OBIETTIVI FORMATIVI GENERALI
La disciplina concorre alla formazione di base degli allievi e mira a fornire loro le conoscenze fondamentali per l’implementazione di tecniche di progettazione mirate alla sostenibilità energetica e ambientale. Il corso è finalizzato all'acquisizione dei fondamenti della Fisica Tecnica riguardanti le applicazioni proprie dell'ambiente confinato.
PROGRAMMA DEL CORSO
In dettaglio la disciplina affronterà i seguenti argomenti:
INTRODUZIONE AL CORSO
Clima ed energia. Sostenibilità energetica ed edifici low-energy. Introduzione alla Termodinamica. Concetti fondamentali: Grandezze fisiche, unità di misura e sistemi di misura, fattori di conversione. Analisi dimensionale. Questionario di ingresso
CONCETTI FONDAMENTALI DELLA TERMODINAMICA
Definizione di sistema termodinamico, superficie di confine e ambiente. Sistemi chiusi e aperti, isolati e non isolati. Proprietà termodinamiche (Temperatura, pressione, volume), estensive e intensive, specifiche. Trasformazioni termodinamiche e stati di equilibrio di un sistema Definizione di calore, lavoro, energia interna, energia potenziale ed energia cinetica. Problemi applicativi sugli argomenti trattati.
PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Analisi energetica dei sistemi chiusi, bilanci di energia, definizione del Primo Principio della Termodinamica e applicazione ai sistemi chiusi in regime stazionario. Primo Principio applicato alle trasformazioni fondamentali (isocora, isobara e isoterma). Definizione di entalpia, definizione di capacità termica e di calore specifico. Equazione di stato dei gas perfetti. Lavoro di una trasformazione isoterma. Sostanze pure. Fasi delle sostanze: energia di coesione ed energia cinetica. Diagrammi di stato per trasformazioni con cambiamento di fase. Problemi applicativi sugli argomenti trattati.
SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Definizione di macchina termica e macchina frigorifera. Rendimento di una macchina termica. COP di una macchina frigorifera. Enunciati di Kelvin-Planck e di Clausius. Definizione di Entropia.
TRASMISSIONE DEL CALORE
Introduzione, principi, modalità. Conduzione termica in regime stazionario e monodimensionale. Equazione di Fourier. Conducibilità termica, materiali isolanti e conduttori. Resistenza termica alla conduzione, conduttanza termica. Materiali isolanti. Convezione: legge di Newton, coefficiente di convezione, convezione forzata, convezione naturale. Irraggiamento termico. Scambio termico in modalità combinata attraverso una parete multistrato. Resistenza termica globale e trasmittanza termica della parete. Adduzione interna ed esterna.
ANALISI TERMOIGROMETRICA DEGLI ELEMENTI DI INVOLUCRO
Cenni di aria umida e psicrometria, pressione parziale di vapore e pressione di saturazione. Proprietà dell’aria umida: umidità relativa, umidità specifica, temperatura di rugiada, entalpia specifica. Diagramma psicrometrico.
Condensa superficiale e interstiziale nelle pareti. Analisi termo-igrometrica degli elementi di involucro edilizio. Verifica termo-igrometrica superficiale e interstiziale. Permeabilità al vapore dei materiali e resistenza al vapore di una parete. Diagramma di Glaser. Risoluzione di problemi applicativi.
CENNI SULLA PRODUZIONE DI ENERGIA DA FONTI RINNOVABILI NEGLI EDIFICI
Decarbonizzazione, transizione energetica e politiche europee di riferimento. Energia solare e impianti fotovoltaici, energia eolica, energia geotermica, biomasse.
Ultimo aggiornamento: 03-08-2023