Progettazione impiantistica di un ospedale con l'ausilio della simulazione energetica dinamica

The purpose of this thesis work is to address the preliminary design of mechanical systems for the construction of a new building, delving into the use of dynamic energy modelling. In particular, this paper presents the analysis performed for the preliminary design of the HVAC systems of a new hospital complex in Sicily, used as a case study, carried out during the internship at the engineering firm RISE S.R.L. In the first part, the building under study is introduced, describing its main characteristics from an architectural and functional point of view, as well as the requirements of the client. The second part outlines the HVAC systems design process addressed, focusing on the role of dynamic energy modelling for the sizing and choice of the implemented plant solutions. The third part describes in detail the aeraulic and hydronic systems designed, and the plant solutions adopted to ensure the control of contaminants and at the same time the well-being of the occupants. Next, the energy model used and the results obtained are described, and how they were used for plant design purposes. In the fourth part, different solutions to produce cooling energy are considered: air-cooled and tower water-cooled chiller units. Plant design for the different solutions is analysed, evaluating their advantages and disadvantages in application to the case study. The energy models created are described by evaluating the energy consumption of each case. Investment and operating costs are determined, determining the most cost-effective intervention. The final part summarizes the results obtained, discussing the potential of the tools used and possible future developments.

Lo scopo di questo lavoro di tesi è quello di affrontare la progettazione preliminare degli impianti meccanici per la realizzazione di un nuovo edificio, approfondendo l’utilizzo della modellazione energetica dinamica. In particolare, il presente documento presenta l’analisi effettuata per il progetto preliminare degli impianti di HVAC di un nuovo complesso ospedaliero in Sicilia, usato come caso studio, effettuato durante il tirocinio presso lo studio di ingegneria RISE S.R.L. Nella prima parte viene introdotto l’edificio oggetto di studio, descrivendone le caratteristiche principali dal punto di vista architettonico e funzionale, nonché le richieste della committenza. Nella seconda parte si delinea il processo di progettazione impiantistica affrontato, approfondendo il ruolo della modellazione energetica dinamica per il dimensionamento e la scelta delle soluzioni impiantistiche implementate. Nella terza parte si descrivono nel dettaglio i sistemi aeraulici e idronici progettati e le soluzioni impiantistiche adottate per garantire il controllo dei contaminanti e allo stesso tempo il benessere degli occupanti. Successivamente viene descritto il modello energetico utilizzato e i risultati ottenuti, e come sono stati utilizzati ai fini della progettazione impiantistica. Nella quarta parte si prendono in considerazione diverse soluzioni per la produzione di energia frigorifera: gruppi frigoriferi condensati ad aria e ad acqua di torre. Si analizza la progettazione impiantistica per le diverse soluzioni valutandone i vantaggi e gli svantaggi nell’applicazione al caso studio. Si descrivono i modelli energetici creati valutando il consumo energetico di ogni caso. Si determinano i costi di investimento e gestione, determinando l’intervento economicamente più conveniente. La parte finale sintetizza i risultati ottenuti, discutendo sulle potenzialità degli strumenti utilizzati e i possibili sviluppi futuri.