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Scuola Innovativa Secondaria di Secondo Grado “G. Galilei”, Spadafora (ME)
No full textIl progetto per la Scuola Innovativa Secondaria di Secondo Grado “G. Galilei”, sita a Spadafora (ME), si è collocato al terzo posto nell’ambito del concorso di progettazione in due gradi, Missione 2 – Componente 3 – Investimento 1.1 “Costruzione di nuove scuole mediante sostituzione di edifici” del Piano nazionale di ripresa e resilienza (PNRR), finanziato dall’Unione europea – Next Generation EU (CIG 9297593875, Codice 2° grado A3IA0V3S).
Il progetto sposa l’idea di legame con la natura come motore e veicolo di rigenerazione diretta dell’attenzione, per arricchire gli spazi didattici con l’impatto positivo che deriva dalla fruizione di spazi verdi dislocati tra gli ambienti scolastici. Infatti, l’impianto planimetrico della scuola fonde la forma ibrida ad “L” con una ampia corte interna: il fronte più esteso e permeabile si colloca parallelo alla direttrice costiera, mentre il sistema di “green square” arricchisce il lotto conferendo alla scuola anche un valore civico oltre che didattico.
Grande attenzione viene data alla sostenibilità, che percorre il progetto nei suoi molteplici aspetti, dalla scelta dei sistemi tecnologici (utilizzo della terra cruda), impiantistici (utilizzo di FER con FV, eolico, PdC) fino ai materiali e agli arredi, atossici, riciclati e riciclabili, con packaging studiati per ridurre gli imballaggi.
L’impiantistica della scuola è tale da renderla energeticamente attiva. Soluzioni passive vengono combinate a soluzioni attive. I differenti componenti hanno trasmittanze molto basse, mentre gli involucri opachi realizzati in terra cruda consentono di raggiungere elevate prestazioni termo-igrometriche smorzando efficacemente l’onda termica. L’orientamento, gli aggetti della grande copertura, le schermature della corte interna sagomate in funzione dei percorsi solari e le tende interne, minimizzano i fenomeni di abbagliamento e i carichi termici. La corte interna alberata permette di sfruttare la ventilazione naturale per effetto camino. La riduzione dei carichi termici minimizza la potenza dei generatori (riduzione del 52% dei fabbisogni rispetto all’edificio di riferimento) e garantisce fabbisogni globali di energia primaria inferiori a 75 kWh/(anno m2). Il consumo di energia primaria EPgl,tot è di oltre il 55% inferiore alla soglia fissata per i requisiti degli edifici nZEB (EPgl,tot, lim) mentre l’EPgl,nren è inferiore del 90%. Si è deciso di abbinare al sistema fotovoltaico il microeolico per sfruttare la ventosità del luogo. I due sistemi (installati 58 kWp) generano, su base annua, circa 89.000 kWh superando i fabbisogni richiesti dall’edificio. A ciò si unisce uno studio approfondito sulla contemporaneità tra produzione ed uso dell’energia che implementa un sistema di accumulo a batterie per i cicli di breve durata ed uno di produzione di idrogeno integrato da fuelcell/microcogenerazione per i cicli più lunghi. Così si realizza una scuola che può essere del tutto autosufficiente.
Inoltre, viene garantito un comfort ottimale e un controllo distinto per ogni singolo spazio; ciò permette anche di rispondere ai criteri previsti dalla certificazione LEED Platinum. Grazie ad un BMS auto adattativo il controllo può essere gestito sia dall’utenza, con le limitazioni previste dai principi dell’adaptive comfort, che da remoto. Inoltre, l’impianto sfrutta la geotermia attraverso un sistema geotermico ad acqua di falda, associato a sistemi radianti a bassa temperatura, mentre la qualità dell’aria è garantita dalla ventilazione meccanica a portata variabile con possibilità di free cooling notturno (a riduzione ulteriore dei carichi per raffrescamento) e recuperatori ad elevatissima efficienza (>90%), controllo di CO2 e sanificazione continua a ionizzazione. Il progetto garantisce anche il comfort luminoso, grazie a sistemi a LED “blue-hazard-free”. L’illuminazione, invece, è controllata da un sistema DALI per l’integrazione con la luce naturale e la creazione di diversi scenari di luce nelle aule
A predictive model of iron oxide nanoparticles flocculation tuning Z-potential in aqueous environment for biological application
No full textIron oxide nanoparticles are the most used magnetic nanoparticles in biomedical and biotechnological field because of their nontoxicity respect to the other metals. The investigation of iron oxide nanoparticles behaviour in aqueous environment is important for the biological applications in terms of polydispersity, mobility, cellular uptake and response to the external magnetic field. Iron oxide nanoparticles tend to agglomerate in aqueous solutions; thus, the stabilisation and aggregation could be modified tuning the colloids physical proprieties. Surfactants or polymers are often used to avoid agglomeration and increase nanoparticles stability. We have modelled and synthesised iron oxide nanoparticles through a co-precipitation method, in order to study the influence of surfactants and coatings on the aggregation state. Thus, we compared experimental results to simulation model data. The change of Z-potential and the clusters size were determined by Dynamic Light Scattering. We developed a suitable numerical model to predict the flocculation. The effects of Volume Mean Diameter and fractal dimension were explored in the model. We obtained the trend of these parameters tuning the Z-potential. These curves matched with the experimental results and confirmed the goodness of the model. Subsequently, we exploited the model to study the influence of nanoparticles aggregation and stability by Z-potential and external magnetic field. The highest Z-potential is reached up with a small external magnetic influence, a small aggregation and then a high suspension stability. Thus, we obtained a predictive model of Iron oxide nanoparticles flocculation that will be exploited for the nanoparticles engineering and experimental setup of bioassays
Combination of modal responses consistent with seismic input representation
No full textThe well-known modal superposition method for the evaluation of seismic response by the complete quadratic modal combination rule (CQC) is revisited. The most widely used version of the CQC rule utilizes correlation coefficients derived for white-noise excitation and neglects the influence of peak factor variation on the response. Here a simplified procedure for evaluation of correlation coefficients and peak factors consistent with the power spectral density of seismic excitation is proposed. The procedure is based on an approximate analytic expression for direct evaluation of the power spectral density of the excitation consistent with any prefixed response spectrum, and the evaluation of the consistent correlation coefficients and peak factors by using analytical expressions. The ranges of system dynamic parameters for which the correlation coefficients derived for white-noise excitation are not adequate are pointed out. Then the influence of the assumptions for CQC rule derivation on the evaluation of nodal response parameters is investigated, and the role played by the correlation coefficients and peak factors is pointed out
Recenti sviluppi nei metodi di analisi strutturale per la valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici
No full textStochastic sensitivity of steel frames with connection dampers by modal analysis
No full textA procedure for evaluation of dynamic response sensitivity of multistory steel frames with added viscoelastic beam to column connections by modal analysis is presented. The connection behavior is modeled by a Kelvin-Voigt element, consisting of a rotational spring and a dashpot connected in parallel. Consistent mass, stiffness and damping matrices of the multistory frame are utilized, leading to a structure modeling as a non-classically damped system. The procedure is based on the dynamic modification method, that allows to evaluate the response of non-classically damped structure by modal superposition, without transformation in the complex space. The differential equations governing the evolution of the derivatives of the responses (the so-called sensitivity equations) with respect to the stiffness and damping of the connections are derived in the modal subspace by a time domain approach. By means of an extensive employing of the Kronecker algebra the formulation is extended for evaluation of stochastic sensitivity of the dynamic response to a white noise excitation. The effectiveness of the proposed procedure in aiding the structural design is shown by evaluation of the response sensitivity of a eight-stow steel frame with added visco-elastic connections. The analysis allows to evaluate the parameter ranges for which the uncertainty in their evaluation results to a small risk level, due to a small sensitivity of the response
A modal approach for the evaluation of the response sensitivity of structural systems subjected to non-stationary random process
No full textA method for the evaluation of the response sensitivity of both classically and non-classically damped discrete linear structural systems under stochastic actions is presented. The proposed approach requires the following items: (a) a suitable modal expansion of the response; (b) the derivation in analytical form of the equations governing the evolution of the derivatives of the response (the so-called sensitivity equations) with respect to the parameters that define the structural model; (c) an extensive use of the Kronecker algebra for determining the analytical expressions of the sensitivity of the structural response statistics to non-stationary random input processes. Moreover, a step-by-step integration scheme able to solve the sensitivity equations is also studied. Handy expressions for the cross-correlations between the input process and the response sensitivities are also derived. A numerical application shows that the proposed approach is suitable to cope with practical problems of engineering interest
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