10427 - FISICA TECNICA AMBIENTALE

Conoscenze e abilità da conseguire

Conoscenza della trasmissione del calore applicata all'edilizia, dell'illuminotecnica e dell'acustica applicata all'edilizia in senso lato, al recupero ed al restauro.

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 conduttività 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, 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).

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 parziali scritte in itinere (raccomandate) ed una prova orale finale.

Prove parziali scritte in itinere

Ogni prova scritta in itinere copre una delle due parti del corso: Termodinamica; Trasmissione del Calore.

Ogni prova scritta parziale in itinere permette di ottenere un punteggio massimo di 30 punti.

La singola prova parziale scritta in itinere si intende superata se si ottiene il punteggio minimo di 18 punti.

I punteggi ottenuti nelle prove parziali scritte in itinere restano validi a tempo indefinito (non hanno scadenza).

Il superamento di una prova parziale scritta in itinere comporta l'esonero della corrispondente parte di programma in sede di esame orale finale.

I punteggi parziali delle due prove scritte in itinere vengono mediati aritmeticamente tra loro.

Se alla fine di tutte le prove in itinere risulta un punteggio medio compreso tra 18 e 24, estremi inclusi, il voto medio ottenuto, arrotondato all'intero più vicino, a richiesta dello studente può essere verbalizzato direttamente in occasione di un appello d'esame orale ufficiale.

Se risulta un punteggio medio superiore a 24, lo studente ha facoltà di accedere all'orale per tentare di migliorare il voto finale.

Chi non ha sostenuto una o più prove parziali scritte in itinere deve obbligatoriamente sostenere un numero corrispondente di prove scritte a tempo in occasione di un appello d'esame ufficiale prima di accedere eventualmente all'orale finale.

Per le prove parziali scritte in itinere ogni studente deve essere munito di penna e calcolatrice tascabile. Ogni altro strumento o testo scritto è vietato.

Le prove parziali scritte in itinere si tengono una sola volta per anno accademico, subito dopo la fine delle lezioni. Le date esatte sono concordate con gli studenti a lezione.

Prova 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.

Gli studenti dovranno rispondere sia a domande che vertono sui principi e sui metodi (nel linguaggio comune "domande di teoria") sia a domande che prevedono la soluzione di un problema numerico del tipo di quelli affrontati durante le ore di esercitazione che affiancano le lezioni teoriche (nel linguaggio comune "esercizi"). Ciò serve a verificare la capacità di applicare gli strumenti acquisiti per modellare una data situazione, calcolare i risultati voluti ed interpretarli.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore per PC, lavagna luminosa.

Link ad altre eventuali informazioni

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

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimo Garai