Le seguenti proposte di tesi sono rivolte agli studenti che hanno seguito i corsi di Fisica Tecnica e hanno frequentato o stanno frequentando gli insegnamenti di Impianti Tecnici I (Impianti termotecnici) e/o Impianti Tecnici II (Complementi di Impianti Termotecnici). I titoli sono divisi per corso, a seconda delle tematiche di interesse dei piani di studio, ma possono essere presi in considerazione sia da studenti di ingegneria civile e meccanica. Le tesi saranno adattate a seconda del corso di laurea (Triennale o magistrale).

• Proposte di tesi per studenti di Ingegneria Meccanica
• Proposte di tesi per studenti di Ingegneria Civile

Calcolo dei carichi estivi degli edifici mediante software commerciali

La maggior parte dei software commerciali propongono due opzioni per il calcolo dei carichi estivi degli edifici: il metodo semplificato Carrier-Pizzetti oppure un metodo dinamico orario secondo la norma UNI EN ISO 52016. Si propone di applicare i due metodi per il caso studio di un edificio prevedendo diversi livelli di isolamento termico al fine di valutare eventuali limiti del metodo semplificato nella valutazione del comportamento estivo di edifici con gli attuali livelli di isolamento. Tesi rivolta a studenti di laurea magistrale.

referente: Prof.ssa D'Agaro

Reti di distribuzione idroniche: simulazione

Reti di distribuzione idroniche: confronto tramite software di diverse soluzioni per la distribuzione del fluido termovettore a terminali di climatizzazione ad acqua. Potranno essere considerate reti di distribuzione ai radiatori, oppure la distribuzione ai ventilconvettori. Tesi rivolta a studenti di laurea triennale.

referente: Prof.ssa D'Agaro

Utilizzo di bin a due parametri per il dimensionamento di impianti di refrigerazione o pompe di calore

Nell’ambito della valutazione delle prestazioni annuali delle componenti del sistema edificio-impianto (sistemi di generazione di calore, pompe di calore, caldaie, chiller, etc) che dipendono dal clima si utilizza spesso l'approccio dei "bin" ovvero si valutano le prestazioni per un numero finito di condizioni esterne e si risale alla prestazione annuale conteggiano la frequenza (numero di ore all’anno) in cui tali condizioni si presentano per una data località. La riduzione dei dati climatici annuali di una località a dei “bin” è banale nel caso di dipendenza da un unico parametro (es. temperatura esterna), mentre diventa decisamente più complesso quando i parametri che influenzano le prestazioni sono una combinazione di due o più grandezze (es. temperatura e umidità). In questo caso è necessario un processo di clustering che permetta di sintetizzare il file di dati climatici in un numero di “bin” che rappresenti un ottimale compromesso fra tempo di calcolo e correttezza della valutazione annuale. La tesi prevede l’ottimizzazione del processo di selezione del “bin” per un sistema di refrigerazione, confrontando i risultati prestazionali ottenuti con l’approccio bin rispetto alla simulazione dinamica oraria.

referente: Prof.ssa D'Agaro

Sistemi di ventilazione forzata per il controllo del Radon

Il Radon è un gas radioattivo presente nel sottosuolo che tende a concentrarsi nei locali a contatto con il terreno non ventilati. Il principale rischio del Radon è legato alla sua inalazione, che può portare anche a seri danni al sistema respiratorio. La tesi prevede lo studio e simulazione di sistemi di ventilazione forzata per il controllo del radon in locali interrati. Per le simulazioni verrà utilizzato CONTAM, software utilizzato per la valutazione di flussi d'aria in ambienti multi-zona e per il calclo del trasporto di contaminanti portati dall'aria.

referente: Prof.ssa D'Agaro

Monitoraggio e simulazione di sistemi-edificio impianto

Con l'aumentare della complessità dei sistemi di riscaldamento e raffrescamento degli edifici si è manifestata l'opportunità di utilizzare regole di controllo che permettono di tenere conto del comportamento degli occupanti e delle condizioni meteorologiche. Inoltre, in un'ottica di autoproduzione dell'energia e di partecipazione alle comunità energetiche, controllare e ottimizzare consumi energetici degli edifici diventa una necessità. Svolgendo questa tesi, lo studente potrà approfondire le tematiche legate agli impianti e ai metodi di monitoraggio e simulazione utilizzando il software TRNSYS e pacchetti di analisi dati.

referente: Prof.ssa D'Agaro

Calcolo dei carichi estivi degli edifici mediante software commerciali

La maggior parte dei software commerciali propongono due opzioni per il calcolo dei carichi estivi degli edifici: il metodo semplificato Carrier-Pizzetti oppure un metodo dinamico orario secondo la norma UNI EN ISO 52016. Si propone di applicare i due metodi per il caso studio di un edificio prevedendo diversi livelli di isolamento termico al fine di valutare eventuali limiti del metodo semplificato nella valutazione del comportamento estivo di edifici con gli attuali livelli di isolamento. Tesi rivolta a studenti di laurea magistrale.

referente: Prof.ssa D'Agaro

Reti di distribuzione idroniche: simulazione

Reti di distribuzione idroniche: confronto tramite software di diverse soluzioni per la distribuzione del fluido termovettore a terminali di climatizzazione ad acqua. Potranno essere considerate reti di distribuzione ai radiatori, oppure la distribuzione ai ventilconvettori. Tesi rivolta a studenti di laurea triennale.

referente: Prof.ssa D'Agaro

Utilizzo di bin a due parametri per il dimensionamento di impianti di refrigerazione o pompe di calore

Nell’ambito della valutazione delle prestazioni annuali delle componenti del sistema edificio-impianto (sistemi di generazione di calore, pompe di calore, caldaie, chiller, etc) che dipendono dal clima si utilizza spesso l'approccio dei "bin" ovvero si valutano le prestazioni per un numero finito di condizioni esterne e si risale alla prestazione annuale conteggiano la frequenza (numero di ore all’anno) in cui tali condizioni si presentano per una data località. La riduzione dei dati climatici annuali di una località a dei “bin” è banale nel caso di dipendenza da un unico parametro (es. temperatura esterna), mentre diventa decisamente più complesso quando i parametri che influenzano le prestazioni sono una combinazione di due o più grandezze (es. temperatura e umidità). In questo caso è necessario un processo di clustering che permetta di sintetizzare il file di dati climatici in un numero di “bin” che rappresenti un ottimale compromesso fra tempo di calcolo e correttezza della valutazione annuale. La tesi prevede l’ottimizzazione del processo di selezione del “bin” per un sistema di refrigerazione, confrontando i risultati prestazionali ottenuti con l’approccio bin rispetto alla simulazione dinamica oraria.

referente: Prof.ssa D'Agaro

Stazioni meteorologiche e file climatici per le simulazioni di edifici.

Come valutare l’effetto del cambiamento climatico sugli edifici in termini di variazioni dei consumi e di danni da umidità o gelo e disgelo? Un dato climatico vale l’altro?

Lo studente dovrà effettuare una ricerca individuando le best practices nella misurazione delle variabili climatiche di interesse per la simulazione di edifici (Temperatura, Umidità relativa, Irradianza Solare, Velocità e Direzione del vento, intensità di precipitazione) e le ultime metodologie per le previsioni di file climatici futuri ed estremi secondo gli scenari indicati dall’IPCC.

La tesi permetterà allo studente di acquisire esperienza e competenza in un settore che viene dato per scontato nella pratica professionale, ma che sta diventando sempre più rilevante (anche a livello normativo) a livello globale e permetterà di mettere in atto le strategie di mitigazione e adattamento al cambiamento climatico sugli edifici e i loro impianti. Sarà possibile integrare il lavoro con attività sperimentale presso il laboratorio Thermal Systems del Lab Village Uniud.

referente: Dott. Libralato

Sensori per la misura dei contenuti di umidità nei materiali edilizi in situ.

Gli occupanti degli edifici stanno diventando sempre più attenti alle prestazioni dell’involucro edilizio e gestire un cantiere senza tener conto dell’umidità contenuta nei materiali non è più possibile.

Lo studente dovrà effettuare un’analisi dello stato dell’arte degli strumenti di misura dell’umidità dei materiali in sito e confrontare i metodi di misura per quantificarne l’affidabilità. La tesi prevede attività nel laboratorio Thermal Systems del Lab Village Uniud e l’utilizzo di software di simulazione di trasporto di umidità e calore utilizzati anche nella professione per l’analisi di rischio di condensa interstiziale. Le competenze sviluppate saranno molto rilevanti per la professione nella progettazione degli involucri edilizi dal punto di vista energetico e del processo edilizio.

referente: Dott. Libralato

Effetti dell’umidità sul legno

L’edilizia in legno è, per ora, quella considerata meno impattante dal punto di vista delle emissioni e che permette di realizzare gli edifici con materiali più naturali. Tuttavia, non sempre i materiali naturali riescono a raggiungere le prestazioni richieste senza trattamenti o abbinamenti a materiali plastici. Questo è il tipico caso degli edifici in legno sottoposti ad elevati carichi di umidità.

Lo studente dovrà effettuare un’analisi dello stato dell’arte sugli effetti dell’umidità sul legno, a partire dalla variazione di conduttività termica, fino ai problemi di deformazione dovuti all’umidità e ai danni estetici. Le competenze sviluppate permetteranno allo studente di acquisire occhio critico rispetto alle procedure di messa in opera delle strutture in legno e di avere strumenti quantitativi di analisi per garantire l’assenza di danni da umidità nelle strutture.

referente: Dott. Libralato

Misura della conducibilità termica dei materiali edilizi e simulazione

Conoscere le procedure di misura delle proprietà termiche dei materiali da costruzione è fondamentale per capire quanto le schede tecniche dei materiali possono essere affidabili e quali sono i meccanismi di trasporto del calore che possono influire su una prova. In questa tesi lo studente affronterà il problema della misura della conducibilità termica dei materiali utilizzando un termoflussimetro da un punto di vista sperimentale e numerico. L’attività prevede la costruzione di un setup sperimentale per la misura della conduttività termica in campioni di materiali di diverse dimensioni, la validazione dello strumento e la simulazione numerica del fenomeno di trasmissione del calore per la valutazione degli effetti di bordo. Lo studente potrà sviluppare competenze nel campo della sperimentazione, della conoscenza delle normative legate alle prove sui materiali e sulla simulazione numerica della conduzione del calore in regime dinamico.

referente: Dott. Libralato