66707 - TERMOFISICA E ACUSTICA DELLE COSTRUZIONI T

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del Corso, dopo aver superato la prova finale, lo studente possiede una conoscenza dei principi fondamentali della termodinamica, della trasmissione del calore e dell’analisi energetica dei sistemi, che gli consentiranno di impostare i problemi di efficienza energetica delle opere dell’ingegneria civile, con particolare riguardo al contenimento dei consumi energetici negli edifici. Lo studente possiede inoltre una conoscenza di base dell'acustica applicata al controllo del rumore delle infrastrutture di trasporto e negli edifici.

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. Temperatura termodinamica.
Irreversibilità dei fenomeni naturali.

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 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.
Soluzione in regime stazionario: strato piano,strato cilindrico.

Raggio critico.
Analogia elettrica. Ponti termici.
Misure di conduttività termica.
Materiali per l'isolamento termico.

2.2 Convezione.
Coefficiente di convezione.
Analisi dimensionale e similitudine.
Convezione forzata, naturale e mista.
Strato limite dinamico e termico.

2.3 Irraggiamento termico.
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.

3. ACUSTICA APPLICATA

3.1 Acustica fisica.
Il fenomeno sonoro. Principali grandezze acustiche.
Velocità del suono nei vari mezzi.
Onde piane, sferiche, cilindriche, stazionarie.

3.2 Acustica psicofisica (cenni).
Sistema uditivo umano.
Disturbo e danno da rumore.

3.3 Livelli sonori decibel e spettri.
Scala dei decibel.
Filtri di (1/n di) ottava.
Curve di ponderazione in frequenza.
Metrica dei livelli sonori.
Misuratori di livello sonoro.
Cenni all'analisi di Fourier.

3.4 Rumore in ambiente esterno.
La propagazione sonora in ambiente esterno.
Barriere acustiche.
Leggi e norme tecniche.
Rumore da impianti industriali. Rumore da traffico stradale, ferroviario, aereo.

3.5 Acustica edilizia.
Isolamento acustico: leggi fondamentali.
Leggi e norme tecniche.
Valutazione delle prestazioni acustiche dell'edificio nel suo insieme a partire dalle prestazioni dei componenti.

3.6 Acustica degli ambienti chiusi.
Trattazione geometrica.
Trattazione energetica-statistica. Riverberazione.
Formule di Sabine e di Norris-Eyring del tempo di riverberazione.
Cenni alla trattazione ondulatoria.
Materiali e sistemi passivi fonoassorbenti.

Testi/Bibliografia

Y.A. Çengel, Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw-Hill, 3a Ed., Milano (2009).

Y.A. Çengel, J.M. Cimbala, Meccanica dei fluidi, McGraw-Hill, 2a Ed., Milano (2011).

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

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

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

R. Spagnolo (a cura di), Manuale di acustica applicata, De Agostini Scuola - Città Studi Edizioni, Torino (2008).

Metodi didattici

Durante le lezioni verranno discusse tutte le problematiche indicate nel programma. Le lezioni saranno integrate da esercitazioni numeriche in aula. Un tutor sarà disponibile fuori dall'orario delle lezioni per chiarimenti ed integrazioni.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Due prove scritte in itinere (obbligatorie) ed una prova orale. Le domande tenderanno ad accertare la conoscenza da parte dello studente delle nozioni presentate a lezione; può essere richiestala soluzione di un problema numerico del tipo di quelli affrontati durante le ore di esercitazione che affiancano le lezioni teoriche.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore per PC, lavagna luminosa, tutor.

Link ad altre eventuali informazioni

http://acustica.ing.unibo.it

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimo Garai