31006 - FISICA TECNICA AMBIENTALE T

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente ha le conoscenze e gli strumenti per progettare gli edifici considerando gli aspetti relative al comfort, al risparmio energetico e all'ambiente.

Contenuti

1. TERMODINAMICA

1.1 Introduzione.
Introduzione alla Termodinamica.
Principio zero della Termodinamica.
Definizione di temperatura e scale di temperatura.

1.2 Primo e secondo principio.
Primo principio della Termodinamica per sistemi chiusi.
Secondo principio della Termodinamica per sistemi chiusi:
enunciati di Kelvin-Planck, di Clausius e loro equivalenza.
Macchine di Carnot.
Irreversibilità dei fenomeni naturali.
Entropia e lavoro perduto. Temperatura termodinamica.

1.3 Sistemi aperti.
Bilanci di massa per sistemi aperti.
Bilanci di energia per sistemi aperti.
Esempi di interesse applicativo.
Perdite di carico. Formula dei camini.

1.4 Sostanze pure, diagrammi e cicli.
Superficie p-v-T per le sostanze pure. Regola delle fasi di Gibbs.
Vapori saturi. Diagrammi termodinamici.
Ciclo Rankine. Ciclo frigorifero. Pompe di calore.

1.5 Miscele d'aria e vapor d'acqua.
Descrizione delle miscele d'aria e vapor d'acqua.

Trasformazioni psicrometriche.
Cenni di condizionamento ambientale .
Misure di grado igrometrico.

2. TRASMISSIONE DEL CALORE

2.1 Conduzione.

Legge di Fourier. Equazione di Fourier.
Soluzioni in regime stazionario: strato piano, strato cilindrico.
Raggio critico.
Analogia elettrica. Ponti termici.
Misure di conducibilità termica.
Materiali per l'isolamento termico.

2.2 Convezione.

Coefficiente di convezione.
Analisi dimensionale e similitudine.
Convezione forzata, naturale e mista.
Raffreddamento di un corpo per convezione naturale.
Strato limite dinamico e termico.

2.3 Irraggiamento.
Definizioni di base. Corpi neri e corpi grigi.
Leggi di Stefan-Boltzmann, di Planck, di Wien, di Lambert, di Kirchhoff.
Scambio di energia tra superfici completamente affacciate e parzialmente affacciate.
Irraggiamento solare.

2.4 Contemporanea presenza di diverse modalità di scambio.
Coefficiente globale di scambio termico.
Scambiatori di calore.

2.5 Termoigrometria.
Bilancio termoigrometrico delle strutture edilizie.
Rischio di formazione di condensa nelle strutture edilizie.
Diagramma di Glaser.

Testi/Bibliografia

Y.A. Çengel, Termodinamica e Trasmissione del calore, McGraw-Hill, Milano, 5^a ed. (2022). (testo adottato)

S. Lazzari, B. Pulvirenti, E. Rossi di Schio, Esercizi risolti di termodinamica, moto dei fluidi e termocinetica, Esculapio, Bologna (2004). (testo consigliato per esercizi aggiuntivi)

V. Corrado, E. Fabrizio, Applicazioni di termofisica dell'edificio e climatizzazione, Ed. CLUT, Torino (2005). (testo consigliato per esercizi aggiuntivi)

A. Magrini, L. Magnani, La progettazione degli impianti di climatizzazione negli edifici, Ed. EPC Libri, Roma, 2a ed. (2010). (testo consigliato per approfondimenti sugli impianti)

Metodi didattici

Durante le lezioni verranno discusse tutte le problematiche indicate nel programma. Le lezioni saranno integrate da esercitazioni numeriche in aula risolte passo per passo che costituiscono parte essenziale del programma.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste di una parte scritta preliminare e di una parte orale.

La prova scritta include sempre la soluzione, anche numerica, di un problema del tipo di quelli affrontati durante le ore di esercitazione che affiancano le lezioni teoriche. Questo serve a verificare la capacità di applicare gli strumenti acquisiti per modellare una data situazione, calcolare i risultati voluti ed interpretarli. La soluzione è corretta se e solo se include tutti i seguenti elementi: valore numerico corretto, unità di misura corretta e procedimento di risoluzione esplicito. La soluzione corretta vale un punteggio di 18/30.

Inoltre, la prova scritta include alcuni quiz a risposta multipla. E' possibile che lo stesso quiz contenga più risposte corrette. La soluzione di un quiz a risposta multipla vale un punteggio di 3/30 se e solo se sono state contrassegnate tutte e sole le risposte corrette.
Il tempo a disposizione dello studente per la prova scritta preliminare è di 45 minuti. Durante la prova è ammesso solo l'uso di una calcolatrice (no computer, tablet e telefonini).
La prova scritta preliminare si intende superata con un punteggio minimo di 18/30.

Solo chi supera la prova scritta preliminare è ammesso all’orale successivo.

Chi non supera la prova scritta deve ripetere l'intero esame in un appello successivo.

All'orale, le domande tendono ad accertare il raggiungimento da parte dello studente dei due obiettivi didattici:

• la piena conoscenza dei concetti teorici presentati a lezione;
• la capacità di impiegare tali strumenti per risolvere problemi applicativi.

L'esame si svolge in presenza. Nel caso sia obbligatorio svolgere qualche esame online, gli studenti devono preparare in anticipo la loro postazione di lavoro seguendo le istruzioni disponibili sul sito del docente.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore per PC.

Copia PDF di tutte le slide mostrate a lezione su https://virtuale.unibo.it.

Link ad altre eventuali informazioni

http://acustica.ing.unibo.it/indexfta.html

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimo Garai