Fisica tecnica ambientale per architettura

Unità di misura e richiami di Fisica

Richiami sulle principali grandezze fisiche (spostamento, velocità, accelerazione, forza, energia, potenza, pressione, densità, temperatura, massa e volume specifico). Unità di misura. Incertezza di misura. Errori sistematici ed accidentali. Misure dirette ed indirette. Grandezze fondamentali. Sistemi di Misura. Il sistema Internazionale. Multipli e sottomultipli. Conversioni di misura. Esercitazioni numeriche.

Concetti e definizioni di base

Sistema ed ambiente Sistema chiuso, aperto ed isolato. Equilibrio termodinamico. Proprietà, stato termodinamico. Proprietà interne ed esterne. Grandezze totali, specifiche, estensive ed intensive. Stato termodinamico, trasformazioni. Postulato di stato. Sostanza pura, fase, sistema semplice comprimibile. Equazioni di stato. Il gas ideale. Esercitazioni numeriche

Bilanci di massa ed energia per sistemi chiusi

Energia, lavoro e calore. Equazione di bilancio. Bilancio di massa. Sistema pistone cilindro. Lavoro di variazione di volume. Bilancio di energia. Energia interna. Calore specifico. Capacità termica. Esercitazioni numeriche sui bilanci di massa ed energia per sistemi chiusi. Esercitazioni numeriche

Bilanci di massa ed energia per sistemi aperti

l’ipotesi di equilibrio locale. Moto monodimensionale. Regime stazionario. Volume di controllo. Bilancio di massa. Portata massica. Portata volumetrica. Bilancio di energia. Lavoro di pulsione. Entalpia. Potenza termica e potenza meccanica. Esercitazioni numeriche.

Calcolo delle proprietà

Liquido incomprimibile. Gas ideale. Piano p,T. Vapore saturo. Liquido sotto raffreddato. Vapore surriscaldato. Determinazione della fase. Richiami sull’interpolazione lineare. Esercitazioni numeriche

Introduzione alla trasmissione del calore e conduzione

I meccanismi di scambio termico. Conduzione, convezione ed irraggiamento. Flusso termico. Legge di Fourier. Lastra piana indefinita: andamento della temperatura, flusso e potenza termica, conduttanza e resistenza termica. Meccanismi in serie ed in parallelo. Esercitazioni numeriche.

Scambio termico per meccanismi combinati

esempi di meccanismi combinati. Calcolo della potenza termica scambiata per meccanismi combinati. Conduttanza unitaria media totale, radiativa e convettiva. Intercapedini d’aria. Coefficiente globale di trasmissione. Esercitazioni numeriche

Irraggiamento termico

Onda, velocità, frequenza, periodo e lunghezza d’onda. Quanto di energia. Campi elettromagnetici e frequenze. Grandezze radiative totali e monocromatiche: potere emissivo, irradiazione e radiosità. Coefficienti assorbimento, riflessione trasmissione monocromatici e totali. Corpo nero. Corpo grigio. Leggi dell’irraggiamento: Plank, Stephan-Boltzmann, Wien. Emissività totale e monocromatica. Il fattore di configurazione. Bilancio di energia nella valutazione dello scambio termico radiativo. Effetto serra. Radiazione solare ed atmosferica. Esercitazioni numeriche

Aria Umida

Definizioni. Proprietà termodinamica: temperature di bulbo asciutto, bulbo bagnato, saturazione adiabatica e di rugiada. Entalpia specifica. Volume specifico. Umidità specifica. Umidità relativa. Grado igrometrico. Diagramma psicrometrico. Trasformazioni dell’aria umida: riscaldamento semplice, raffreddamento semplice, raffreddamento con deumidificazione. Umidificazione adiabatica. Miscelamento adiabatico. Esercitazioni numeriche.

Verifica termo igrometrica degli involucri edilizi

la condensa del vapore d’acqua nelle pareti, procedura semplificata per l’analisi termica ed igrometrica degli involucri edilizi. Interventi correttivi per una parete che presenta formazione di condensa. Verifica termo igrometrica dei solai. Cenni sulla norma ISO 13788. Esercitazioni numeriche.

Il carico termico invernale

bilancio di energia di un edificio a regime e non. Condizioni di progetto interne ed sterne. Potenza dispersa per trasmissione verso l’esterno, verso locali non riscaldati e verso locali a temperatura fissata. Fattori di maggiorazione per esposizione. Pareti addossate al terreno. Pavimenti posati sul terreno. Ponti termici. Potenza termica dispersa per ventilazione. Esercitazioni numeriche.

Dati e procedure per la verifica dell’isolamento termico dell’edificio

Zona climatica. Gradi giorno. Limiti di esercizio degli impianti termici. Classificazione degli edifici per categorie. Temperatura negli ambienti. Procedura semplificata per la verifica della prestazione energetica. Fabbisogno di energia primaria. Trasmittanza. Rendimento globale medio stagionale. Esercitazioni numeriche

Efficienza energetica in edilizia

La legge 10/91. Dispersioni per trasmissione e ventilazione. Regimi di funzionamento. Fabbisogno di energia primaria. Rendimenti di produzione, emissione, regolazione e distribuzione.Direttiva europea 2002/91/CE. Il Dlgs 192/05 e successive modificazioni ed integrazioni. Adempimenti: trasmittanza, massa termica, trasmittanza periodica, EP, rendimento. DPR 59/09. Certificazione energetica degli edifici e DM 26/06/2009. Incentivi per interventi di riqualificazione energetica in edilizia

Transitorio termico degli edifici

l’ipotesi di regime stazionario, flusso termico e potenza termica. Sfasamento ed attenuazione: aspetti fenomenologici. Influenza del posizionamento dell’isolante. Accensione e spegnimento degli impianti di climatizzazione. Capacità termica. Inerzia termica. Effetti dell’inerzia termica sull’involucro. Diffusività termica. Costante di tempo degli edifici

Illuminotecnica

La luce. Propagazione della luce in mezzi isotropi. Riflessione e rifrazione. Riflessione speculare. Rifrazione speculare. Riflessione totale. La legge del coseno. Grandezze fotometriche: energia radiante, potenza o flusso radiante, potenza o flusso luminoso, energia luminosa, intensità luminosa, luminanza. Superficie lambertiana. Emettenza luminosa. Fattore di visibilità. Il sistema visivo. L’occhio. I difetti della vista. Malattie dell’occhio. Le lampade. La lampade ad incandescenza. Le lampade a scarica di aeriforme. Lampade ad induzione. Lampade a laser. Lampade a fibra ottica. Lampade a LED

Bilanci di massa ed energia per sistemi chiusi

Energia, lavoro e calore. Equazione di bilancio. Bilancio di massa. Sistema pistone cilindro. Lavoro di variazione di volume. Bilancio di energia. Energia interna. Calore specifico. Capacità termica. Esercitazioni numeriche sui bilanci di massa ed energia per sistemi chiusi. Esercitazioni numeriche

Bilanci di massa ed energia per sistemi aperti

l’ipotesi di equilibrio locale. Moto monodimensionale. Regime stazionario. Volume di controllo. Bilancio di massa. Portata massica. Portata volumetrica. Bilancio di energia. Lavoro di pulsione. Entalpia. Potenza termica e potenza meccanica. Esercitazioni numeriche.

Calcolo delle proprietà

Liquido incomprimibile. Gas ideale. Piano p,T. Vapore saturo. Liquido sotto raffreddato. Vapore surriscaldato. Determinazione della fase. Richiami sull’interpolazione lineare. Esercitazioni numeriche

Introduzione alla trasmissione del calore e conduzione

I meccanismi di scambio termico. Conduzione, convezione ed irraggiamento. Flusso termico. Legge di Fourier. Lastra piana indefinita: andamento della temperatura, flusso e potenza termica, conduttanza e resistenza termica. Meccanismi in serie ed in parallelo. Esercitazioni numeriche.

Scambio termico per meccanismi combinati

esempi di meccanismi combinati. Calcolo della potenza termica scambiata per meccanismi combinati. Conduttanza unitaria media totale, radiativa e convettiva. Intercapedini d’aria. Coefficiente globale di trasmissione. Esercitazioni numeriche

Irraggiamento termico

Onda, velocità, frequenza, periodo e lunghezza d’onda. Quanto di energia. Campi elettromagnetici e frequenze. Grandezze radiative totali e monocromatiche: potere emissivo, irradiazione e radiosità. Coefficienti assorbimento, riflessione trasmissione monocromatici e totali. Corpo nero. Corpo grigio. Leggi dell’irraggiamento: Plank, Stephan-Boltzmann, Wien. Emissività totale e monocromatica. Il fattore di configurazione. Bilancio di energia nella valutazione dello scambio termico radiativo. Effetto serra. Radiazione solare ed atmosferica. Esercitazioni numeriche

Aria Umida

Definizioni. Proprietà termodinamica: temperature di bulbo asciutto, bulbo bagnato, saturazione adiabatica e di rugiada. Entalpia specifica. Volume specifico. Umidità specifica. Umidità relativa. Grado igrometrico. Diagramma psicrometrico. Trasformazioni dell’aria umida: riscaldamento semplice, raffreddamento semplice, raffreddamento con deumidificazione. Umidificazione adiabatica. Miscelamento adiabatico. Esercitazioni numeriche.

Verifica termo igrometrica degli involucri edilizi

la condensa del vapore d’acqua nelle pareti, procedura semplificata per l’analisi termica ed igrometrica degli involucri edilizi. Interventi correttivi per una parete che presenta formazione di condensa. Verifica termo igrometrica dei solai. Cenni sulla norma ISO 13788. Esercitazioni numeriche.

Il carico termico invernale

bilancio di energia di un edificio a regime e non. Condizioni di progetto interne ed sterne. Potenza dispersa per trasmissione verso l’esterno, verso locali non riscaldati e verso locali a temperatura fissata. Fattori di maggiorazione per esposizione. Pareti addossate al terreno. Pavimenti posati sul terreno. Ponti termici. Potenza termica dispersa per ventilazione. Esercitazioni numeriche.

Dati e procedure per la verifica dell’isolamento termico dell’edificio

Zona climatica. Gradi giorno. Limiti di esercizio degli impianti termici. Classificazione degli edifici per categorie. Temperatura negli ambienti. Procedura semplificata per la verifica della prestazione energetica. Fabbisogno di energia primaria. Trasmittanza. Rendimento globale medio stagionale. Esercitazioni numeriche

Efficienza energetica in edilizia

La legge 10/91. Dispersioni per trasmissione e ventilazione. Regimi di funzionamento. Fabbisogno di energia primaria. Rendimenti di produzione, emissione, regolazione e distribuzione.Direttiva europea 2002/91/CE. Il Dlgs 192/05 e successive modificazioni ed integrazioni. Adempimenti: trasmittanza, massa termica, trasmittanza periodica, EP, rendimento. DPR 59/09. Certificazione energetica degli edifici e DM 26/06/2009. Incentivi per interventi di riqualificazione energetica in edilizia

Transitorio termico degli edifici

l’ipotesi di regime stazionario, flusso termico e potenza termica. Sfasamento ed attenuazione: aspetti fenomenologici. Influenza del posizionamento dell’isolante. Accensione e spegnimento degli impianti di climatizzazione. Capacità termica. Inerzia termica. Effetti dell’inerzia termica sull’involucro. Diffusività termica. Costante di tempo degli edifici

Illuminotecnica

La luce. Propagazione della luce in mezzi isotropi. Riflessione e rifrazione. Riflessione speculare. Rifrazione speculare. Riflessione totale. La legge del coseno. Grandezze fotometriche: energia radiante, potenza o flusso radiante, potenza o flusso luminoso, energia luminosa, intensità luminosa, luminanza. Superficie lambertiana. Emettenza luminosa. Fattore di visibilità. Il sistema visivo. L’occhio. I difetti della vista. Malattie dell’occhio. Le lampade. La lampade ad incandescenza. Le lampade a scarica di aeriforme. Lampade ad induzione. Lampade a laser. Lampade a fibra ottica. Lampade a LED