FISICA TECNICA E IMPIANTI

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1 STRUTTURA DIDATTICA SPECIALE DI ARCHITETTURA Corso di laurea magistrale in Architettura Anno accademico / anno FISICA TECNICA E IMPIANTI ING-IND/11-8 CFU - 2 semestre Docente titolare dell'insegnamento FRANCESCO NOCERA [email protected] Edificio / Indirizzo: Caserma Abela Telefono: Orario ricevimento: Lunedi 8:00-9:00 OBIETTIVI FORMATIVI L'obiettivo del corso è quello di fornire allo studente le conoscenze di base sui fenomeni fisici fondamentali che regolano il sistema edificio-impianto, nonché l'interazione tra uomo, edificio ed ambiente. Ciò allo scopo di consentire una progettazione energeticamente consapevole e quanto più possibile sostenibile dal punto di vista ambientale, in linea con quanto previsto dal quadro normativo nazionale ed internazionale, sempre più sensibile alle problematiche legate alla conservazione dell'energia ed all'ambiente. Per ciascun argomento trattato sono altresì portati a conoscenza i principali riferimenti al quadro normativo e legislativo che abbia relazioni cogenti con il progetto e riportate esemplificazioni nel campo della progettazione del componente, dell'involucro edilizio e della progettazione architettonica. Sono poi acquisite conoscenze impiantistiche delle principali tipologie di impianti meccanici, idrico sanitari, di illuminazione e le principali nozioni di prevenzione incendi. Pertanto lo studente avrà le capacità di gestire la fase di progettazione architettonica degli edifici con la piena consapevolezza degli esiti delle scelte attuate in termini di sostenibilità in senso lato, compresa quella normativa, avendo la possibilità di dialogare ed interagire con altre figure professionali (termotecnico, impiantista, tecnici in acustica ed illuminotecnica) al fine di individuare le soluzioni ottimali. In sintesi, il corso rivolge la sua attenzione all'approfondimento dei principali fenomeni fisici ed alla definizione dei modelli matematici che li rappresentano, con lo scopo di favorire la progettazione di ambienti confortevoli dal punto di vista termico, acustico e luminoso e acquisire conoscenza delle diverse tipologie di impianti tecnici civili, sapendone gestire la progettazione di massima e la conformità alle normative. Le conoscenze acquisite trovano pratica applicazione in altre discipline dell'area progettuale e tecnologica del corso di laurea in Architettura e sono essenziali per le competenze richieste dallo svolgimento dell'attività professionale di tipo ordinistico PREREQUISITI RICHIESTI FISICA E ISTITUZIONI DI MATEMATICA

2 FREQUENZA LEZIONI Si richiede un impegno e frequenza costante delle lezioni del corso CONTENUTI DEL CORSO 1. Termodinamica Applicata Sistema termodinamico. Equazione generale dell energia. Processi termodinamici. Equazioni del lavoro nei sistemi con e senza deflusso. Primo principio della Termodinamica. Entalpia nei sistemi. Secondo Principio della Termodinamica. Ciclo di Carnot ed Entropia. Diagrammi Termodinamici. Gas ideali. Gas Reali. Effetto Joules-Thomson. Diagramma di Mollier. Cenni sui cicli diretti ed indiretti. Energia nei sistemi. 2. Fluidodinamica Moto dei fluidi comprimibili ed incomprimibili. Fattori di attrito. Perdite di pressione per attrito. Gas Dinamica. Moto dei fluidi in geometrie elementari. Moto dell aria nelle canalizzazioni. Dimensionamento di condotti e apparecchiature pressorie. 3. Trasmissione del calore Conduzione termica per geometria piana, cilindrica e sferica in regime stazionario. Convezione termica per geometria piana, cilindrica e sferica in regime stazionario. Radiazione termica per geometria piana, cilindrica e sferica in regime stazionario. Trasmissione globale del calore. Scambiatori di Calore. 4. Termodinamica dell aria umida Parametri caratterizzanti l aria, diagrammi caratteristici, trasformazioni dell aria umida, trattamenti dell aria umida negli impianti HVAC. Uso del diagramma psicrometrico per la determinazione delle trasformazioni e calcoli relativi per le principali apparecchiature presenti negli impianti di climatizzazione. 5. Acustica Fisica e Fisiologica Grandezze acustiche fondamentali. Nozioni di psicoacustica. La propagazione del suono all aperto. La propagazione del suono in ambienti confinati. Proprietà acustiche dei materiali e degli edifici 6. Illuminotecnica La percezione della luce, le grandezze fotometriche e la prestazione visiva. L illuminazione naturale. Le sorgenti luminose artificiali. L illuminazione artificiale. 7. Impianti di riscaldamento Richiami sul benessere termoigrometrico, scambi di calore uomo-ambiente. Trasmissione di calore in regime permanente attraverso l involucro edilizio per la determinazione dei carichi termici invernali necessari per il dimensionamento dell impianto di riscaldamento. Normative relative ai fini del risparmio energetico. Impianti autonomi con caldaia murale adatta anche per la produzione di acqua calda sanitaria. Dimensionamento degli impianti di riscaldamento centralizzati, degli impianti a colonne montanti, a pavimento del tipo a collettori complanari, monotubo e a pannelli radianti. Calcolo della prevalenza della elettropompa di circolazione. Taratura degli impianti di riscaldamento. Calcolo del vaso di espansione di tipo aperto o chiuso e degli accessori di sicurezza. Centrali termiche. 8. Impianti di Climatizzazione Calcolo della trasmissione di calore, in regime variabile e in presenza di irraggiamento solare, attraverso pareti opache e sistemi vetrati al fine della valutazione dei carichi termici estivi necessari per il dimensionamento degli impianti di climatizzazione. Classificazione, descrizione e dimensionamento di massima degli impianti di climatizzazione dal punto di vista energetico sia invernale che estivo. 9. Impianti Idrico-Sanitari Dimensionamento delle reti di adduzione dell acqua fredda e calda negli edifici. Dimensionamento delle reti fognanti interne

3 10.Impianti Antincendio Cenni sulla normativa vigente. Calcolo della portata delle reti antincendio. Impianti di spegnimento a manichette ed a naspi. Impianti di spegnimento automatici a sprinkler Calcolo dei sistemi di pressurizzazione dell acqua 11 Impianti Solari Termici Calcolo energia solare captata. Calcolo fabbisogno energetico acqua calda sanitaria. Stima fabbisogno termico riscaldamento. Calcolo superficie captante e numero collettori. Verifica della distanza tra collettori. Stima volume d accumulo. 12 Impianti Fotovoltaici Valutazione dell energia solare disponibile. Componenti dell impianto fotovoltaico. Progettazione, installazione e manutenzione di un impianto fotovoltaico. TESTI DI RIFERIMENTO Cesini, Latini, Polonara : Fisica Tecnica, CiitaStudi Edizioni, Cengel Yunus A.,Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw-hill Paola Ricciardi, Elementi di acustica e Illuminotecnica, McGraw-hill Matteo Fiori - Fulvio Re Cecconi, Impianti di Raccolta e scarico acque, Maggioli Cavallini A., Mattarolo L., Termodinamica Applicata, CLEUP Padova Bonacina A., Cavallini A., Mattarolo L., Trasmissione del Calore, CLEUP Padova Bettanini Ernesto, Brunello P. Francesco, Lezioni di impianti Pizzetti C., Condizionamento dell Aria e Refrigerazione, Tamburini Editore AAVV. Aria umida. Climatizzazione ed involucro edilizio. Teoria, applicazione e software, Liguori PROGRAMMAZIONE DEL CORSO * Argomenti Riferimenti testi 1 * Termodinamica Applicata Cesini, Latini, Polonara : Fisica Tecnica, Citta Studi Edizioni, 2 * Fluidodinamica Cesini, Latini, Polonara : Fisica Tecnica, Citta Studi Edizioni, 3 * Trasmissione del calore Cesini, Latini, Polonara : Fisica Tecnica, Citta Studi Edizioni, 4 * Termodinamica dell aria umida Cesini, Latini, Polonara : Fisica Tecnica, Citta Studi Edizioni, 5 * Acustica Fisica e Fisiologica Paola Ricciardi, Elementi di acustica e Illuminotecnica, McGraw-hill

4 6 * Illuminotecnica Paola Ricciardi, Elementi di acustica e Illuminotecnica, McGraw-hill 7 * Impianti di riscaldamento Bettanini Ernesto, Brunello P. Francesco, Lezioni di impianti 8 * Impianti di Climatizzazione Pizzetti C., Condizionamento dell Aria e Refrigerazione, Tamburini Editore 9 * Impianti Idrico-Sanitari Matteo Fiori - Fulvio Re Cecconi, Impianti di Raccolta e scarico acque, Maggioli 10 * Impianti Antincendio Bettanini Ernesto, Brunello P. Francesco, Lezioni di impianti 11 * Impianti solari termici e fotovoltaici Bettanini Ernesto, Brunello P. Francesco, Lezioni di impianti * Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame. N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame. MATERIALE DIDATTICO VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO Prova scritta e orale DATE DEGLI APPELLI PROVE IN ITINERE Non sono previste PROVE DI FINE CORSO Prova scritta e orale ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI Le domande verterranno sugli argomenti del corso

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