Dipartimento di Architettura e Design - Didattica

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FISICA TECNICA AMBIENTALE

Corso

Scienze dell'architettura

Curriculum

Curriculum unico

Orientamento

Orientamento unico

Anno Accademico

2019/2020

Crediti

Settore Scientifico Disciplinare

ING-IND/11

Anno

Secondo anno

Unità temporale

Ore aula

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

Primo modulo:

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.

Testi docente

1) Yunus Çengel “Termodinamica e Trasmissione del Calore” McGraw-Hill.
2) Yunus Çengel, Giuliano Dall'O', Luca Sarto “Fisica Tecnica Ambientale" McGraw-Hill Education

Erogazione tradizionale

Sì

Erogazione a distanza

Frequenza obbligatoria

Valutazione prova scritta

Sì

Valutazione prova orale

Sì

Valutazione test attitudinale

Valutazione progetto

Valutazione tirocinio

Valutazione in itinere

Sì

Prova pratica

Ulteriori informazioni

Materiale didattico
Ricevimento
Avvisi
Orario lezioni
Codice insegnamento

Descrizione	Descrizione
Modalità combinata di scambio termico e tracce esercizi (dispensa)
Ottava lezione Aria umida (dispensa)
Prima lezione_Introduzione (dispensa)
Proprietà termofisiche dei materiali (dispensa)
Quarta lezione Primo Principio della Termodinamica (dispensa)
Quinta lezione Entalpia e Gas Ideali (dispensa)
Resistenza e conduttanza intercapedini ventilate (dispensa)
Seconda lezione Grandezze fisiche e sistemi di unità di misura (dispensa)
Sesta Lezione Primo Principio della Termodinamica per i Sistemi aperti (dispensa)
Settima lezione Sostanze pure e cambiamenti di fase (dispensa)
Tabelle termodinamiche e interpolazione lineare (dispensa)
Terza lezione Sistemi chiusi e concetti fondamentali (dispensa)
Trasformazioni psicrometriche (dispensa)
Trasmissione del calore (dispensa)
1. Esercizi termodinamica svolti (esercitazioni)
2. Esercizi generali svolti sull'energia (esercitazioni)
Diagramma psicrometrico (esercitazioni)
Diagrammi psicrometrici esercizi svolti del file Excel (esercitazioni)
Esercizi introduttivi (esercitazioni)
Esercizi svolti da file pdf "Scambio termico combinato_teoria e testi esercizi" (esercitazioni)
Esercizi svolti sistemi chiusi.xls (esercitazioni)
Esercizi svolti sistemi chiusi_II (esercitazioni)
Esercizi svolti sul lavoro in trasformazioni isoterme (esercitazioni)
Esercizi svolti trasformazioni psicrometriche (esercitazioni)
Esercizi svolti trasmissione del calore (esercitazioni)
Esercizi termodinamica riepilogativi svolti (esercitazioni)
Testi esercizi termodinamica Sistemi Chiusi (esercitazioni)
Testi esercitazioni trasmissione del calore (esercitazioni)
Testi esercizi svolti trasformazioni psicrometriche (esercitazioni)
Testi esercizi trasformazioni psicrometriche (esercitazioni)
Scheda di trasparenza a.a. 2019/19 (programma)

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Nessuna lezione pubblicata

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