STRUTTURA DIDATTICA SPECIALE DI ARCHITETTURA, SEDE DECENTRATA DI SIRACUSAArchitetturaAnno accademico 2023/2024
1016448 - FISICA TECNICA E IMPIANTI
Docente: VINCENZO COSTANZO
Risultati di apprendimento attesi
Il corso ha come finalità principale quella di introdurre gli argomenti necessari alla comprensione dei fenomeni che determinano la prestazione energetico-ambientale dell’ambiente costruito e le conseguenti connessioni con la progettazione architettonica. Vengono trattati gli argomenti necessari alla comprensione dell’interazione ambiente esterno – edificio – ambiente interno e vengono evidenziate le implicazioni per una progettazione energeticamente consapevole. Il corso introduce gli elementi per la scelta dei sistemi e dei componenti impiantistici legati principalmente alla climatizzazione estiva ed invernale con cenni di illuminotecnica e acustica
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche
Prerequisiti richiesti
FISICA E ISTITUZIONI DI MATEMATICA
Frequenza lezioni
La frequenza delle lezioni non è obbligatoria, tuttavia è consigliata. La partecipazione attiva alle lezioni favorisce l’acquisizione delle specifiche competenze disciplinari e la capacità di integrazione delle conoscenze relative a tematiche nuove o non familiari, anche grazie alla possibilità di discussione critica degli argomenti trattati, e promuove la consapevolezza nei processi di apprendimento.
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
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.
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
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, CittàStudi Edizioni, 2017
- 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 tecnici vol.1 e vol.2, CLEUP
- 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 | Appunti Docente |
| 2 | Trasmissione del Calore | Appunti Docente |
| 3 | Acustica | Appunti Docente |
| 4 | Illuminotecnica | Appunti Docente |
| 5 | Impianti HVAC | Appunti Docente |
| 6 | Energie Rinnovabili | Appunti Docente |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L’esame consiste nella verifica della conoscenza teorica e pratica degli argomenti svolti durante il corso tramite una prova scritta e orale
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Le domande/esercizi frequenti sono reperibili su studium.unict.it
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