B012551 - FISICA TECNICA AMBIENTALE

ITALIANO

Dopo alcuni richiami di fisica classica,verranno trattati in maniera più approfondita gli argomenti più specificatamente relazionati alla termofisica dell’edificio(termodinamica,psicrometria,trasmissione del calore)senza tralasciare il comfort negli ambienti confinati.Particolare attenzione sarà posta al legame tra i fenomeni fisici studiati e le loro applicazioni nel campo del risparmio energetico,del benessere globale degli occupanti e della qualità dell’ambiente costruito.

Testi di base su cui approfondire lo studio degli argomenti trattati nel corso delle lezioni
(Cengel Y. A., “Termodinamica e trasmissione del calore”, McGraw-Hill, Milano, 1998)
integrati con dispense del corso aventi carattere monografico disponibili sul sito:

http://www.taed.unifi.it/fisica_tecnica/

Il corso si propone di fornire allo studente le nozioni di base riguardo i fenomeni fisici fondamentali che regolano il sistema edificio impianto, nonché l’interazione tra uomo, edificio ed ambiente; il tutto finalizzato ad una progettazione energeticamente consapevole.

Lezioni del titolare del Corso eventualmente integrate da seminari su temi specifici in collaborazione con aziende del settore.

Corso integrato da 8 CFU
Programma dettagliato delle lezioni con indicazione dei riferimenti bibliografici specifici disponibile sul sito

http://www.taed.unifi.it/fisica_tecnica/

Gli esami prevedono una parte scritta ed una orale.

Unità di misura
Unità di misura fondamentali e derivate.
Il Sistema internazionale di unità di misura.

Richiami di Fisica classica
Cinematica: il concetto di velocità ed accelerazione.
Dinamica: concetto di forza, leggi di Newton, concetto di massa, peso e densità, forze di attrito.
Lavoro ed energia: energia cinetica, potenziale ed elastica, principi di conservazione dell’energia, potenza.
Meccanica dei fluidi: stati della materia, definizione di pressione, legge di Stevino e pressione idrostatica, legge di Pascal, principio di Archimede.
Fluidodinamica: regimi di moto, coefficiente di viscosità dinamica e cinematica, numero di Reynolds, equazione di continuità e concetto di portata, teorema ed equazione di Bernoulli, resistenza al moto dei fluidi nei condotti, diagramma di Moody.

Termodinamica di base
Concetto di temperatura.
Dilatazione termica.
Sistema termodinamico.
Primo Principio della Termodinamica per sistemi chiusi.
Regimi stazionario e non stazionario.
Entalpia.
Capacità termica e calori specifici.
Secondo Principio della Termodinamica.
Enunciati di Kelvin-Plank e Clausius.
Temperatura termodinamica.
Macchina termica, macchina frigorifera, pompa di calore: prestazioni e funzionamento.
Trasformazioni reversibili e irreversibili.
Teorema e ciclo di Carnot.
Concetto di entropia.
Termodinamica dei sistemi aperti.
Equazione del bilancio delle masse.
Equazione di continuità in regime stazionario.
Bilancio dell’energia e Primo Principio della Termodinamica per un sistema aperto.
Diagramma Termodinamico (p,v) per l’acqua.
Stato fisico dei vapori saturi umidi: titolo del miscuglio e calore latente di vaporizzazione.
Gas perfetti: equazione di stato e principali leggi dei gas perfetti (leggi di Boyle e Dalton).
Cicli termodinamici.

Psicrometria dell’aria umida
Miscele di aria e vapor d’acqua: la psicrometria dell’aria.
Principali proprietà delle miscele di aria umida: temperatura a bulbo secco, titolo, grado igrometrico, entalpia, temperatura di rugiada, di saturazione adiabatica e di bulbo umido.
Descrizione del Diagramma psicrometrico e suo uso.
Misura del grado igrometrico: lo psicrometro di Assman.
Principali trasformazioni delle miscele di aria umida: riscaldamento e raffreddamento sensibile; raffreddamento con deumidificazione; umidificazione adiabatica; miscelazione adiabatica.
Trattamento dell’aria in regime estivo ed invernale all’interno di una UTA.

Trasmissione del calore
Modalità di trasmissione del calore.
Trasmissione del calore per Conduzione: legge di Fourier, equazione di Fourier, conduzione stazionaria, conduzione in regime variabile.
Proprietà termofisiche dei materiali: coefficiente di conduzione e conduttanza, diffusività termica ed inerzia termica delle strutture edilizie.
Strato piano semplice; strato piano multiplo; condotto circolare semplice e multiplo.
Resistenza termica ed analogia elettrica.
Trasmissione del calore per Convezione: convezione naturale e forzata.
Coefficiente di scambio termico convettivo.
Analisi dimensionale e numeri puri (Nusselt, Reynolds, Grashof, Prandtl).
Trasmissione del calore per Irraggiamento termico: Effetto serra.
Coefficiente di assorbimento, riflessione e trasmissione.
Emissività.
Potere emissivo integrale e specifico.
Legge di Kirchhoff, di Stefan – Boltzmann e di Wien.
Scambio termico tra superfici affacciate in regime stazionario.
Fattori di vista.
Contemporanea presenza di diverse modalità di scambio: la trasmittanza dei componenti edilizi.
Coefficienti di adduzione.
Problemi di condensa superficiale ed interstiziale nelle strutture murarie, metodo di Glaser.
Proprietà dei prodotti utilizzati in edilizia e loro comportamento termoigrometrico.
Ponti termici in edilizia: definizione, valutazione e calcolo delle dispersioni.
I componenti finestrati: principali prestazioni termofisiche e calcolo delle dispersioni.
Principali norme UNI di riferimento e requisiti legislativi inerenti le prestazioni termofisiche dell’involucro dell’edificio.

Comfort termoigrometrico e IAQ all'interno di ambienti confinati
Il comfort termoigrometrico e gli indici di comfort.
Il comfort respiratorio olfattivo e la qualità dell’aria interna (IAQ).