Insegnamento FISICA TECNICA AMBIENTALE
| Nome del corso di laurea | Ingegneria edile-architettura |
|---|---|
| Codice insegnamento | A001129 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Anna Laura Pisello |
| CFU | 12 |
| Regolamento | Coorte 2021 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | |
| Anno | 3 |
| Periodo | Annuale |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
FISICA TECNICA
| Codice | A001130 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Anna Laura Pisello |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Base |
| Ambito | Discipline fisico-tecniche ed impiantistiche per l'architettura |
| Settore | ING-IND/11 |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Lingua insegnamento | Italiano. |
| Contenuti | La Fisica Tecnica è la disciplina che analizza il rapporto esistente fra calore, lavoro e sistemi e che studia la natura e gli aspetti quali-quantitativi dei processi energetici. Il programma e l'articolazione dei suoi contenuti si compone di due parti: la Termodinamica applicata e lo Scambio termico. La Termodinamica applicata consiste di un certo numero di metodi analitici e teorici che possono essere applicati alle macchine per la conversione dell'energia. Lo Scambio termico consiste di un certo numero di modelli che consentono di prevedere lo scambio di calore fra corpi. Seppur si tratti di una disciplina teorica classica, i contenuti sono fin da subito adattati alle applicazioni di carattere civile, al fine di creare nello studente una maggiore consapevolezza del potenziale utilizzo dei concetti fondamentali, preparando però il terreno verso gli sviluppi più applicati per il corso di laura in Ingegneria Edile-Architettura. |
| Testi di riferimento | Dispense a cura del docente ed, in integrazione, Fisica tecnica ambientale, con elementi di Acustica e illuminotecnica – McGrawHill – Y. Cengel, G. Dall’ò, L. Sarto |
| Obiettivi formativi | Conoscenza e capacità tecnico-quantitativa sui seguenti temi: Energia, trasferimento di energia e analisi energetica. Sostanze pure. Sistemi chiusi. Volumi di controllo e conservazione della massa. Secondo principio della termodinamica. Entropia. Miscele di gas e vapore, aria atmosferica. Trasmissione del calore: conduzione, convezione e irraggiamento. |
| Prerequisiti | Conoscenze di base di Analisi Matematica e Fisica Generale. |
| Metodi didattici | Lezioni frontali ed esercitazioni anche di calcolo applicativo |
| Altre informazioni | Disponibilità del docente via mail e per appuntamento (su Teams o di persona) |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Esame scritto ed orale. Laboratorio applicativo da eseguire in gruppi con esecuzione supportata dal docente. |
| Programma esteso | 1. Termodinamica: Concetti base e definizioni. 2. Il Primo Principio della Termodinamica. 3. Il Secondo Principio della Termodinamica. Processi reversibili e irreversibili. 4. Sistemi Aperti (bilancio di massa, energia, entropia). 5. Sistemi semplici monocomponente e diagramma (p,v). Liquidi. 6. Vapori saturi. 7. Vapori surriscaldati. 8. Gas ideali. 9. Gas reali. 10. Diagrammi termodinamici (T,s), (h,s), (ph) e (T,h). 11. Cicli di potenza a vapore. Ciclo frigorifero. 12. Moto di fluidi comprimibili. 15. Miscele di gas. 16. Miscele di gas perfetti. 17. Fondamenti di psicrometria. 18. Lo scambio termico per conduzione. Legge di Fourier. Equazione di Fourier. 19. Lo scambio termico per convezione. Convezione naturale. Convezione forzata. 20. Scambio termico radiativo. 21. Il coefficiente globale di scambio termico. 22. Gli scambiatori di calore. La temperatura media logaritmica. 23. Benessere termoigrometrico: bilancio termoigrometrico del corpo umano; gli indici del benessere (diretti, derivati ed empirici). 24. Cause di discomfort locale. 25. Diagrammi del benessere e riferimenti normativi. 26. Qualità dell’aria interna: principali inquinanti; sindrome degli edifici insalubri; sistemi di filtrazione. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | Il corso di Fisica Tecnica, trattando dei Fondamenti di Termodinamica e Trasmissione del Calore è di grande importanza alla luce degli obiettivi dell'Agenda 2030 sullo sviluppo sostenibile. Questo corso fornisce le basi scientifiche e tecniche necessarie per affrontare sfide cruciali legate all'efficienza energetica, all'uso sostenibile delle risorse e alla riduzione dell'impatto ambientale. In primo luogo, il corso affronta i principi fondamentali della termodinamica, che costituiscono una base essenziale per la comprensione e l'ottimizzazione dei processi energetici. La conoscenza di tali principi è fondamentale per lo sviluppo di soluzioni energetiche efficienti e sostenibili, che sono direttamente legate all'obiettivo 7 dell'Agenda 2030: "Garantire l'accesso di tutti all'energia pulita, affidabile, sostenibile e moderna". In secondo luogo, il corso si concentra sulla trasmissione del calore, che è di fondamentale importanza per la progettazione e l'ottimizzazione degli impianti di riscaldamento, raffreddamento e climatizzazione degli edifici. Una corretta gestione del calore all'interno degli edifici contribuisce all'obiettivo 11: "Rendere le città e gli insediamenti umani inclusivi, sicuri, resilienti e sostenibili", promuovendo l'efficienza energetica degli edifici e il benessere degli occupanti. Inoltre, il corso affronta anche temi come la qualità dell'aria interna e l'ottimizzazione dell'uso delle risorse, che sono importanti per il raggiungimento degli obiettivi 3 (Buona salute e benessere), 12 (Produzione e consumo responsabili) e 13 (Azioni urgenti per combattere il cambiamento climatico). Infine, il corso offre agli studenti la capacità di comprendere e analizzare i processi energetici e termici in un'ottica sostenibile, permettendo loro di contribuire in modo significativo allo sviluppo e all'attuazione di soluzioni innovative per affrontare le sfide ambientali e climatiche dell'attuale contesto globale. Complessivamente, il corso di Fisica Tecnica, Fondamenti di Termodinamica e Trasmissione del Calore svolge un ruolo chiave nel fornire agli studenti le competenze scientifiche e tecniche necessarie per affrontare le sfide dell'Agenda 2030 sullo sviluppo sostenibile e promuovere un futuro più sostenibile ed equo. Le conoscenze acquisite nel corso di Fisica Tecnica, offrono numerose opportunità occupazionali all'interno dell'Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile. Un campo rilevante è rappresentato dall'efficienza energetica degli edifici. Le competenze acquisite nel corso consentono di progettare e ottimizzare sistemi di riscaldamento, raffreddamento e climatizzazione che riducono il consumo energetico e l'impatto ambientale degli edifici. Un altro ambito riguarda lo sviluppo e l'implementazione di soluzioni energetiche sostenibili. Le competenze nella termodinamica consentono di comprendere e ottimizzare processi energetici, sia per l'utilizzo di fonti rinnovabili sia per la gestione efficiente delle risorse energetiche. Ciò apre prospettive di lavoro come progettisti di sistemi energetici sostenibili, consulenti per l'energia pulita, ingegneri delle energie rinnovabili e ricercatori nel campo delle tecnologie energetiche avanzate. Inoltre, la comprensione dei processi di trasmissione del calore e la gestione termica degli ambienti trovano applicazione nel settore dell'edilizia sostenibile. Esperti in questo campo possono lavorare come progettisti di sistemi di isolamento termico, ingegneri per il comfort ambientale, consulenti per l'efficienza energetica degli edifici e sviluppatori di materiali termici avanzati. Infine, le competenze acquisite nel corso sono anche rilevanti nel contesto delle politiche ambientali e del cambiamento climatico. Esperti in termodinamica e trasmissione del calore possono contribuire all'implementazione di politiche di mitigazione e adattamento al cambiamento climatico, nonché alla valutazione e alla gestione dell'impatto ambientale delle attività industriali. |
MICROCLIMA, ILLUMINOTECNICA E ACUSTICA
| Codice | A001131 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Claudia Fabiani |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ING-IND/11 |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | Il corso di Microclima Indoor e Outdoor, Acustica e Illuminotecnica copre una vasta gamma di argomenti relativi al clima interno ed esterno degli edifici, all'acustica e all'illuminotecnica. Ecco una descrizione dei contenuti principali di ciascuna area: Microclima Indoor e Outdoor: Parametri e variabili climatiche: Studio delle diverse grandezze che influenzano il microclima indoor ed outdoor, come temperatura, umidità, velocità del vento e radiazione solare. Comfort termico: Analisi dei criteri e degli indicatori utilizzati per valutare il comfort termico negli ambienti interni, nonché delle strategie di progettazione per ottimizzarlo. Efficienza energetica: Approfondimento delle tecniche e delle soluzioni progettuali volte a ridurre il consumo energetico degli edifici, tramite l'ottimizzazione del microclima e l'uso di sistemi e materiali ad alta efficienza energetica. Qualità dell'aria interna: Studio delle principali fonti di inquinamento dell'aria negli ambienti interni e delle strategie per migliorare la qualità dell'aria e la salute degli occupanti. Progettazione sostenibile: Esplorazione delle metodologie e delle pratiche di progettazione sostenibile per creare ambienti interni ed esterni ecologicamente responsabili, considerando l'efficienza energetica, l'utilizzo di energie rinnovabili e l'integrazione di elementi naturali. Acustica: Principi fondamentali dell'acustica: Introduzione ai concetti di base dell'acustica, come le grandezze acustiche, i livelli sonori, la propagazione del suono e l'udibilità. Riverberazione e assorbimento acustico: Studio della riverberazione del suono negli ambienti e delle strategie di progettazione per controllarla tramite l'utilizzo di materiali fonoassorbenti e soluzioni di trattamento acustico. Isolamento acustico: Approfondimento delle tecniche e dei materiali utilizzati per ridurre la trasmissione del suono tra ambienti adiacenti e per garantire la privacy acustica all'interno degli edifici. Progettazione acustica: Analisi dei criteri e delle normative per la progettazione acustica degli ambienti, compresi gli ambienti interni, le sale di registrazione, gli auditorium e gli spazi pubblici. Illuminotecnica: Principi fondamentali dell'illuminotecnica: Introduzione ai concetti di base dell'illuminotecnica, come la luce, il colore, la visione e la qualità dell'illuminazione. Tipologie di illuminazione: Studio delle diverse fonti di luce, comprese le lampade tradizionali e le soluzioni di illuminazione a LED, nonché dei sistemi di illuminazione naturale come la luce solare e il cielo artificiale. Design illuminotecnico: Analisi delle strategie di progettazione per creare ambienti ben illuminati, bilanciando l'illuminazione naturale e artificiale, considerando l'efficienza energetica, il comfort visivo e la sicurezza. Sistemi di controllo illuminotecnico: Approfondimento dei sistemi di controllo dell'illuminazione, come l'utilizzo di sensori di movimento, dimmer e sistemi di gestione centralizzata per ottimizzare l'efficienza energetica e la flessibilità dell'illuminazione. Questo corso offre una panoramica completa dei principi e delle pratiche legate al microclima, all'acustica e all'illuminotecnica, fornendo agli studenti le competenze necessarie per progettare ambienti sostenibili, confortevoli e funzionali. |
| Testi di riferimento | Dispense a cura del docente. |
| Obiettivi formativi | Comprendere i principi e i concetti fondamentali del microclima e del benessere ambientale all'interno e all'esterno degli edifici. Ciò include l'analisi dei parametri climatici, come temperatura, umidità, velocità dell'aria e radiazione solare, e la loro influenza sul comfort termico e sulle prestazioni degli occupanti. Approfondire la conoscenza delle strategie di progettazione e delle soluzioni tecniche per il controllo del microclima e per migliorare il benessere ambientale negli ambienti interni ed esterni. Questo include l'analisi delle caratteristiche dell'involucro edilizio, dei sistemi di ventilazione e di condizionamento dell'aria, nonché delle strategie di design bioclimatico. Acquisire competenze nella valutazione e nel controllo dell'illuminazione naturale e artificiale negli spazi interni. Ciò include la comprensione delle fonti di luce naturale, della distribuzione luminosa, dei parametri di illuminazione e dei principi di progettazione per ottimizzare l'illuminazione e ridurre l'uso di energia. Approfondire la conoscenza delle problematiche acustiche negli ambienti interni ed esterni. Questo include la comprensione dei principi di propagazione del suono, della misurazione e della valutazione del rumore, nonché delle strategie di progettazione per il controllo dell'acustica negli edifici. Sviluppare competenze pratiche attraverso l'uso di strumenti e software di analisi per la valutazione del microclima, dell'illuminazione e dell'acustica negli edifici. Ciò include l'applicazione di metodologie di misurazione, simulazione e progettazione assistita dal computer per valutare e ottimizzare le prestazioni ambientali degli spazi. Integrare le conoscenze acquisite per promuovere il design sostenibile e il benessere ambientale negli edifici. Ciò include la considerazione degli aspetti energetici, ambientali e sociali nel processo decisionale e nella progettazione degli spazi. Complessivamente, il corso mira a fornire agli studenti una comprensione approfondita dei fattori che influenzano il microclima, il benessere ambientale, l'illuminazione e l'acustica negli edifici, nonché le competenze per applicare tali conoscenze nella progettazione sostenibile e nell'ottimizzazione delle prestazioni degli spazi. |
| Prerequisiti | Fisica Tecnica, Analisi Matematica, Fisica Generale |
| Metodi didattici | Lezione frontale, visite guidate e analisi critiche, esercitazioni progettuali in gruppi |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Oral examination and design documentation analysis and critical assessment |
| Programma esteso | Il programma elencato comprende diversi moduli e argomenti che verranno affrontati nel corso. Ecco una descrizione di ciascun modulo: Introduzione al corso: Questa lezione fornisce una panoramica generale del corso e delle tematiche che verranno affrontate. Microclima: Aree urbane, bilancio superficie: Questo modulo esplora il concetto di microclima nelle aree urbane e il bilancio della superficie. Saranno trattati i parametri e le variabili climatiche che influenzano l'ambiente interno ed esterno degli edifici. Microclima: Protocolli Leed-Well: In questa lezione verranno presentati i protocolli Leed-Well, che sono standard di certificazione per la sostenibilità ambientale negli edifici. Saranno analizzate le strategie di progettazione che promuovono il benessere ambientale. Microclima: UHI cause conseguenze e mitigazione: Questo modulo si concentra sull'Isola di Calore Urbana (UHI) e le sue cause, conseguenze e strategie di mitigazione. Saranno esplorate soluzioni progettuali per ridurre l'impatto dell'UHI nelle aree urbane. Microclima: Progettazione bioclimatica: Questa lezione approfondisce la progettazione bioclimatica, che considera il clima locale e le caratteristiche ambientali per ottimizzare il comfort termico e ridurre il consumo energetico negli edifici. Microclima: Simulazione microclimatica presentazione software Envimet: In questa lezione verrà presentato il software Envimet, utilizzato per la simulazione del microclima. Gli studenti avranno l'opportunità di lavorare con il software in un laboratorio applicativo. Illuminotecnica Introduzione: Questo modulo introduce i concetti di illuminotecnica, comprese le grandezze e la fotometria legate all'illuminazione. Illuminotecnica: Questi moduli esplorano la luce naturale, l'illuminazione artificiale, i tipi di lampade e apparecchi illuminanti, l'efficienza energetica e le metodologie di progettazione illuminotecnica. Illuminotecnica: Esterni e inquinamento luminoso: Questa lezione si concentra sull'illuminazione esterna e sull'inquinamento luminoso. Saranno presentate strategie per ridurre l'inquinamento luminoso e ottimizzare l'illuminazione esterna. Software + Illuminotecnica: Lavoro in classe sul laboratorio applicativo - Illuminotecnica: Gli studenti avranno l'opportunità di lavorare con software specifici e applicare le conoscenze di illuminotecnica in un ambiente di laboratorio. Acustica: Questi moduli coprono gli aspetti fondamentali dell'acustica, come le grandezze acustiche, i livelli sonori, i campi sonori, la riverberazione, ed altri concetti fondamentali. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | Questo corso svolge un ruolo cruciale nel contesto dell'Agenda dello Sviluppo Sostenibile 2030. L'Agenda 2030, adottata dalle Nazioni Unite, stabilisce un quadro completo di obiettivi e target globali per affrontare le sfide ambientali, sociali ed economiche che il nostro pianeta affronta. Questi obiettivi mirano a garantire un futuro sostenibile per tutti e a promuovere il benessere delle generazioni attuali e future. Il corso sul microclima, il benessere ambientale, l'illuminazione e l'acustica contribuisce direttamente a diversi obiettivi delineati nell'Agenda 2030. Ecco alcuni punti chiave in cui questo corso si allinea con l'agenda: Obiettivo 11: Città e comunità sostenibili: Il corso fornisce agli studenti conoscenze e competenze per creare città sostenibili e vivibili. Comprendendo i principi del microclima, del benessere ambientale, dell'illuminazione e dell'acustica, gli studenti possono contribuire alla progettazione di edifici e spazi che migliorano la qualità della vita, promuovono il benessere e riducono l'impatto ambientale. Obiettivo 7: Energia pulita e accessibile: Il corso affronta aspetti legati all'energia come la progettazione dell'illuminazione e l'efficienza energetica negli edifici. Ottimizzando l'illuminazione naturale e riducendo il consumo energetico, gli studenti possono contribuire al raggiungimento dell'obiettivo di energia pulita e accessibile. Obiettivo 13: Azione sul clima: Comprendere i principi del microclima e della progettazione energeticamente efficiente può aiutare gli studenti a contribuire agli sforzi di mitigazione del cambiamento climatico. Applicando strategie di progettazione sostenibile e riducendo il consumo energetico negli edifici, gli studenti possono sostenere l'obiettivo di mitigare il cambiamento climatico. Obiettivo 3: Salute e benessere: Il corso enfatizza l'importanza del benessere ambientale e del suo impatto sulla salute e il comfort degli occupanti. Progettando spazi che favoriscono il comfort termico, un'illuminazione adeguata e un'acustica appropriata, gli studenti possono contribuire alla creazione di ambienti più salutari e favorevoli alla vita e al lavoro. Obiettivo 9: Industria, innovazione e infrastrutture: Il corso promuove strategie di progettazione innovative e soluzioni tecniche per controllare il microclima, l'illuminazione e l'acustica negli edifici. Ciò supporta lo sviluppo di infrastrutture sostenibili e favorisce l'innovazione nei settori dell'edilizia e dell'architettura. Fornendo agli studenti conoscenze e competenze legate al microclima, al benessere ambientale, all'illuminazione e all'acustica, questo corso li abilita |