Insegnamento FISICA TECNICA AMBIENTALE
| Nome del corso | Ingegneria edile-architettura |
|---|---|
| Codice insegnamento | A001129 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Anna Laura Pisello |
| CFU | 12 |
| Regolamento | Coorte 2022 |
| Erogato | Erogato nel 2024/25 |
| Erogato altro regolamento | |
| 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 (nella sua lettura di carattere Ambientale) 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. |
| 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 programma si allinea con vari obiettivi dell'Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile attraverso una serie di tematiche fondamentali: Termodinamica e istruzione di qualità La comprensione dei concetti base e delle definizioni della termodinamica (Obiettivo 4: Istruzione di qualità) è essenziale per fornire una solida base educativa nel campo delle scienze e dell'ingegneria, preparando gli studenti a contribuire a soluzioni innovative e sostenibili. Energia e efficienza L'insegnamento del Primo e del Secondo Principio della Termodinamica, incluso lo studio dei processi reversibili e irreversibili, e la gestione di sistemi aperti con bilancio di massa, energia ed entropia (Obiettivo 7: Energia pulita e accessibile, Obiettivo 9: Imprese, innovazione e infrastrutture), è cruciale per migliorare l'efficienza energetica e sviluppare tecnologie sostenibili. Gestione delle risorse idriche e cicli energetici La comprensione dei sistemi semplici monocomponente, dei diagrammi (p,v) e del comportamento di liquidi e vapori (Obiettivo 6: Acqua pulita e servizi igienico-sanitari, Obiettivo 7: Energia pulita e accessibile) supporta la gestione sostenibile delle risorse idriche e l'ottimizzazione dei cicli di potenza e dei cicli frigoriferi, fondamentali per la generazione di energia e il raffreddamento efficiente. Modellizzazione dei gas e cambiamento climatico L'analisi di gas ideali e reali e delle miscele di gas (Obiettivo 13: Lotta contro il cambiamento climatico) contribuisce alla modellizzazione dei processi atmosferici e allo sviluppo di strategie di mitigazione delle emissioni inquinanti. Ottimizzazione dei processi energetici L'utilizzo di diagrammi termodinamici e l'insegnamento del moto di fluidi comprimibili (Obiettivo 9: Imprese, innovazione e infrastrutture) sono strumenti essenziali per l'analisi e l'ottimizzazione dei processi energetici e industriali, migliorando l'efficienza e riducendo l'impatto ambientale. Scambio termico e sostenibilità energetica Lo studio dello scambio termico per conduzione, convezione e radiazione, inclusi i coefficienti di scambio termico e l'uso degli scambiatori di calore (Obiettivo 7: Energia pulita e accessibile), è fondamentale per sviluppare tecnologie efficienti di gestione dell'energia e ridurre il consumo energetico nei processi industriali. Benessere e qualità ambientale L'analisi del benessere termoigrometrico del corpo umano, delle cause di discomfort locale, dei diagrammi del benessere e dei riferimenti normativi, nonché della qualità dell'aria interna e dei principali inquinanti (Obiettivo 3: Salute e benessere, Obiettivo 11: Città e comunità sostenibili), è essenziale per garantire condizioni ambientali ottimali, migliorare la qualità della vita e prevenire malattie associate a condizioni ambientali inadeguate. In sintesi, il programma di termodinamica affronta una vasta gamma di tematiche che sono direttamente o indirettamente correlate con molti degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030, contribuendo in modo significativo a promuovere l'energia pulita, l'efficienza energetica, l'innovazione industriale, la gestione sostenibile delle risorse e il benessere umano. |
MICROCLIMA, ILLUMINOTECNICA E ACUSTICA
| Codice | A001131 |
|---|---|
| CFU | 6 |
| Docente responsabile | Anna Laura Pisello |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ING-IND/11 |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | MICROCLIMA URBANO. ISOLA DI CALORE E SUA MITIGAZIONE. COMFORT ACUSTICO E PROGETTAZIONE ACUSTICA DEGLI AMBIENTI. COMFORT ILLUMINOTECNICO E PROGETTAZIONE ILLUMINOTECNICA DEGLI AMBIENTI. |
| Testi di riferimento | Dispense a cura del docente e, in integrazione: Fisica tecnica ambientale, con elementi di Acustica e illuminotecnica – McGrawHill – Y. Cengel, G. Dall’ò, L. Sarto Elementi di acustica e illuminotecnica - Paola Ricciardi – McGrow-Hill, 2009 |
| Obiettivi formativi | Lo studente sarò chiamato a conoscere le principali tecniche di progettazione a servizio dell'edilizia civile, a partire dall'approccio centrato sull’occupante dell’edificio in termini di benessere ambientale multifisico. Conoscenza delle problematiche inerenti l’inquinamento acustico, luminoso ed atmosferico e loro effetti sul microclima urbano. Acquisizione delle conoscenze di base sull’illuminotecnica e l’acustica applicate con riferimento alle metodologie di progettazione, di impianti illuminotecnici e di sistemi per il controllo del rumore in ambienti di vita e di lavoro. |
| Prerequisiti | Conoscenze di base di analisi matematica e fisica generale. Fisica tecnica. |
| Metodi didattici | Lezione frontale, esercitazioni pratiche, laboratorio applicativo e progetto. |
| Altre informazioni | - |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Esame scritto e orale (con possibilità di esonero scritto parziale), Consegna degli elaborati progettuali e discussione critica. |
| Programma esteso | MICROCLIMA. Il microclima nelle aree urbane. Struttura dello strato limite atmosferico e turbolenza. Bilancio termico radiativo della superficie terrestre. Interazioni tra suolo e atmosfera nelle aree urbane. Profilo logaritmico del vento. Modelli di stabilità dell’atmosfera. Isola di calore urbana. Cause dell’isola di calore urbana. Caratteristiche e conseguenze dell’isola di calore. Mitigazione dell’isola di calore: influenza della vegetazione e dei materiali utilizzati nel costruito. Impatto energetico dell’isola di calore. Effetti del riscaldamento urbano sul comfort umano. ILLUMINOTECNICA. Lo spettro elettromagnetico e la luce. La visione umana: fenomeni legati alla luce e alla sua percezione. Le curve di visibilità. Grandezze fotometriche e radiometriche fondamentali. Interazione luce-materia: coefficiente di riflessione e coefficiente di luminanza. Colorimetria: Metodi di classificazione del colore secondo gli spazi cromatici. Misura delle grandezze fotometriche, radiometriche e colorimetriche. Le sorgenti luminose. Gli impianti di illuminazione. I corpi illuminanti. Il fattore di utilizzazione. Metodi di calcolo per gli impianti di illuminazione. Illuminazione d’interni: principali prescrizioni normative, sistemi e metodi per la verifica delle prestazioni. Illuminazione stradale: prescrizioni normative vigenti e metodi per la verifica delle prestazioni. ACUSTICA. Il suono e le principali Grandezze Acustiche. Leggi di propagazione delle onde sonore. Livelli di pressione sonora. Analisi spettrale Acustica Psicofisica. Livello sonoro equivalente. Strumentazioni di misura. Proprietà Acustiche dei materiali e controllo del rumore. Materiali e strutture fonoassorbenti. Propagazione del suono in ambienti chiusi. Analisi del comportamento acustico di ambienti chiusi. Requisiti acustici passivi degli edifici. Valutazione del rumore negli ambienti di lavoro. Inquinamento Acustico Outdoor. Propagazione del rumore outdoor. Barriere Acustiche e meccanismi di attenuazione del rumore. Tecniche di rilevamento del rumore. Interventi di controllo e protezione dal rumore. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | Il corso di Microclima, Illuminotecnica e Acustica è strettamente legato agli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDG) 3, 11 e 13, grazie ai suoi contenuti didattici. SDG 3: Salute e Benessere Il corso esamina l'impatto del riscaldamento urbano e dell'inquinamento acustico sulla salute, fornendo strumenti per migliorare il comfort termico e ridurre il rumore, entrambi cruciali per il benessere umano. SDG 11: Città e Comunità Sostenibili Esplora le cause e le soluzioni per l'isola di calore urbana e affronta l'illuminazione efficiente degli spazi urbani, migliorando la qualità della vita e la sicurezza nelle città, oltre a promuovere l'efficienza energetica. SDG 13: Lotta contro il Cambiamento Climatico Studia il bilancio termico della superficie terrestre e le strategie di mitigazione dell'isola di calore, contribuendo alla riduzione delle temperature urbane e del consumo energetico. Inoltre, la gestione dell'inquinamento acustico aiuta a diminuire le emissioni di gas serra. Il corso fornisce conoscenze fondamentali per affrontare le sfide degli SDG 3, 11 e 13, preparando i partecipanti a contribuire alla costruzione di città più salubri, sostenibili e resilienti. |