STAR - SUSTAINABILITY: TOWARDS THE APPRECIATION OF RESOURCES LEZIONE 2

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1 STAR - SUSTAINABILITY: TOWARDS THE APPRECIATION OF RESOURCES LEZIONE PRINCIPALI GRANDEZZE FISICHE DI RIFERIMENTO Lunghezza (L) unità di misura: metro m Superficie (A) unità di misura: metro quadrato m 2 Pagina 1 Volume (V) unità di misura: metro cubo m 3 1 m 3 = 1000 l 1 dm 3 = 1 l

2 Massa (m) unità di misura: chilogrammo Kg Temperatura (T) unità di misura: grado Kelvin K - grado Celsius C Pagina 2 K = C + 273,15 C = K - 273,15 Pressione (P) unità di misura: Pascal Pa - atmosfere atm - millimetri di mercurio mmhg 1 KPa = 1000 Pa 1 atm = 760 mmhg = Pa 100 KPa = 1 bar

3 Energia/Energia termica/calore (E T ) unità di misura: Joule J - caloria cal 1 KJ = 1000 J 1 cal = 4,186 J 1 Kcal = 1000 cal = 4186 J Portata (Q) (concetto di carattere generale, ad es. portata di acqua) unità di misura: litri / secondo Pagina 3 volume Q = tempo In generale grandezza _ transitata Q = tempo

4 Potenza/Potenza termica o Portata di calore (P T ) unità di misura: J = s W 1 KW = 1000 W Osservazione N.B. Il KWh è una unità di misura della energia e non della potenza 1 KWh = 1000 Wh = 1000 (J/s) x 3600 (s) = J Tempo (t) unità di misura: secondo s Pagina 4 1 minuto (m) = 60 s 1 ora (h) = s 1 giorno = s 1 anno = s

5 2.2 MECCANISMI DI TRASMISSIONE DEL CALORE Conduzione Tipico dei solidi. Il trasferimento di energia avviene attraverso la materia, senza movimento macroscopico di quest'ultima. Convezione Pagina 5 Tipico dei fluidi. Il trasferimento di energia avviene grazie al movimento di materia, con spostamento di particelle fluide. Irraggiamento Il calore si propaga per irraggiamento grazie all'azione di onde elettromagnetiche, anche nel vuoto.

6 2.3 PRINCIPALI CARATTERISTIHE FISICHE DEGLI STRATI Densità o massa volumica (d) Pagina 6 Rappresenta la quantità di massa contenuta nell'unità di volume d m Kg V m = 3

7 Massa superficiale (m s ) Rappresenta la quantità di massa contenuta nell'unità di superficie m s m s m Kg A m = 2 = d s, dove s è lo spessore della lastra Calore specifico (c s ) Pagina 7 Rappresenta la quantità di calore da fornire all'unità di massa (1Kg) per avere un incremento della temperatura unitario (1 C). c s = E T J m T Kg C Ovviamente sarà anche E T = c m T s I calori specifici sono tabellati in funzione dei diversi materiali.

8 Trasmittanza (U) - Adduttanza (a) Conducibilità termica (l) Resistenza termica (R) Trasmittanza (U) Rappresenta la potenza termica che attraversa una superficie unitaria (1m 2 ) sottoposta ad una differenza di temperatura unitaria (1 C) λ W U = 2 s m C dove s è lo spessore (m) dello strato Conducibilità termica (l) Rappresenta la potenza termica che attraversa una superficie unitaria (1m 2 ) sottoposta ad una differenza di temperatura unitaria (1 C) ed avente uno spessore unitario (1 m) W λ = m C Pagina 8 Adduttanza (a) Trasmittanza riferita ai fenomeni convettivi sulle superfici dell'elemento W α 2 m C Resistenza termica (R) 2 1 s m C R = = U λ W oppure 2 1 m C R = α W

9 Sarà anche P T A T R = U A T[ W] ovvero = [ W] P T Pagina 9 Potenza termica che attraversa una superficie avente una certa area A, sottoposta ad una certa differenza di temperatura DT e caratterizzata da una trasmittanza U, ovvero una resistenza termica R.

10 Trasmittanza al vapore (U vap ) Conducibilità o Permeabilità al vapore (d) Resistenza al vapore (R vap ) Trasmittanza al vapore (U vap ) Rappresenta la portata di vapore G che attraversa una superficie unitaria (1m 2 ) sottoposta ad una differenza di pressione unitaria (1 mmhg) δ G U vap = 2 s m mmhg dove s è lo spessore (m) dello strato Conducibilità o Permeabilità al vapore (d) Rappresenta la portata di vapore G (g/h)(grammi/ora) che attraversa una superficie unitaria (1m 2 ) sottoposta ad una differenza di pressione unitaria unitaria (1 mmhg) ed avente uno spessore unitario (1 m) G δ = m mmhg Resistenza al vapore (R vap ) 2 1 s m mmhg R vap = = U vap δ G Pagina 10 Sarà anche G = A P g R h vap Portata di vapore che attraversa una superficie avente una certa area A, sottoposta ad una certa differenza di pressione DP e caratterizzata da una resistenza al vapore R vap.

11 Resistenza alla compressione (s) La resistenza alla compressione di un materiale corrisponde alla pressione necessaria per ridurre, di una certa percentuale, lo spessore. Reazione al fuoco Pagina 11

12 2.4 PRINCIPALI CARATTERISTIHE AMBIENTALI DEGLI STRATI INDICATORI DI SOSTENIBILITA' O INDICATORI DI IMPATTO AMBIENTALE La procedura LCA (Life Cycle Assessment = valutazione del ciclo di vita) misura la sostenibilità di un materiale prendendo in considerazione alcuni indicatori: PEI, GWP, AP. Altri importanti indicatori delle potenzialità inquinanti di un materiale, non assunti nella procedura LCA, sono: NP, POCP. NP - Nutrification Potential - Potenziale di eutrofizzazione Misura la tendenza del materiale all'eutrofizzazione, ovvero ad un processo di arricchimento di un ecosistema di sostanze nutritive, quali composti di azoto o fosforo, normalmente presenti in KgPO 3 4 _eq quantità minime Kg La misura dell'indice è basata su una scala relativa, i composti di azoto o fosforo emessi da 1 Kg di materiale sono rapportati ad una massa equivalente di fosfato il cui indice NP è posto convenzionalmente uguale ad 1. POCP - Photochemical Ozone Creation Potential - Potenziale di formazione di ozono fotochimico Misura la tendenza del materiale a contribuire alla formazione di fotoossidanti come l'ozono KgC 2 H 2 Kg _eq Pagina 12 La misura dell'indice è basata su una scala relativa, i gas potenzialmente fotoossidanti emessi da 1 Kg di materiale sono rapportati ad una massa equivalente di acetilene C 2 H 2 il cui indice POCP è posto convenzionalmente uguale ad 1. PEI - Primary Energy Index - Indice di energia primaria Misura l'energia primaria assorbita dall'unità di massa del materiale vita. L'indicatore è differenziato in: MJ Kg in tutto il suo ciclo di PEI nr riferito all'energia primaria derivata da fonti non rinnovabili PEI r riferito all'energia primaria derivata da fonti rinnovabili

13 GWP - Global Warming Potential - Potenziale di riscaldamento globale KgCO Misura la tendenza del materiale a rilasciare gas serra 2 _eq Kg La misura dell'indice è basata su una scala relativa, i gas serra emessi da 1 Kg di materiale sono rapportati ad una massa equivalente di anidride carbonica CO 2 il cui indice GWP è posto convenzionalmente uguale ad 1. AP - Acidification Potential - Potenziale di acidificazione KgSO Misura la tendenza del materiale a produrre gas acidificanti 2 _eq Kg La misura dell'indice è basata su una scala relativa, i gas acidificanti emessi da 1 Kg di materiale sono rapportati ad una massa equivalente di anidride solforosa SO 2 il cui indice AP è posto convenzionalmente uguale ad 1. Pagina 13

14 2.5 ALTRE DEFINIZIONI Gradi giorno (GG) Fissata una località, si definisce gradi giorno e la si denota con il simbolo GG, la somma estesa a tutti i giorni di un periodo annuale convenzionale di riscaldamento delle sole differenze positive giornaliere tra la temperatura dell'ambiente (fissata pari a 20 C) e la temperatura media esterna giornaliera. L'Italia viene suddivisa in 6 zone climatiche Pagina 14

15 La zona climatica di un comune può essere dedotta da un'apposita tabella allegata al DPR 412 del Provincia Zona climatica GG ( C) Altitudine (m) Comune BA D ACQUAVIVA DELLE FONTI BA D ADELFIA BA D ALBEROBELLO BA D ALTAMURA BA C ANDRIA BA C BARI BA C BARLETTA BA D BINETTO BA C BISCEGLIE BA C BITETTO BA C BITONTO BA C BITRITTO BA C CANOSA DI PUGLIA BA C CAPURSO BA D CASAMASSIMA BA D CASSANO DELLE MURGE BA D CASTELLANA GROTTE BA C CELLAMARE BA D CONVERSANO BA D CORATO BA D O GIOIA DEL COLLE BA C GIOVINAZZO BA D GRAVINA IN PUGLIA BA D GRUMO APPULA BA D LOCOROTONDO BA D MINERVINO MURGE BA C MODUGNO BA C MOLA DI BARI BA C 12O2 15 MOLFETTA BA C MONOPOLI BA D NOCI BA C NOICATTARO BA D PALO DEL COLLE BA D POGGIORSINI BA C POLIGNANO A MARE BA D PUTIGNANO BA C RUTIGLIANO BA D RUVO DI PUGLIA BA D SAMMICHELE DI BARI BA D SANNICANDRO DI BARI BA D SANTERAMO IN COLLE BA D SPINAZZOLA BA D TERLIZZI BA D TORITTO BA C TRANI BA C TRIGGIANO BA D TURI BA C VALENZANO Pagina 15

16 Umidità relativa (U r ) Il vapore d'acqua esercita una certa pressione parziale p parziale. Il quantitativo massimo di vapore d'acqua contenibile nell'aria è funzione della temperatura e si esprime in termini di pressione di saturazione ad una data temperatura p (T) saturazion e. Pagina 16 La psaturazion e (T) cresce all'aumentare della temperatura. Si definisce umidità relativa il rapporto tra la pressione parziale e la pressione di saturazione alla temperatura fissata. U = r p p parziale saturazione(t) Spesso l'umidità relativa è espressa in termini %, dunque U r,% = p p parziale saturazione(t) 100 Il raggiungimento della umidità relativa pari al 100% comporta l'inevitabile formazione di condensa, in quanto si è raggiunto il massimo livello di vapore d'acqua contenibile nell'aria alla temperatura fissata.