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FISICA TECNICA AMBIENTALE

Corso Scienze dell'architettura
Curriculum Curriculum unico
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2018/2019
Crediti 8
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/11
Anno Secondo anno
Unità temporale
Ore aula 80
Attività formativa Attività formative di base

Canale Unico

Docente MARINA MISTRETTA
Obiettivi Il corso di Fisica Tecnica, rappresenta un insegnamento a carattere formativo, finalizzato all'acquisizione dei fondamenti della fisica riguardanti le applicazioni proprie dell'ambiente confinato.
Gli obiettivi formativi del corso consistono in: 1) acquisizione dei principi fondamentali della termodinamica, in particolare dei bilanci di massa e di energia di sistemi chiusi e aperti, rappresentativi di applicazioni significative riguardanti il comportamento dei componenti del sistema edificio-impianto; 2) acquisizione delle leggi e dei principi della fisica tecnica attraverso un approccio ragionato, al fine di far maturare negli allievi la capacità di risolvere problemi di carattere concettuale inerenti l'ambiente costruito; 3) studio delle applicazioni tipiche della termofisica degli edifici, per l’analisi del comportamento termico degli elementi di involucro edilizio, attraverso l’acquisizione delle leggi che governano i meccanismi di scambio termico in regime stazionario; 4) apprendimento delle tecniche del controllo ambientale all’interno dello spazio confinato per il controllo delle condizioni di comfort termoigrometrico, alla luce delle normative vigenti.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
Conoscenza e capacità di comprensione:
Lo studente acquisirà specifiche conoscenze teoriche, metodologiche e operative nel campo della fisica tecnica. Sarà in grado di comprendere le complesse relazioni che i processi di conversione dell’energia nel settore degli edifici
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente acquisirà la capacità di:
- analizzare le problematiche della conversione tra le diverse forme dell’energia con riguardo particolare alla presenza della forma termica;
- descrivere i sistemi termodinamici e le trasformazioni più significative utilizzate nella realizzazione applicativa dei sopraccitati processi;
- analizzare i principali meccanismi della trasmissione del calore al fine di risolvere alcuni semplici casi di scambio termico;
- applicare i principi fisici ai casi reali per poi integrarli ed esprimerli nelle scelte compositive e per facilitare una scelta ragionata delle tecniche per realizzare manufatti edilizi di elevata qualità termo fisica.
Autonomia di giudizio
L’acquisizione dei metodi di indagine proposti consentirà allo studente di
affrontare le problematiche connesse con il calcolo delle prestazioni
energetiche degli edifici, formulare valutazioni sull’efficacia di soluzioni di design e suggerire soluzioni di risparmio energetico per edifici.
Abilità comunicative:
Le modalità di svolgimento del corso e quelle della verifica finale sono mirate a promuovere le capacita' di comunicazione da parte dello studente verso un’utenza esterna, costituita dai portatori di interesse privati ed istituzionali.
Capacita' d’apprendimento:
Acquisizione di competenze tecniche in applicazione delle conoscenze di base dei corsi pregressi. Acquisizione di terminologie, linguaggi, metodologie numeriche e descrittive.
Programma Termodinamica:
Conversione delle unità di misura più ricorrenti. Costanti fisiche notevoli e universali. Valori comuni di alcune proprietà termofisiche dei corpi. Unità di misura delle grandezze derivate. Sistemi termodinamici: Sistemi chiusi e aperti. Grandezze termodinamiche e metodi di misura: temperatura, pressione e volume. Energia, trasferimento di energia e analisi energetica generale. Forme di energia, trasferimento di energia sotto forma di calore e sotto forma di lavoro, energia interna, energia cinetica ed energia potenziale. Primo Principio della Termodinamica. Entalpia. Energia e ambiente: cambiamento climatico e gas climalteranti.
Proprietà delle sostanze pure. Cambiamenti di fase. Equazione di stato dei gas perfetti.
Aria umida: umidità assoluta e umidità relativa, temperatura di saturazione, temperatura di rugiada e temperatura di bulbo secco. Diagramma psicrometrico. Trasformazioni psicrometriche per la climatizzazione dell’aria.

Trasmissione del calore
Conduzione termica in regime stazionario. Calcolo del flusso termico per conduzione in una parete piana. La conducibilità termica. Equazione generale della conduzione in parete piana e regime stazionario. Concetto di resistenza termica. Conduttanza termica. Convezione. Equazione della convezione termica. Resistenza termica per convezione. Coefficiente di convezione termica. Scambi termici fra pareti e aria. Trasmissione di calore per irraggiamento. Emissione monocromatica. Emissione globale. Intensità di emissione monocromatica. Intensità di emissione globale. Emissione emisferica. Il corpo nero e l’equazione di Planck. Emissività specifica. Corpo grigio. Legge di Kirchhoff. Il fattore di forma. Calcolo del flusso termico per scambio combinato attraverso una parete piana multistrato. Resistenza termica globale e trasmittanza termica delle pareti piane multistrato.

Verifiche termo igrometriche delle strutture edilizie.
Condensa superficiale e condensa interstiziale. Pressione parziale di vapore e pressione di saturazione. Resistenza al vapore. Metodo grafico di Glaser.

Benessere termo igrometrico.
Equazione di bilancio energetico del corpo umano. Microclima. Indicatori di comfort termoigrometrico. Condizioni di discomfort localizzato.

Illuminotecnica.
Nozioni fondamentali di illuminotecnica. Grandezze fotometriche. Illuminazione naturale. Illuminazione artificiale. Criteri generali di progettazione.
Testi docente 1) Yunus Çengel “Termodinamica e Trasmissione del Calore” McGraw-Hill. Fourth Edition .
2) Guida AICARR: QUALITA' GLOBALE DELL'AMBIENTE INTERNO Collana Tecnica - Coordinatori: Francesca Romana d'Ambrosio Alfano, Luca Alberto Piterà, 2014
Erogazione tradizionale Si
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta Si
Valutazione prova orale Si
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere Si
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

Descrizione Allegato
01T_Esercizi svolti in aula (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Aria Umida (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Aria Umida lezione (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Esercizi svolti sui sistemi aperti (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Introduzione (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Lezione Grandezze fisiche e sistemi di unità di misura (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Primo Principio della Termodinamica (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Slide 1 lezione Grandezze fisiche e sistemi di unità di misura (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Slide 6_Sistemi aperti (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Slide_2 lezione Sistemi chiusi e concetti fondamentali (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Slide_3 Primo Principio della Termodinamica (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Slide_4 Proprietà delle sostanze pure ed equazione di stato dei gas perfetti (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Slide_5 Lavoro termodinamico in una trasformazione isoterma e calori specifici (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Tabelle proprietà termodinamiche (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Trasformazioni psicrometriche (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
UNITÀ DI MISURA INTERPOLAZIONE LINEARE TABELLE (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Unità di misura, interpolazione lineare tabelle (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
Unità di misura, interpolazione lineare tabelle (dispensa) Icona dell'estensione dell'allegato
02T_Esercizi sui sistemi termodinamici chiusi (esercitazioni) Icona dell'estensione dell'allegato
03T_Esercizi termodinamica e Primo Principio (esercitazioni) Icona dell'estensione dell'allegato
04T_Alcuni esercizi svolti sull'energia dei sistemi chiusi (esercitazioni) Icona dell'estensione dell'allegato
05T_Esercizi svolti relativi al file "Sistemi chiusi e concetti fondamentali" (esercitazioni) Icona dell'estensione dell'allegato
06T_Esercizi sui sistemi chiusi (esercitazioni) Icona dell'estensione dell'allegato
Diagramma psicrometrico (esercitazioni) Icona dell'estensione dell'allegato
Errata corrige a 03T_Esercizi termodinamica e Primo Principio (esercitazioni) Icona dell'estensione dell'allegato
Esercitazione 30/10/2018 testi (esercitazioni) Icona dell'estensione dell'allegato
Esercitazione 30/10/2018_soluzioni (esercitazioni) Icona dell'estensione dell'allegato
English Program (programma) Icona dell'estensione dell'allegato
Programma in italiano (programma) Icona dell'estensione dell'allegato
Scheda di trasparenza (programma) Icona dell'estensione dell'allegato
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