Introduzione al corso di Fisica Tecnica Ambientale

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1 Introduzione al corso di Fisica Tecnica Ambientale Prof.Gianfranco Cellai Corso di Fisica Tecnica Ambientale Scienze dell Architettura A.A. 2007

2 Le normative aventi riflessi sulla progettazione che implicano la conoscenza della fisica tecnica Prestazioni energetiche Direttiva europea 2002/02/CE - Miglioramento delle prestazioni energetiche degli edifici D.lgs 192/05 Recepimento della Direttiva europea D.lgs 311/06 Prestazioni energetiche degli edifici- Modifiche al D.lgs 192/05 Linee Guida della regione Toscana sulla sostenibilità edilizia Uso di fonti d energia rinnovabile Illuminazione naturale

3 Prestazioni acustiche Legge 447/95 Legge quadro sull inquinamento acustico DPCM Requisiti acustici passivi degli edifici DPCM Determinazione dei valori limite delle sorgenti sonore LR 89/98 Norme in materia d inquinamento acustico

4 Le relazioni progettuali 1. Aree di valutazione 2. Requisiti 3. Parametri prestazionali relativi al soddisfacimento dei requisiti

5 Aree di valutazione 1. la qualità ambientale degli spazi esterni, 2. il risparmio di risorse, 3. il carico ambientale, 4. la qualità dell ambiente interno.

6 I requisiti 1. INTORNO AMBIENTALE 2. QUALITÀ DELL ARIA ESTERNA 3. ESPOSIZIONE ACUSTICA 4. CONSUMI ENERGETICI 5. COMFORT VISIVO 6. COMFORT ACUSTICO 7. COMFORT TERMICO 8. QUALITÀ DELL ARIA

7 I parametri di valutazione Irraggiamento solare Illuminazione naturale Temperatura media radiante e operativa Trasmissione del calore componenti opachi Trasmissione del calore componenti vetrati Comportamento termoigrometrico in relazione alla trasmissione del vapore 120

8 I parametri di valutazione 154 Concentrazioni di inquinanti Benessere termoigrometrico degli individui 120 isolamento acustico di facciata Isolamento acustico delle partizioni Isolamento acustico da calpestio Isolamento acustico dei sistemi tecnici

9 Gli obiettivi fondamentali Consentire all Architetto di elaborare un progetto sostenibile sotto gli aspetti energetici e del benessere per gli individui, con il minimo consumo di risorse dell ambiente: diversamente si è fuori dal mercato produttivo e del lavoro.

10 UNITÀ DI MISURA Sistema internazionale

11 Unità di misura del Sistema Internazionale (S.I.) Unità di misura fondamentali: Metro (m) unità di misura della lunghezza Chilogrammo (kg) unità di misura della massa Secondo (s) unità di misura del tempo Kelvin (K) unità di misura della temperatura termodinamica Ampere (A) unità di misura della corrente elettrica Mole (mol) unità di misura della quantità di sostanza Candela (cd) unità di misura dell intensità luminosa

12

13 Unità derivate Frequenza (Hz) 1/s = s -1 Flusso luminoso (lm) lumen = cd sr Illuminamento (lx) lux = lumen/m² = (cd sr)/m²

14 Unità derivate dalle leggi della fisica FORZA = MASSA X ACCELERAZIONE PRESSIONE = FORZA /SUPERFICIE LAVORO-ENERGIA = FORZA X SPOSTAMENTO POTENZA TERMICA = ENERGIA/TEMPO ENERGIA TERMICA = ENERGIA x TEMPO Forza Newton (N) = kg m/s² Pressione Pascal (Pa) = N/m² = (kg m)/s² m² Lavoro-Energia Joule (J) = N m = kg m²/s² Potenza Termica Watt (W) = J/s = kg m²/s 3 Energia Termica Wattora (Wh) = 3600 J

15 Alcune unità di misura derivate maggiormente usate nel corso Densità ρ = kg/m 3 Massa superficiale m = kg/m² Calore specifico c p = J/kg K Capacità termica superficiale C = m c p = J/m²K Conducibilità termica λ = J/(smK) = W/mK Trasmittanza U = J/(sm²K) = W/m²K Diffusività termica α² = λ/(ρ c p ) = m²/s Permeabilità al vapore δ = kg v /smpa

16 RIEPILOGO

17 Fattori di conversione più comuni tra unità di misura S.T e S.I 1 Wh = 3600 J multiplo 1 kwh = 3, J 1 cal = 4,186 J multiplo 1 kcal = 4186 J 1 kcal = 1,163 Wh Tep (tonnellata equivalente di petrolio) = 4, J Kep (chilogrammo equivalente di petrolio) = 4, J 1 mmh 2 O = 10 Pa

18 Conversione energia

19 RIEPILOGO

20 Esercizi Calcolare in m/s una velocità di 100 km/h: 1Km = 1000 m 1 h = 3600 s 100 x (1000 m/3600 s) = 27,8 m/s Calcolare il consumo energetico in J di un phon avente potenza di 100 W che rimane acceso per 1 h: 100 W x 1h = 100 J/s x 3600 = 3,6 x 10 4 J Calcolare la capacità termica superficiale di un materiale avente un cp = 1 kj/kgk densità 1200 kg/m 3 e spessore di 0,3 m: m = 1200 x 0,3 = 360 kg/m² C = 360 x 1 = 360 kj/m²k

21 Esercizi Calcolare la portata in volume G (m 3 /s) di un condotto di sezione pari a 1 m² attraversato da una corrente d aria con una densità di 1,2 kg/m 3, alla velocità di 1 m/s G = 1m² x 1 m/s = 1 m 3 /s (3600 m 3 /h) Calcolare la portata in massa: G m = 1,2 kg/m 3 x 1 m 3 /s = 1,2 kg/s