Docenti

prof. aggr. Paola D’AGARO

Crediti

6 CFU

Obiettivi formativi specifici

Far conoscere i temi fondamentali della termodinamica e della trasmissione del calore per la comprensione essenziale di processi utili alla realizzazione del benessere termoigrometrico, con particolare riferimento a quelli della climatizzazione, del riscaldamento e della ventilazione degli ambienti; far acquisire metodi e strumenti idonei per realizzare il benessere termoigrometrico considerando le grandezze fisiche che lo caratterizzano affrontando gli aspetti progettuali relativi ai temi propri della termofisica dell’edificio, della climatizzazione e dell’acustica ambientale.

Competenze acquisite

- acquisizione della terminologia della termodinamica e della trasmissione del calore
- applicazione del primo principio della termodinamica a sistemi semplici, in particolare al sistema edificio
- utilizzo dei diagrammi psicometrici e modellizzazione delle trasformazioni tecniche dell'aria umida
- modellizzazione dei processi di trasmissione del calore e determinazione degli scambi termici per conduzione, convezione ed irraggiamento- valutazione del comportamento termoigrometrico l'involucro edilizio (dispersioni termiche, condensa interstiziale, inerzia termica)
- acquisizione dei concetti di base dell’acustica ambientale

Programma

Sistemi termodinamici e principi della termodinamica (10 ore)

Sistemi termodinamici, grandezze di stato e di scambio. Bilanci di massa. Primo principio della termodinamica per sistemi chiusi ed aperti. Energia interna, entalpia e calori specifici. Rendimenti di conversione dei cicli diretti ed efficienza dei cicli frigoriferi ed a pompa di calore. Enunciati del secondo principio della termodinamica.

Gas ideali e sostanze pure (4 ore)

Gas ideali: equazione di stato; calori specifici; valutazione di energia interna ed entalpia. Sostanze pure: stati di aggregazione della materia, transizioni di fase, definizione di calore di vaporizzazione/condensazione.

Aria umida e condizionamento ambientale (8 ore)

Proprietà termodinamiche dell’aria umida, diagrammi psicrometrici, trasformazioni tecniche dell'aria umida. Esempi sui cicli termodinamici degli impianti di condizionamento invernale ed estivo ‘a tutta aria’; benessere termoigrometrico e carichi termici ambientali.

Conduzione (8 ore)

Legge di Fourier. Conduttività termica. Conduzione in regime stazionario in pareti piane monostrato e multistrato. Analogia elettrica. Conduzione in regime variabile: parete sottoposta a variazione periodica della temperatura superficiale, fattore di attenuazione e di ritardo dell’onda termica.

Convezione (2 ore)

Coefficiente di convezione. Convezione forzata e naturale. Analisi qualitativa dello scambio termico convettivo. Cenni alle correlazioni per il calcolo dei coefficienti di scambio termico in convezione forzata e naturale.

Irraggiamento (6 ore)

Grandezze fondamentali, irraggiamento del corpo nero e delle superfici reali, fattori di vista, irraggiamento tra superfici nere e grigie, reti elettriche equivalenti.

Comportamento termoigrometrico dell'involucro edilizio (8 ore)

Trasmittanza. Interventi di isolamento termico delle pareti perimetrali. Ponti termici. Apporti solari e sistemi solari passivi. Verifica termoigrometrica delle strutture esterne. Dimostrazione di simulazione del comportamento termoigrometrico di pareti multistrato con software gratuito (trasmittanza, verifica termoigrometrica e comportamento estivo).

Elementi di acustica (14 ore)

Grandezze acustiche; livelli sonori e loro composizione. Caratteristiche soggettive della sensazione uditiva. Modalità di propagazione del suono in ambienti confinati e in ambiente esterno. Proprietà acustiche dei materiali: fonoisolamento e fonoassorbimento. Difesa dai rumori aerei ed impattivi. Criteri generali per la progettazione acustica degli interni. Dimostrazione di simulazione del comportamento acustico delle pareti con software di calcolo.

Bibliografia

- Le dispense a cura del docente ed ulteriore materiale didattico sono reperibili al sito http://materialedidattico.uniud.it/render.userLayoutRootNode.uP

- Romagnoni P., Peron F., Vio M., Elementi di Fisica Tecnica Ambientale, CEDAM, Padova

- Cengel Y. A. , Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw-Hill, 3a ed. 2009.

- Paola Ricciardi, Elementi di acustica e illuminotecnica, McGraw-Hill, 2a ed. 2009.

- De Santoli L., Fisica Tecnica Ambientale-Trasmissione del calore-Volume secondo, C.E.A. , Milano, 1999Prova scritta e orale

Modalità d'esame

Prova scritta