Termofisica degli edifici

Richiami dei meccanismi di trasmissione del calore: conduzione, convezione ed irraggiamento. Conduzione in regime non permanente. Metodi numerici per la soluzione generale dell’equazione della conduzione. Conduzione bidimensionale e tridimensionale in regime permanente. Meccanismi combinati (conduzione, convezione ed irraggiamento) di trasmissione del calore.

Analisi del comportamento termo fisico degli edifici. Metodi di simulazione in regime transitorio. Modellazione in regime transitorio dei meccanismi di scambio termico attraverso gli elementi dell’involucro. Metodi per la modellazione degli scambi termici convettivi e radiativi fra le superfici dell’involucro e l’ambiente interno ed esterno. I coefficienti di scambio termico convettivo e radiativo degli elementi perimetrali. L’accumulo termico. I carichi termici di un edificio.

I dati meteorologici

Trattamento dei dati climatici. L’anno climatico tipo. Fisica del sole. .La radiazione solare. La costante solare. L’irraggiamento extraterrestre. Posizione del sole nella volta celeste. Irraggiamento solare al suolo. Radiazione diretta, diffusa e totale incidente su una superficie. Il diagramma dei percorsi solari Radiazione giornaliera e giornaliera media mensile su superfici orizzontali ed inclinate.

La certificazione energetica degli edifici

Contributo del settore civile all’inquinamento planetario ed ai consumi energetici globali. Il Risparmio energetico in edilizia. La Direttiva Europea sul rendimento energetico nell'edilizia ed il suo recepimento in Italia (D.Lgs 192/05 e s.m.i.) metodi di calcolo della prestazione energetica degli edifici secondo la normativa italiana (norme UNI11300).

Linee guida nazionali per l’attestazione della prestazione energetica degli edifici. Criteri generali e requisiti delle prestazioni energetiche degli edifici

Fonti Energetiche rinnovabili

Impianti solari a collettori piani: principi fisici e criteri di dimensionamento. Dispositivi di captazione della radiazione solare. Analisi del funzionamento dei collettori solari. Posizionamento dei collettori solari. Dimensionamento dei collettori solari. Il metodo f-chart. Il metodo dell’utilizzabilità della radiazione solare

Ultimo aggiornamento: 12-09-2023

dispense del corso

L. Schibuola, L. Cecchinato. Sistemi solari attivi e passivi degli edifici. Progetto Leonardo Società editrice Esculapio s.r.l- Bologna.

A. K. Athienitis, M. Santamouris. Thermal Analysis and Design of Passive solar Buildings. James & James (Science Publishers) Ltd. London, UK.

M. A. Cucumo, V. Marinelli, G. Oliveti. Ingegneria solare- principi ed applicazioni. Pitagora Editrice Bologna.

Ultimo aggiornamento: 12-09-2023

Il corso è progettato in modo da fornire le necessarie conoscenze dei principi e delle leggi che governano il comportamento termo fisico degli edifici, in funzione delle condizioni climatiche del sito di ubicazione e della qualità dell’ambiente indoor. L’obiettivo è quello di fornire le necessarie competenze riguardanti i parametri e le procedure utilizzate per valutare la prestazione energetica globale degli edifici e verificare il rispetto dei requisiti previsti dalla legge per le costruzioni esistenti o di nuova realizzazione.

Inoltre, argomento specifico del corso sono le procedure e metodologie finalizzate alla certificazione energetica degli edifici. Il fine ultimo è quello di dotare gli studenti delle conoscenze necessarie per applicare le principali procedure di progettazione di involucri edilizi capaci di ottimizzare l’efficienza energetica complessiva dell’edificio in relazione alle condizioni climatiche specifiche del sito, favorire il raggiungimento dei requisiti di comfort, verificare il rispetto dei requisiti di legge e redigere la relativa certificazione energetica.

Ultimo aggiornamento: 12-09-2023

Conoscenze dei fenomeni di trasmissione del calore

Basilari conoscenze di termodinamica e di fisica dei processi energetici

Ultimo aggiornamento: 12-09-2023

Il corso è strutturato in una serie di lezioni a carattere teorico e di seminari durante i quali saranno effettuate esercitazioni pratiche

La frequenza è facoltativa, ma consigliata

Ultimo aggiornamento: 12-09-2023

La prova d’esame consiste in una prova orale su temi inerenti gli argomenti del corso e la discussione di un elaborato progettuale sviluppato durante lo svolgimento del corso.

La verifica mira a valutare se lo studente abbia conoscenza e comprensione degli argomenti trattati e se abbia acquisito capacità interpretativa e autonomia di giudizio in casi concreti. Lo studente dovrà inoltre dimostrare capacità espositive ed argomentative tali da consentire la trasmissione delle sue conoscenze all’esaminatore.

La soglia di sufficienza si riterrà raggiunta quando lo studente mostri conoscenza e comprensione degli argomenti trattati almeno nelle linee generali e abbia mostrato conoscenze applicative utili per la risoluzione di casi concreti.

Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione:

30 - 30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, pienamente in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

26-29: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, piena proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

24-25: conoscenza degli argomenti con un buon grado di apprendimento, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;

21-23: conoscenza adeguata degli argomenti, ma presenza di lacune nella padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, limitata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

18-20: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, capacità interpretativa sufficiente, capacità di applicare le conoscenze basilari acquisite;

Insufficiente: il candidato non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.

Ultimo aggiornamento: 12-09-2023

PSICROMETRIA (1 CFU)

Miscele di aria e vapor d’acqua - Modello di Dalton – Titolo - Umidità relativa - Grado di saturazione - Temperature di rugiada e di saturazione adiabatica – Entalpia di una miscela di aria e vapor d’acqua - Diagramma psicrometrico - Principali trasformazioni psicrometriche: miscelazione di due portate, riscaldamento o raffreddamento sensibile, umidificazione e deumidificazione.

TERMOIGROMETRIA (1 CFU)

Produzione di calore metabolico e dispersioni verso l’ambiente - Scambi latenti e sensibili, per respirazione ed attraverso la superficie della pelle - Equazioni e diagrammi di benessere - Indici di comfort - Voto Medio Previsto - Percentuale Prevista di Insoddisfatti - Discomfort localizzato - Elevata differenza verticale di temperatura - Temperatura del pavimento - Correnti d'aria - Elevata asimmetria radiante - Requisiti di benessere – Valutazione del metabolismo energetico – Valutazione dell’isolamento termico dell’abbigliamento – Valutazione delle grandezze microclimatiche.

QUALITÀ DELL’ARIA (1 CFU)

Sorgenti inquinanti presenti all'interno degli ambienti ed in ambiente esterno - Principali inquinanti riscontrabili all'interno degli ambienti - Concentrazioni tipiche degli inquinanti in ambiente indoor e concentrazioni massime al fine di scongiurare problemi di salute - Requisiti di comfort e di salubrità degli ambienti confinati - Portata d'aria di ventilazione - Olf e decipol - Qualità percepita dell'aria in funzione della percentuale di insoddisfatti - Ventilazione a miscelazione ed a dislocamento - Efficienza di ventilazione - Età locale e globale dell’aria - Indice di ricambio locale e globale dell’aria - Efficienza di ricambio dell’aria - Approccio prestazionale e prescrittivo per il calcolo delle portate di ventilazione - Effetti della presenza di umidità all'interno degli edifici - Condensazione superficiale e condenzazione all'interno delle strutture - Verifica termoigrometrica delle pareti.

ILLUMINOTECNICA (1 CFU)

Caratteristiche della visione - Fattore di visibilità e coefficiente di visibilità - Grandezze fotometriche: flusso luminoso, intensità luminosa, illuminamento, luminanza, radianza - Illuminazione artificiale – Classificazione degli apparecchi illuminanti e delle lampade - Caratteristiche degli apparecchi illuminanti: solido fotometrico, curva fotometrica – Parametri caratteristici delle lampade: flusso luminoso, temperatura di colore, indice di resa cromatica, efficienza luminosa, vita utile - Progetto illuminotecnico di un ambiente – Metodo puntuale - Metodo del flusso luminoso totale - Abbagliamento - Indice unificato di abbagliamento - Illuminazione naturale - Daylight Factor - Metodo BRS per il calcolo del Daylight Factor - Fattore medio di luce diurna.

ACUSTICA (2 CFU)

Pressione acustica - Rappresentazione dei suoni nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza - Grandezze acustiche - Livelli acustici - Bande di frequenza - Audiogramma normale - Ponderazione - Acustica degli ambienti confinati - Propagazione del suono nei grandi ambienti - Campo sonoro in condizioni stazionarie - Campo sonoro in condizioni transitorie - Tempo di riverberazione - Teoria di Sabine e teoria di Eyring - Risposta all'impulso - Parametri di valutazione dell'acustica degli ambienti - Materiali fonoassorbenti: fonoassorbenti porosi, pannelli vibranti, pannelli forati risonanti assorbenti - Isolamento acustico - Potere fonoisolante - Legge della massa - Effetto di coincidenza - Potere fonoisolante di pareti composte e di pareti doppie - Indice di valutazione del potere fonoisolante - Tecniche di miglioramento delle prestazioni acustiche degli elementi strutturali.

Indice di valutazione della qualità globale di un ambiente e di un edificio.

Ultimo aggiornamento: 13-09-2023

Dispense del corso

Gaetano Alfano, Francesca Romana d’Ambrosio, Giuseppe Riccio, “La valutazione delle condizioni termoigrometriche negli ambienti di lavoro: comfort e sicurezza”. CUEN Editore.

Gino Moncada Lo Giudice, Andrea De Lieto Vollaro, "Illuminotecnica". Masson Editore.

Gino Moncada Lo Giudice, "Acustica", Masson.

AA.VV., Ergonomia ed Ambiente. Progettare per i cinque sensi, a cura di Marco Beccali, Maristella Gussoni, Francesca Tosi. Edizioni “Il sole 24 ore”.

Mauro Felli, "Lezioni di fisica tecnica, Volume Terzo: Acustica, Tecnica dell'Illuminazione". Morlacchi editore.

Federico M. Butera, "Architettura e ambiente". ETAS Libri.

Livio De Santoli, Gianvincenzo Fracastoro, "La qualità dell'aria negli ambienti interni". Edizioni AICARR

Ultimo aggiornamento: 13-09-2023

Il corso si prefigge di fornire le conoscenze dei problemi fisici e delle tecnologie necessarie per l’analisi delle condizioni di comfort all’interno degli ambienti confinati, relativamente agli aspetti termoigrometrico, di qualità dell’aria ed illuminotecnico, e di minimizzare i conseguenti impatti ambientali.

Quale obiettivo ci si prefigge di consentire agli studenti l’acquisizione di conoscenze specifiche: sulle relazioni intercorrenti all’interno degli edifici tra microclima indoor e sensazione termica degli occupanti, sui requisiti di ventilazione volti a garantire una opportuna qualità dell’aria all’interno degli ambienti, sui requisiti illuminotecnici da mantenere negli ambienti di vita e di lavoro, sulla valutazione della qualità acustica degli ambienti.

Alla fine del corso lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze avendo acquisito gli strumenti metodologici per intervenire con specifica competenza nel trattare problemi di controllo ambientale degli ambienti indoor.

Ultimo aggiornamento: 04-08-2023

Per una efficace fruizione dei contenuti delle lezioni è opportuno che lo studente possegga conoscenze di base di trasmissione del calore.

Non sono previste propedeuticità.

Ultimo aggiornamento: 13-09-2023

Il corso viene erogato in 3 moduli settimanali di 2 ore ciascuno per un totale di 48 ore; esso include lezioni frontali ed esercitazioni in aula o di laboratorio.

Ultimo aggiornamento: 04-08-2023

Ultimo aggiornamento: 13-09-2023

Il raggiungimento degli obiettivi formativi specifici previsti sarà accertato tramite una prova orale che verterà su temi inerenti gli argomenti del corso.

La verifica mira a valutare se lo studente abbia conoscenza e comprensione degli argomenti trattati e se abbia acquisito capacità interpretativa e autonomia di giudizio in casi concreti. Lo studente dovrà inoltre dimostrare capacità espositive ed argomentative tali da consentire la trasmissione delle sue conoscenze all'esaminatore.

La soglia di sufficienza si riterrà raggiunta quando lo studente mostri conoscenza e comprensione degli argomenti trattati almeno nelle linee generali e abbia mostrato conoscenze applicative utili per la risoluzione di casi concreti.

Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione:

30 - 30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

26 - 29: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, piena proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

24 - 25: conoscenza degli argomenti con un buon grado di apprendimento, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;

21 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti, ma mancata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, limitata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

18 - 20: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, capacità interpretativa sufficiente, capacità di applicare le conoscenze basilari acquisite;

Insufficiente: lo studente non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.

Ultimo aggiornamento: 04-08-2023

Obiettivo 3: Salute e benessere

Obiettivo 4: Istruzione di qualità

Obiettivo 12: Consumo e produzione responsabili

Obiettivo 13: Lotta contro il cambiamento climatico

Ultimo aggiornamento: 14-09-2023