica che trasforma
la corrente continua in alternata fornendo tensione e frequenza necessarie) adatto alle nostre esigenze e la
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scelta migliore si è rivelata quella dell’ inverter fronius ig plus da 6 kW con MPPT (ricerca del punto di Lavoro
ottimale) che rispetta la posizione all’interno dell’intervallo : Pfv*0,8< Pinverter <Pfv*1,05.
A questo punto abbiamo dimensionato i cavi solari di stringa e quelli generali per la discesa dal quadro
all’inverter:
I cavi solari sono stati scelti di dimensione pari a 4 mm 2 basandoci sulla relazione Icc(stc)  4 A che se
verificata consiglia l’utilizzo di cavi 2,5 mm2 andando poi ad aumentare con l’incremento della corrente di
corto. Siccome nel nostro caso la icc in standard test condition è pari a 5,8, la sezione di 4 mm 2 è la scelta
più indicata con l’ulteriore vantaggio che è la sezione che viene già normalmente fornita con i pannelli solari.
I cavi generali per il trasporto della corrente continua dal quadro di campo all’inverter (unipolari poiché per
motivi di sicurezza il positivo deve essere separato dal negativo), sono stati scelti di tipo FG70R e di sezione
pari a 6 mm2 ,superiore a quella dei cavi solari perché portano la corrente di tutte e 4 le stringhe.
Per concludere abbiamo eseguito il controllo delle potenza persa( che deve essere minore dell’ 1%) e la
verifica delle cadute di tensione che è risultata bassissima confermando corretta la scelta dei cavi.
Per realizzare l’impianto fotovoltaico, si è deciso di disegnare la planimetria della casa con le diverse viste e
ciò è stato possibile tramite il programma Autocad.
Con i dati forniti dal gruppo che si è occupato dell’impianto fotovoltaico, si è ritenuto opportuno
dimensionare il tetto in modo da permettere l’installazione di un adeguato numero di pannelli.
Su una prima tavola, è stata disegnata la planimetria e le seguenti viste:
1. prospetto sud, dove sono presenti i pannelli solari; inoltre si può osservare la disposizione dei panelli
realizzata per consentire l’agevole manutenzione.
2. prospetti nord, est e ovest, dove vengono messe in evidenza le caratteristiche della copertura non
interessata dai pannelli.
3. sezione trasversale A-A della casa,dove si possono osservare la sezione delle travi e sono inoltre
evidenziati l’isolamento sia dei muri sia del tetto, e sezione longitudinale B-B
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4. planimetria del piano terreno, dove è stato realizzato l’impianto elettrico con i moduli bus; inoltre in
un piccolo locale è stato installato il quadro elettrico generale, il serbatoio dell’acqua calda, l’inverter,
le pompe idriche per la circolazione dell’acqua, la pompa di calore, il contatore bidirezionale per la
misura dell’energia immessa e prelevata dalla rete.
5. planimetria del primo piano, dove è stato realizzato l’impianto elettrico con i moduli bus.
6. planimetria della copertura, dove si può vedere la posizione dei pannelli solari.
7. spaccato della planimetria della copertura, dove è possibile osservare la struttura a listelli necessaria
per una corretta ventilazione, posizionata sia sotto i pannelli solari, sia sotto le tegole del tetto.
Sulla seconda tavola è stata disegnata una sezione relativa al prospetto sud dove è evidenziato il percorso
dei cavi di collegamento tra pannelli e inverter.
Sulla terza tavola è stata disegnata una sezione relativa al piano copertura dove sono evidenziati i
collegamenti elettrici tra i pannelli fotovoltaici.
2.2
Il problema dell’ ombreggiamento
Prima della progettazione e installazione di un impianto fotovoltaico, è importante conoscere le zone in luce
e in ombra per garantire una resa ottimale. Gli ombreggiamenti, infatti, possono causare delle riduzioni
momentanee o permanenti della producibilità dell'impianto piuttosto onerose per l'utente. Il problema della
gestione degli ombreggiamenti è dato dalla dinamicità delle ombre stesse che si muovono sull'impianto
seguendo l'orientamento del sole.
Tale movimento può essere previsto e calcolato con esattezza attraverso uno studio andamentale delle
ombre. A tal proposito le rappresentazioni "a farfalla", servono per visualizzare le ombre proiettate nel sito di
installazione dell'impianto fotovoltaico, e del fenomeno si terrà conto in fase di progettazione. Gli oggetti che
provocano ombreggiamento possono essere gli edifici circostanti che in funzione dell’altezza e della distanza
possono impedire ai raggi del sole di arrivare sui moduli, gli alberi, i cavi che corrono sopra il campo
fotovoltaico i quali danno un effetto particolarmente negativo provocando ombre piccole ma intense. Altra
causa di ombreggiamento dovuto al territorio circostante sono le montagne.
L’ombreggiamento tra i vari pannelli, nel nostro caso non viene considerato, perché i pannelli sono integrati
nel tetto e quindi non si ombreggiano a vicenda.
Se fosse stato necessario inclinarli maggiormente, allora avremmo applicato le formule che tenevano conto
del giorno con l’ombra più lunga di tutto l’ anno. Il problema dell’ ombreggiamento influisce negativamente
sui pannelli, infatti esso si comporta come se tutte la celle ricevessero la radiazione solare di quella meno
esposta.
Infatti, se una delle celle è oscurata, la corrente che attraversa il modulo è pari a quella che produrrebbe la
cella da sola, quindi se ci sono molte celle, quando le terminazioni sono ad una tensione molto bassa, si può
avere la distruzione della cella ombreggiata.
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3 Pompa di calore
3.1
Che cos’ è la pompa di calore e come funziona
La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore da un ambiente a temperatura più bassa ad
un altro a temperatura più alta.
Essa opera con lo stesso principio di funzionamento del frigorifero e del condizionatore d’ aria.
La pompa di calore è costituita da un circuito chiuso, percorso da un fluido “ frigorigeno ”, che a seconda
delle condizioni di temperatura e pressione a cui si trova, esso assume lo stato di liquido o di vapore.
Il circuito è costituito da: un compressore, un condensatore, una valvola di espansione e da un evaporatore.
Il condensatore e l’ evaporatore sono costituiti da scambiatori di calore, ossia tubi nella quale scorre questo
speciale liquido “ frigorigeno ”.Questo cede calore al condensatore e lo sottrae all’ evaporatore.
Il compressore di una pompa di calore crea proprio la differenza di pressione che permette al ciclo di
ripetersi: esso pompa il fluido refrigerante attraverso l'evaporatore, dove appunto evapora a bassa pressione
assorbendo calore, in seguito lo comprime e lo spinge all'interno del condensatore, dove condensa ad alta
pressione rilasciando il calore precedentemente assorbito. Il fluido refrigerante cambia di stato all'interno dei
due radiatori: nell'evaporatore passa da liquido a gassoso, nel condensatore passa da gassoso a liquido
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3.2
L’ efficienza della pompa di calore
La pompa di calore è un sistema conveniente dal punto di vista energetico in quanto è capace di fornire
più energia elettrica di quella impegnata per il suo funzionamento, in quanto estrae calore dall’ ambiente
esterno.
L’ efficienza della pompa di calore è misurata dal “ C.O.P ”, ossia dal coefficiente di prestazione, che è il
rapporto tra energia resa (alla sorgente di interesse) e quella elettrica consumata.
Questo coefficiente varia a seconda del tipo di pompa e alle condizioni di funzionamento e ha valori compresi
tra 3÷5.
Ciò sta a significare che per ogni kWh di energia elettrica consumato essa fornisce 3÷5 kWh di calore al
mezzo da riscaldare. La pompa di calore è leggermente più efficiente nel funzionamento in riscaldamento
rispetto al raffreddamento, dato che la macchina spreca sempre una parte di energia in calore e questa può
essere recuperata come calore di riscaldamento.
Di seguito si riportano le formule per il calcolo del COP in applicazioni per il riscaldamento:
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Dove,
Qcaldo
è la quantità di calore distribuita ad una riserva calda alla temperatura
Tcalda.
Una pompa di calore che sfrutta il sottosuolo (di solito l'acqua sotterranea), che rimane a una temperatura
relativamente costante durante l'anno sotto a una profondità di 2,5 m ha un COP maggiore rispetto alla
pompa che sfrutta l'aria ed è costante durante l'anno; a discapito di questo però la sua installazione è più
difficoltosa e più cara.
Inoltre, va ricordato, che la potenza termica resa dalla pompa dipende dalla temperatura a cui essa assorbe
calore. La pompa di calore offre inoltre garanzie di risparmio energetico particolarmente elevate (35-40%).
3.3
Le applicazioni
La pompa di calore nel nostro caso viene utilizzata solamente per riscaldare gli ambienti e l’ acqua sanitaria.
Per il riscaldamento degli ambienti possono essere utilizzati due tipi di impianto:

Monovalente: quando la pompa è in grado di coprire interamente il fabbisogno termico per riscaldare
gli ambienti.

Bivalente: quando, per coprire interamente il fabbisogno termico è necessario l’ utilizzo di un sistema
ausiliario, cioè una caldaia.
L’impianto è formato da 2 sonde geotermiche che vanno nel sottosuolo a circa 150 metri e estrae acqua a
circa 10°C che una volta finita in una pompa di calore le farà alzare la temperatura fino a quella necessaria al
riscaldamento.
L’acqua non utilizzata finirà in un boiler da circa 300 litri per essere successivamente riutilizzata.
In questo boiler arriverà l’ acqua proveniente dal pannello solare che sarà successivamente destinata ai
servizi sanitari.
Il recipiente è destinato ad usi sanitari e contiene acqua ad una temperatura di circa 50°C, nel nostro caso è
costituito al suo interno da due serpentine, una collegata alla pompa di calore ed una al circuito solare.
Il boiler è gestito da una centralina elettronica dotata di sonde di temperatura sia dell'acqua che dei collettori
solari
La pompa di calore opera in un circuito chiuso in cui scorre un fluido detto frigorigeno, che a seconda delle
diverse condizioni di pressione e di temperatura si può trovare sia sotto forma di liquido che di vapore.
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3.4
Scelta e dimensionamento della pompa di calore
Per quanto riguarda la scelta della pompa di calore è necessario tenere conto di tre fattori fondamentali:

Caratteristiche climatiche del luogo dove viene installata

Caratteristiche dell’ edificio

Condizioni di impiego
Considerato che, nel nostro caso, la pompa di calore è di tipo geotermico e deve sopperire sia al
riscaldamento degli ambienti sia alla produzione di acqua calda sanitaria, il suo dimensionamento richiede un
accurata valutazione del fabbisogno termico dell’edificio.
Il calcolo del fabbisogno energetico è stato effettuato secondo quanto indicato nel decreto legislativo n°
192/05 come integrato dal n° 311/06.
In particolare è stato effettuato il calcolo delle dispersioni termiche dell’ edificio e dell’ fabbisogno di acqua
calda con i parametri imposti dalla norma UNI 11300-1.
Infine è stata predisposta la relazione che attesta la rispondenza dell’ edificio al conferimento energetico ed
al rendimento limite degli impianti in esso installati. (Vedasi relazione allegata)
4 Dispersioni termiche
4.1
Calcolo delle dispersioni termiche
Per poter calcolare le dispersioni termiche dell'intero edificio, occorre conoscere la quantità di calore che può
passare attraverso le superfici disperdenti costituenti l'involucro esterno. Per far questo è indispensabile
calcolare, per ciascun componente (pareti, finestre, porte, solai ecc.) il coefficiente globale di trasmissione
termica K [W/M2 K], ottenibile dalla formula:
La resistenza termica unitaria di una parete è data dall’ inverso della trasmittanza unitaria e cioè dall’ inverso
del coefficiente globale di trasmissione
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K
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5 Impianto elettrico
Per quanto riguarda l’impianto elettrico abbiamo scelto di realizzarlo utilizzando il sistema a moduli BUS,
questo sistema sfrutta le nuove tecnologie digitali che permettono di sostituire le apparecchiature tradizionali
con dispositivi “intelligenti”. Ogni dispositivo possiede infatti un circuito elettronico integrato che permette
l’elaborazione dell’informazione e l’invio della stessa ad altri dispositivi. Il mezzo di trasmissione
dell’informazione tra i vari dispositivi è denominato BUS, ed è costituito da un doppino telefonico intrecciato
che provvede contemporaneamente all’ alimentazione e allo scambio di informazioni tra i vari dispositivi
connessi in parallelo. Affinché il dispositivo possa svolgere la funzione preposta è necessario programmarlo
opportunamente per definire il suo ruolo nel sistema; questa operazione è detta configurazione.
Abbiamo scelto di utilizzare questo nuovo sistema perché a differenza di quello tradizionale permette di avere
una maggiore flessibilità dell’impianto, infatti la configurazione può essere cambiata o modificata in ogni
momento.
Le parti dell’impianto elettrico che abbiamo realizzato sfruttando la tecnologia a BUS sono:
- Illuminazione;
- Forza motrice;
- Videocitofonico;
- Termoregolazione;
- Tapparelle;
- Allarme;
- Televisivo e telefonico;
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5.1
Illuminazione.
I vantaggi ottenuti dall’utilizzo della tecnologia BUS nell’ impianto di illuminazione sono molteplici, c’è infatti
la possibilità di accendere e spegnere qualsiasi cosa da qualsiasi punto utilizzando una configurazione
opportuna, e non solo, è anche possibile utilizzare un interruttore che gestisce l’illuminazione dell’ambiente o
dell’intera abitazione. Inoltre si può variare l’intensità luminosa a seconda delle condizioni dell’ambiente
mediante l’utilizzo di appositi sensori.
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5.2
Forza motrice.
Utilizzando la tecnologia BUS è possibile gestire i carichi collegati all’impianto limitando la potenza assorbita,
mediante una centralina dedicata al controllo e alla gestione dei carichi. Per prima cosa si stabilisce la
potenza massima che vogliamo assorba l’impianto, poi si assegna una priorità ad ogni carico, una volta
assorbita una potenza superiore a quella voluta la centralina farà spegnere automaticamente i carichi con
priorità minore mantenendo così la potenza assorbita inferiore a quella voluta.
5.3
Videocitofonico.
L’impianto videocitofonico è composto da una postazione esterna ubicata in prossimità dell’ingresso esterno
dell’abitazione e due postazioni interne, una nel soggiorno e una nel corridoio al 1°Piano.
5.4
Termoregolazione.
La regolazione del riscaldamento dell’abitazione avviene utilizzando elettrovalvole gestite da un apposita
centralina BUS, questa consente diverse funzioni come: lo spegnimento automatico del riscaldamento dopo
un certo tempo in cui le finestre restano aperte e la possibilità di programmare accensione e spegnimento
automatico del riscaldamento.
5.5
Tapparelle.
L’automazione delle tapparelle è stata divisa in due zone, zona giorno e zona notte. Anch’essa viene gestita
dal sistema BUS, le tapparelle possono essere sollevate e abbassate automaticamente mediante un apposita
configurazione al verificarsi di determinate condizione: orario, temperatura e presenza o meno di sole.
5.6
Allarme.
Il sistema di allarme dell’ abitazione è stato realizzato utilizzando un apposita centralina BUS che gestisce il
sistema antintrusione e gli allarmi tecnici. Il sistema antintrusione è realizzato con sensori di diverso tipo: a
infrarossi per il rilevamento della temperatura, a microonde per la rilevazione di movimento e magnetici per
rilevare l’apertura dei serramenti. Il sistema di allarme tecnico è composto solamente da dei sensori di
allagamento. Tutti i sensori di allarme sono collegati ad un segnalatore acustico.
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I.T.I.S. “Marconi-Galletti” Domodossola
Classe 5^E Area di progetto A.S. 2008-2009
6 Quadro elettrico principale
L’impianto elettrico dell’abitazione è alimentato in BT (230 V) dal contatore dell’ente distributore o dell’
impianto fotovoltaico (della potenza di 6 kW).
Per la distribuzione dell’impianto è previsto un unico quadro generale posto in apposito locale tecnico al
piano terra dell’abitazione, nel quale sono installate tutte le protezioni magnetotermiche e differenziali dei
vari carichi.
Per poter usufruire degli incentivi concessi per l’installazione di pannelli fotovoltaici è previsto il
posizionamento di un ulteriore contatore per la misurazione dell’ energia prodotta.
La linea in ingresso al locale tecnico proveniente dal campo fotovoltaico, è in c.c. sezione 6 mm 2 ed è
protetta a monte da un sezionatore con fusibili installato nel quadro di campo nel sottotetto.
Le dimensioni dell’ intero quadro esterno sono notevoli, ma indispensabili per avere la giusta aerazione dei
vari componenti.
L’ intero dimensionamento è stato realizzato utilizzando INTEGRA, programma per computer molto utile che
genera direttamente i file di autocad e le relazioni tecniche in word partendo dallo schema a blocchi dell’
impianto.
Nel quadro generale è posto anche il collettore generale dell’ impianto di terra, che utilizza una barra di rame
a cui sono connessi tutti i conduttori di protezione ed il dispersore.
Avendo utilizzato un interruttore differenziale generale con corrente nominale di intervento di 0,5 A, la
resistenza di terra dell’ impianto doveva sottostare al centinaio di ohm, valore raggiunto e ampiamente
abbassato. Vengono posti circa 15 metri di corda, ampiamente sufficiente per garantire una resistenza
dell’ impianto di terra inferiore a 100 ohm.
7 Sito internet
Progetto abitazione autogestita
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I.T.I.S. “Marconi-Galletti” Domodossola
Classe 5^E Area di progetto A.S. 2008-2009
Per la realizzazione del sito internet del progetto è stato utilizzato il programma Microsoft FrontPage.
Il sito è stato diviso in cinque sezioni:
1. INDEX: È la pagina iniziale dalla quale si parte per la navigazione del sito.
2. POMPA DI CALORE: Questa pagina ne spiega il funzionamento. Utilizzando un’opportuna immagine,
cliccando sulle parti che la compongono si aprono ulteriori finestre che ne approfondiscono i vari
aspetti tecnici.
3. FOTOVOLTAICO: Impostata come la pagina precedente, permette di osservare il complesso
dell’impianto e delle parti che lo compongono.
4. DOWNLOAD: Pagina dedicata alla relazione del progetto con relativi disegni e tabelle, scaricabili dagli
utenti.
5. RINGRAZIAMENTI: Dedicata a quanti hanno contribuito alla realizzazione del progetto (studenti,
insegnanti ed assistenti tecnici).
6. FOTO-GALLERY: Questa pagina contiene le foto degli alunni e dei professori durante la realizzazione
del progetto.
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