Sistemi per la climatizzazione mediante pompe di calore geotermiche e pali energetici

We need a large amount of energy to make our homes pleasantly warm in winter and cool in summer. If we also consider the energy losses that occur through roofs, perimeter walls and windows, it would be more appropriate to speak of waste than consumption. The solution would be to build passive houses, i.e. buildings more efficient and environmentally friendly, able to ensure a drastic reduction of electricity and heating bills. Recently, the increase of public awareness about global warming and environmental pollution problems have “finally” opened wide possibility in the field of sustainable construction by encouraging new renewable methods for heating and cooling space. Shallow geothermal allows to exploit the renewable heat reservoir, present in the soil at depths between 15 and 20 m, for air-conditioning of buildings, using a ground source heat pump. This thesis focuses on the design of an air-conditioning system with geothermal heat pump coupled to energy piles, i.e. piles with internal heat exchangers, for a typical Italian-family building, on the basis of a geological-technical report about a plot of Bologna’s plain provided by Geo-Net s.r.l. The study has involved a preliminary static sizing of the piles in order to calculate their length and number, then the project was completed making the energy sizing, where it has been verified if the building energy needs were met with the static solution obtained. Finally the attention was focused on the technical and economical validity compared to a traditional system (cost-benefit analysis) and on the problem of the uncertainty data design and their effects on the operating and initial costs of the system (sensitivity analysis). To evaluate the performance of the thermal system and the potential use of the piles was also used the PILESIM2 software, designed by Dr. Pahud of the SUPSI’s school.

Il complesso di San Giovanni in Monte: la vulnerabilità sismica analizzata secondo le linee guida del ministero dei beni culturali

L’obiettivo della presente dissertazione è la valutazione della vulnerabilità sismica del nucleo storico del complesso di San Giovanni in Monte a Bologna, con i metodi indicati nelle “Linee Guida” del Ministero per i Beni e le Attività Culturali, secondo i livelli di valutazione LV1 ed LV3. Gli edifici oggetto di studio si inseriscono all’interno di un aggregato storico unico nel suo genere che ha avuto come centro di sviluppo la Chiesa di San Giovanni in Monte e successivamente il complesso costituito da Chiesa e monastero adiacente.

Il museo e la città

La città di Ferrara può essere considerata un unicum che emerge rispetto ad altre realtà urbane, pur dotate di loro peculiarità storiche e morfologiche. La base per la formazione di questa unicità, fu gettata dagli Este, e da Biagio Rossetti, che, con l'addizione erculea, raddoppiarono la superficie della città medioevale. L'addizione, fu realizzata per una previsione di aumento della popolazione,che mai si concretizzò, se non, in parte, nel corso dell'ultimo secolo. Ciò, si tradusse in una notevole stabilità del rapporto pieni/vuoti, all'interno della città: vuoti che divennero spazi verdi urbani, e pieni che, nonostante le ristrutturazioni divenute necessarie nel corso dei secoli, mantennero prevalentemente le volumetrie e i sedimi storici. Infatti, il verde degli orti e dei giardini del tessuto storico, costituisce un sistema inscindibile con il costruito, e ne caratterizza la forma urbana dall'interno. Nel corso del Novecento, il centro storico, subì notevoli cambiamenti, anche se gli interventi riguardarono prevalentemente i vuoti urbani, mantenendo quasi intatto l'esistente. L'immobilismo dei secoli passati, ha mantenuto Ferrara una città a misura d'uomo, non tormentata dal caotico traffico automobilistico delle città attuali;per le sue peculiarità, storiche e morfologiche, Ferrara fu dichiarata "Patrimonio dell'Umanità" dall'Unesco, ponendo fine ad eventuali modifiche del centro storico, che avrebbero potuto intaccarne i caratteri. L'area della quale ci occupiamo, nonostante si trovi all'interno del tessuto medioevale consolidato, ha subito delle importanti trasformazioni nel secolo scorso; il duecentesco Convento agostiniano di San Vito, che occupava gran parte dell'isolato, assieme ai giardini di Palazzo Schifanoia, fu demolito per far posto ad una nuova caserma; probabilmente perché il convento stesso, dopo le conquiste napoleoniche e con vicende alterne, era già adibito a tale funzione. La nuova caserma mal si inserisce nel tessuto urbano, poiché rappresenta un "fuori scala", un evidente distacco dal rapporto verde/costruito della città medioevale circostante. Fin dalle analisi dei primi piani regolatori del secondo dopoguerra, la caserma fu considerata un elemento incongruo con il tessuto esistente, prevedendone quindi la possibilità di demolizione; dagli anni '90, inoltre, l'area militare è inutilizzata, e oggigiorno, versa in una condizione di avanzato degrado superficiale. L'area di progetto, ha una grande importanza storica, poiché rappresentava il terzo polo estense di amministrazione del potere, dopo il Castello Estense, e l'area del Palazzo dei Diamanti. I palazzi estensi che caratterizzavano l'area in epoca rinascimentale, Palazzo Schifanoia, Palazzo Bonacossi e Palazzina Marfisa d'Este, sono sopravissuti, anche se profondamente cambiati in particolar modo negli spazi verdi. Il progetto che ci proponiamo di realizzare, vuole stabilire, un nuovo rapporto tra pieni e vuoti, basandoci sulla lettura della città storica, delle sue tipologie e peculiarità. Impostando il progetto sulla realizzazione concreta del Polo dei Musei Civici di Arte Antica di Ferrara, oggi esistente solo a livello burocratico e amministrativo, ridefiniamo una parte di città, attribuendole quella centralità nel tessuto storico, che già la caratterizzava in passato.

Il museo e la città

La città di Ferrara può essere considerata un unicum che emerge rispetto ad altre realtà urbane, pur dotate di loro peculiarità storiche e morfologiche. La base per la formazione di questa unicità, fu gettata dagli Este, e da Biagio Rossetti, che, con l'addizione erculea, raddoppiarono la superficie della città medioevale. L'addizione, fu realizzata per una previsione di aumento della popolazione,che mai si concretizzò, se non, in parte, nel corso dell'ultimo secolo. Ciò, si tradusse in una notevole stabilità del rapporto pieni/vuoti, all'interno della città: vuoti che divennero spazi verdi urbani, e pieni che, nonostante le ristrutturazioni divenute necessarie nel corso dei secoli, mantennero prevalentemente le volumetrie e i sedimi storici. Infatti, il verde degli orti e dei giardini del tessuto storico, costituisce un sistema inscindibile con il costruito, e ne caratterizza la forma urbana dall'interno. Nel corso del Novecento, il centro storico, subì notevoli cambiamenti, anche se gli interventi riguardarono prevalentemente i vuoti urbani, mantenendo quasi intatto l'esistente. L'immobilismo dei secoli passati, ha mantenuto Ferrara una città a misura d'uomo, non tormentata dal caotico traffico automobilistico delle città attuali; per le sue peculiarità, storiche e morfologiche, Ferrara fu dichiarata "Patrimonio dell'Umanità" dall'Unesco, ponendo fine ad eventuali modifiche del centro storico, che avrebbero potuto intaccarne i caratteri. L'area della quale ci occupiamo, nonostante si trovi all'interno del tessuto medioevale consolidato, ha subito delle importanti trasformazioni nel secolo scorso; il duecentesco Convento agostiniano di San Vito, che occupava gran parte dell'isolato, assieme ai giardini di Palazzo Schifanoia, fu demolito per far posto ad una nuova caserma; probabilmente perché il convento stesso, dopo le conquiste napoleoniche e con vicende alterne, era già adibito a tale funzione. La nuova caserma mal si inserisce nel tessuto urbano, poiché rappresenta un "fuori scala", un evidente distacco dal rapporto verde/costruito della città medioevale circostante. Fin dalle analisi dei primi piani regolatori del secondo dopoguerra, la caserma fu considerata un elemento incongruo con il tessuto esistente, prevedendone quindi la possibilità di demolizione; dagli anni '90, inoltre, l'area militare è inutilizzata, e oggigiorno, versa in una condizione di avanzato degrado superficiale. L'area di progetto, ha una grande importanza storica, poiché rappresentava il terzo polo estense di amministrazione del potere, dopo il Castello Estense, e l'area del Palazzo dei Diamanti. I palazzi estensi che caratterizzavano l'area in epoca rinascimentale, Palazzo Schifanoia, Palazzo Bonacossi e Palazzina Marfisa d'Este, sono sopravissuti, anche se profondamente cambiati in particolar modo negli spazi verdi. Il progetto che ci proponiamo di realizzare, vuole stabilire, un nuovo rapporto tra pieni e vuoti, basandoci sulla lettura della città storica, delle sue tipologie e peculiarità. Impostando il progetto sulla realizzazione concreta del Polo dei Musei Civici di Arte Antica di Ferrara, oggi esistente solo a livello burocratico e amministrativo, ridefiniamo una parte di città, attribuendole quella centralità nel tessuto storico, che già la caratterizzava in passato.

La sensitività delle curve a fatica oligociclica rispetto alle colate di derivazione per i provini: applicazione alla caratterizzazione di un materiale per cappe di turboalternatore

In questo studio vengono riportati i risultati di prove di fatica oligociclica eseguiti su provini dello stesso materiale ottenuti con uguali processi tecnologici ma provenienti da differenti colate di metallo. Il materiale in questione è un acciaio di elevata qualità frequentemente utilizzato per la realizzazione di cappe per turboalternatori. Obiettivo dello studio è stato ricavare i coefficienti necessari per tracciare le curve di fatica del materiale, non ancora presenti in letteratura, ed infine indagare la bontà del risultato ottenuto con un’analisi statistica delle curve e dei risultati ottenuti. Nella prima parte è descritto l’attuale stato dell’arte e la situazione in cui si colloca il presente studio. Nella seconda parte viene fornita una descrizione dettagliata del materiale studiato, delle condizioni nelle quali sono state eseguite le prove e delle attrezzature utilizzate a tale scopo. Si conclude esponendo i risultati ottenuti, comprensivi dei confronti e delle considerazioni derivate dalle analisi statistiche eseguite.

Un nuovo progetto per il ponte dell'Accademia

Questo tema è alquanto attuale per la città di Venezia e soprattutto per quanto riguarda proprio il ponte dell’Accademia che, nato come provvisorio, è rimasto tale fino ai giorni nostri. Per comprendere al meglio la natura di questi manufatti, ho analizzato i quattro ponti sul Canal Grande, partendo dal ponte di Rialto, poi Scalzi e Accademia e infine il ponte della Costituzione. L’analisi è stata compiuta sia dal punto di vista storico che costruttivo, ho esaminato tutte le vicende storiche che hanno caratterizzato la loro “immagine” attuale e infine ho deciso di scomporli e studiare ogni parte, partendo dalle fondazioni fino ad arrivare ai parapetti. Oltre a questa minuziosa analisi, abbiamo affrontato il tema dei materiali che compongono questi quattro manufatti e cioè: la pietra, il legno, l’acciaio e il cemento armato. Si è rilevato importante non studiare solo le caratteristiche fisiche e meccaniche, ma anche la loro evoluzione nel tempo e nella storia dell’architettura dei ponti. Queste analisi sono state importanti per realizzare un progetto che non rompesse il filo conduttore che li lega e cioè che sono tutti ad arco ribassato con una freccia sempre minore con l’aumento delle innovazioni tecnologiche. Il progetto, quindi, si evoluto mano a mano che le analisi venivano compiute e in base al bando per il ponte dell’Accademia del comune di Venezia, bandito nel giugno del 2009. Il bando è stato il punto cardine che ha fatto da perno al progetto, delineando i punti fondamentali da seguire e da sviluppare. La documentazione relativa al bando è stata sufficiente per iniziare uno studio approfondito della struttura precedente per comprenderla in tutte le sue parti. Anche l’analisi dei progetti redatti per la Terza Mostra Internazionale dell’Architettura è stata un’occasione per approfondire e sviluppare una forma nuova e nel contempo non invasiva per la città veneta. Tutto questo ha portato alla realizzazione di un progetto che rispetta tutti i punti che il bando impone, utilizzando sia materiali innovativi che tradizionali, creando un manufatto che non stravolge l’immagine di Venezia e che finalmente offre un volto al ponte dell’Accademia che da ottant’anni continua ad avere la “fama” di ponte provvisorio.

Link dissipativi isteretici per la mitigazione degli effetti del sisma

La tesi tratta l’identificazione delle proprietà dissipative del sistema di collegamento fra nuclei in c.a. e telai metallici, disposto all’interno di una struttura specifica, il corpo ‘D’ dell’Ospedale Maggiore di Bologna. Sviluppa anche la calibrazione delle caratteristiche meccaniche di un sistema sostitutivo del precedente, al fine di ottenere selezionate prestazioni sismiche, sviluppando nel complesso un’innovativa soluzione strutturale che vede il posizionamento di dispositivi dissipativi isteretici tra telai pendolari e strutture di controventamento.

Heave of large excavations in clay: modelling and analysis of two british case-histories

ABSTRACT Il presente lavoro vuole introdurre la problematica del rigonfiamento del terreno a seguito di grandi scavi in argilla. Il sollevamento del terreno dopo lo scavo può passare inosservato ma sono numerosi i casi in cui il rigonfiamento dura per molti anni e addirittura decenni, Shell Centre, London, Lion Yard, Cambridge, Bell Common, London, ecc. Questo rigonfiamento il più delle volte è impedito dalla presenza di fondazioni, si genera quindi una pressione distribuita che se non considerata in fase di progetto può portare alla fessurazione della fondazione stessa. L’anima del progetto è la modellazione e l’analisi del rigonfiamento di grandi scavi in argilla, confrontando poi i risultati con i dati reali disponibili in letteratura. L’idea del progetto nasce dalla difficoltà di ottenere stime e previsioni attendibili del rigonfiamento a seguito di grandi scavi in argilla sovraconsolidata. Inizialmente ho esaminato la teoria e i fattori che influenzano il grado e la velocità del rigonfiamento, quali la rigidezza, permeabilità, fessurazione, struttura del suolo, etc. In seguito ho affrontato lo studio del comportamento rigonfiante di argille sovraconsolidate a seguito di scarico tensionale (scavi), si è evidenziata l’importanza di differenziare il rigonfiamento primario e il rigonfiamento secondario dovuto al fenomeno del creep. Il tema centrale del progetto è l’analisi numerica tramite Flac di due grandi scavi in argilla, Lion Yard, Cambridge, e, Bell Common, London. Attraverso una dettagliata analisi parametrica sono riuscito a trovare i migliori parametri che modellano il comportamento reale nei due casi in esame, in questo modo è possibile arrivare a stime e previsioni attendibili del fenomeno rigonfiante del terreno a seguito di grandi scavi. Gli scavi modellati Lion Yard e Bell Common sono rispettivamente in Gault Clay e London Clay, grazie a famosi recenti articoli scientifici sono riuscito a evidenziare la principali propietà che diversificano i due terreni in esame, tali propietà sono estremamente differenti dalle normali caratteristiche considerate per la progettazione in presenza di terreno argilloso; sono così riuscito a implementare i migliori parametri per descrivere il comportamento dei due terreni nei diversi modelli. Ho inoltre studiato l’interazione terreno-struttura, la pressione esercitata dal rigonfiamento del terreno è strettamente funzione delle caratteristiche di connesione tra fondazione superficiale e muro di sostegno, tale pressione non deve essere ignorata in fase progettuale poichè può raggiungere importanti valori. Nello scavo di Lion Yard, considerando la presenza delle fondazioni profonde ho evidenziato il fatto che il rigonfiamento crea una forza distribuita di taglio tra i pali di fondazione ed il terreno, anche tale sollecitazione dovrebbe essere considerata ai fini della progettazione. La problematica non si ferma solo sull’interazione terreno-fondazioni, infatti durante gli scavi di importanti fondazioni londinesi lo scarico tensionale ha creato uno spostamento significativo positivo verso la superfice di tratti di tunnel della metropolita, questo fenomeno può creare seri problemi di sicurezza nella rete dei trasporti pubblici. Infine sono stati messi a confronto i risultati del programma Flac con quelli di metodi semplificati, ho trovato che utilizzando il metodo iterativo di O’Brien i risultati sono simili alla realtà e il tempo di calcolo è molto inferiore di quello richiesto utilizzando Flac, 2-3 giorni. In conclusione posso affermare che grazie ad una dettagliata analisi parametrica è stato possibile stimare il rigonfiamento del terreno, argilla sovraconsolidata, nei due casi analizzati.