Studio geotecnico e termico di un impianto geotermico a sonda ...

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x INDICE 6.6 Le procedure di cantiere per i collettori orizzontali . . . . . . . . . . . . . . . . 150 6.7 Le procedure di cantiere per i pali energetici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 6.7.1 I pali energetici prefabbricati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 6.7.2 I pali energetici realizzati in situ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 6.8 Le procedure di cantiere per i pozzi geotermici di scambio con acqua di falda . 153 6.9 Cantieri particolari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 6.9.1 Le fognature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 6.9.2 Opere in sotterraneo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 6.9.3 Micropali energetici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 6.9.3.1 Utilizzo in Italia di fondazioni fredde e micropali energetici . 157 6.9.4 Il GeoBag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 6.9.4.1 Scambiatori elicoidali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 6.9.4.2 Bacini idrici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 6.10 Ipotesi di potenzialità geotermiche in ambito urbano . . . . . . . . . . . . . . . 159 III Analisi agli elementi finiti 163 7 Studio termico e geotecnico con gli elementi finiti e considerazioni progettuali 165 7.1 Profilo di temperatura del terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 7.2 Dimensionamento semplificato di una sonda geotermica . . . . . . . . . . . . 169 7.2.1 Carico termico di un edificio: un approccio semplificato . . . . . . . . 169 7.3 Analisi termiche del terreno con il Comsol 4.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 7.3.1 Modello 1: terreno omogeneo indisturbato . . . . . . . . . . . . . . . 173 7.3.2 Modello 2: Terreno disturbato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 7.3.2.1 Analisi termica:condizioni al contorno . . . . . . . . . . . . 179 7.3.3 Grafici dell’analisi termica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 7.3.3.1 Grafici delle temperature: commenti . . . . . . . . . . . . . 192 7.3.4 Grafici Comsol: definizioni delle grandezze dei materiali . . . . . . . . 198 7.4 Modello 3: terreno disturbato con falda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 7.5 Analisi termica del calcestruzzo della fondazione con Comsol 4.2 . . . . . . . 205 7.5.1 Studio termico e tensionale di una fondazione continua . . . . . . . . . 205 7.5.1.1 Analisi stress-termica: condizioni al contorno . . . . . . . . 205 7.5.1.2 Risultati grafici con commento . . . . . . . . . . . . . . . . 208 7.6 Studio delle vibrazioni indotte dalla perforatrice . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 7.6.1 Analisi delle vibrazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 7.7 Analisi delle vibrazioni con Comsol 4.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 7.7.1 Terreno con modulo elastico E y = 20MPa . . . . . . . . . . . . . . . . 224 7.7.2 Terreno con modulo elastico E y = 60MPa . . . . . . . . . . . . . . . . 235 7.8 Considerazioni finali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
INDICE xi A Script Matlab: Profili delle temperature 253 A.1 Profilo termico del terreno indisturbato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 A.1.1 Profilo delle temperature: andamento generale . . . . . . . . . . . . . 254 A.1.2 Profilo delle temperature: andamento in un anno . . . . . . . . . . . . 255 A.1.3 Profilo delle temperature: andamento in un mese . . . . . . . . . . . . 256 A.1.4 Profilo delle temperature: andamento in un giorno . . . . . . . . . . . 257 B Script Matlab: Studio delle vibrazioni del terreno e dell’edificio in c.a. 259 B.1 Programma principale:’pro_vibra_main.m’ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 B.1.1 sottoprogramma:’risonanza.m’ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 B.1.2 sottoprogramma:’periodo_proprio.m’ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 Bibliografia 268
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