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FISICA TECNICA AMBIENTALE

CODICE 84665
ANNO ACCADEMICO 2020/2021
CFU
  • 8 cfu al 2° anno di 8694 SCIENZE DELL'ARCHITETTURA (L-17) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/11
    LINGUA Italiano
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 1° Semestre
    PROPEDEUTICITA
    Propedeuticità in ingresso
    Per sostenere l’esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami:
    • SCIENZE DELL'ARCHITETTURA 8694 (coorte 2019/2020)
    • FISICA GENERALE 56692
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    PRESENTAZIONE

    Il corso si propone di fornire i fondamenti della termodinamica, della fluidodinamica, della trasmissione del calore e del controllo ambientale, essenziali per poter correlare le scelte progettuali con gli odierni requisiti di efficienza energetica.

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    Obiettivo del corso è quello di illustrare allo studente i fondamenti della termodinamica e della tecnica del controllo ambientale, essenziali per poter correlare, dalla scala dell’edificio a quella territoriale, le proprie scelte progettuali con gli odierni requisiti di efficienza energetica e comfort.

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    Dopo aver sostenuto l'esame di Fisica Tecnica Ambientale, lo studente sarà in grado di:

    - Comprendere i principi di funzionamento dei cicli diretti ed inversi

    - Formulare bilanci energetici per sistemi a regime stazionario

    - Determinare l'efficienza di una macchina termica

    - Analizzare le diverse modalità di scambio termico

    - Calcolare resistenze termiche in geometrie piane e cilindriche

    - Proporre semplici soluzioni di efficientamento energetico degli edifici

     

    MODALITA' DIDATTICHE

    Il Corso è svolto mediante lezioni frontali. Come attività didattiche integrative, il Corso prevede esercitazioni, volte sia all’applicazione delle nozioni teoriche fornite a lezione (esercizi) sia all’approfondimento di alcuni aspetti teorici. 

     

    PROGRAMMA/CONTENUTO

     

    Termodinamica

    Definizioni di base; caratteristiche delle sostanze pure e degli stati di aggregazione della materia; passaggi di fase; miscela liquido-vapore; modello dei gas perfetti; I principio della termodinamica per i sistemi chiusi; I principio della termodinamica per i sistemi aperti; applicazione del I principio della termodinamica in pompe, turbine e compressori; II principio della termodinamica; enunciato di Clausius e di Kelvin-Plank; entropia; cicli diretti ed inversi; rendimento e COP; ciclo frigorifero a compressione di vapore. Miscele di aria e vapore d'acqua; diagramma psicrometrico; principali trasformazioni dell'aria umida.

    Fluidodinamica

    Definizioni di base; regime laminare e turbolento; strato limite dinamico; viscosità; tensioni in un fluido in moto; derivata locale e derivata sostanziale; equazioni fondamentali del moto isotermo: equazione di continuità ed equazione vettoriale di Navier-Stokes; casi semplici di moto laminare; moto isotermo di fluidi in condotti: equazioni integrali; perdite di carico; fattore di attrito; diagramma di Moody; condotti nei quali sono inserite macchine: prevalenza.

    Trasmissione del Calore

    Conduzione. Legge di Fourier; equazione di Fourier; casi semplici di conduzione stazionaria in geometria piana e cilindrica; resistenza termica; resistenze termiche in serie e in parallelo; conduzione stazionaria con generazione di calore.

    Convezione. Distinzione fra convezione forzata, naturale e mista; equazioni fondamentali del moto non isotermo; legge di Newton; coefficiente di convezione e numero di Nusselt; adimensionalizzazione delle equazioni e relazione Nu = Nu (Re, Gr, Pr) in convezione mista; strato limite termico; convezione forzata: dipendenza Nu = Nu (Re, Pr); convezione naturale: dipendenza Nu = Nu (Gr, Pr).

    Irraggiamento termico. Generalità e definizioni; legge di Kirchhoff, legge di Stefan-Boltzmann, legge di Planck, legge del regresso di Wien, legge di Lambert; corpo grigio; scambi di energia per irraggiamento fra corpi neri e grigi.

    Problemi composti di scambio termico: generalità; resistenza termica globale e trasmittanza; superfici alettate.
     

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Per lo studio autonomo e l’approfondimento di particolari argomenti, si consigliano i seguenti testi:

    • Çengel Y. A., Cimbala J.M., Turner R.H., Elementi di fisica tecnica, McGraw-Hill, 2017.
    • Bergero S., Chiari A., Appunti di termodinamica, Aracne editrice, 2007.
    • Bergero S., Chiari A., Appunti di trasmissione del calore, Aracne editrice, 2012.
    • Bergero S., Cavalletti P., Chiari A., Problemi di fisica tecnica. 100 esercizi risolti e ragionati, Dario Flaccovio Editore, 2014.
    • Resnick R., Halliday D., Walker J., Fondamenti di fisica. Meccanica, termologia, elettrologia, magnetismo, ottica. Casa Editrice Ambrosiana, Sesta Edizione, 2006.
    • Cammarata G., Fisica tecnica ambientale, McGraw-Hill, 2007.
    • Lazzari S., Pulvirenti B., Rossi di Schio E., Esercizi risolti di Termodinamica, Moto dei Fluidi e Termocinetica per i nuovi corsi di laurea in Ingegneria, Esculapio, Seconda Edizione, 2006.

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    STEFANO LAZZARI (Presidente)

    STEFANO BERGERO

    EMILIANO BRONZINO

    ANNA CHIARI

    CARLO EUGENIO ISETTI

    BRUNO ORLANDINI

    LEZIONI

    INIZIO LEZIONI

    Primo semestre, come da calendario accademico. Le lezioni possono essere teoriche, di esercitazione, o miste.

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    L'esame è costituito da due parti obbligatorie: una prova scritta e una successiva prova orale. La prova scritta, della durata di due ore, verte su temi di carattere sia teorico sia applicativo. Se l’esito della prova scritta è sufficiente, si è ammessi alla prova orale, anch'essa su temi di carattere sia teorico sia applicativo. Se la prova orale non è sufficiente, l'esame non è superato e occorre ripetere la prova scritta. L'iscrizione all'appello d'esame avviene tramite il portale Unige.

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    La prova scritta valuta l'avvenuta comprensione dei diversi argomenti del corso e la conseguente capacità di applicare le nozioni acquisite alla soluzione di alcuni semplici problemi.

    La prova orale permette di approfondire il livello di conoscenza dei temi teorici e applicativi acquisita dallo studente e la capacità di ragionamento critico raggiunta. Nella prova orale si presta attenzione anche alla chiarezza espositiva e alla proprietà di linguaggio maturata con riferimento agli specifici argomenti del corso. 

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note
    12/01/2021 09:00 GENOVA Scritto + Orale AGGIORNAMENTO SULLE MODALITA' DI ESAME FINO A DICEMBRE 2021 Nella attuale situazione sanitaria, l’appello d’esame è del tipo prova orale. La prova orale consiste in un colloquio su temi di carattere applicativo (esercizio da svolgere per iscritto) e di carattere teorico (domande su argomenti teorici). Salvo diversa comunicazione, l’appello è da intendersi in presenza. Tuttavia, agli studenti è consentito lo svolgimento dell'esame per via telematica tramite piattaforma Teams. In questo caso gli studenti devono indicare tramite email al docente la scelta della modalità telematica, indicandone la motivazione, con 7 giorni di anticipo sulla data di appello (questo vincolo non vale per il presente appello). Il link per il collegamento al canale è: https://teams.microsoft.com/l/team/19%3a95b1ead4711349f38cd4ea443f2914f… Durante l'esame telematico gli studenti devono essere pronti, su richiesta del Docente, a mostrare quanto si trova attorno a loro, ruotando la videocamera. Gli esami sono pubblici, quindi gli studenti interessati possono collegarsi al canale Teams sopra riportato per assistere agli esami. L'iscrizione all'appello termina 3 giorni prima dello stesso. Gli studenti che intendano sostenere l'esame devono quindi iscriversi per tempo. Non saranno accettate iscrizioni dell'ultimo minuto tramite email al docente. Gli studenti al momento dell'iscrizione all'appello devono firmare o avere già firmato il "patto d'aula". Gli studenti che risultino iscritti ad un appello e decidano di non sostenere l'esame sono caldamente invitati a cancellare il loro nome entro la medesima scadenza (3 giorni prima dell'appello). NOTA: Per poter sostenere l'esame di Impianti Tecnici, gli studenti LMA (vecchio ordinamento) devono avere già sostenuto e superato l'esame di Fisica Tecnica. NOTA 2: In caso di un numero elevato di iscritti all’appello e/o quando si tornerà alla modalità in presenza con prova scritta e prova orale, l’esame potrà proseguire nelle giornate seguenti (tendenzialmente, al più, nei due giorni successivi) secondo quanto verrà indicato volta per volta dal Docente.
    09/02/2021 09:00 GENOVA Scritto + Orale AGGIORNAMENTO SULLE MODALITA' DI ESAME FINO A DICEMBRE 2021 Nella attuale situazione sanitaria, l’appello d’esame è del tipo prova orale. La prova orale consiste in un colloquio su temi di carattere applicativo (esercizio da svolgere per iscritto) e di carattere teorico (domande su argomenti teorici). Salvo diversa comunicazione, l’appello è da intendersi in presenza. Tuttavia, agli studenti è consentito lo svolgimento dell'esame per via telematica tramite piattaforma Teams. In questo caso gli studenti devono indicare tramite email al docente la scelta della modalità telematica, indicandone la motivazione, con 7 giorni di anticipo sulla data di appello (questo vincolo non vale per il presente appello). Il link per il collegamento al canale è: https://teams.microsoft.com/l/team/19%3a95b1ead4711349f38cd4ea443f2914f… Durante l'esame telematico gli studenti devono essere pronti, su richiesta del Docente, a mostrare quanto si trova attorno a loro, ruotando la videocamera. Gli esami sono pubblici, quindi gli studenti interessati possono collegarsi al canale Teams sopra riportato per assistere agli esami. L'iscrizione all'appello termina 3 giorni prima dello stesso. Gli studenti che intendano sostenere l'esame devono quindi iscriversi per tempo. Non saranno accettate iscrizioni dell'ultimo minuto tramite email al docente. Gli studenti al momento dell'iscrizione all'appello devono firmare o avere già firmato il "patto d'aula". Gli studenti che risultino iscritti ad un appello e decidano di non sostenere l'esame sono caldamente invitati a cancellare il loro nome entro la medesima scadenza (3 giorni prima dell'appello). NOTA: Per poter sostenere l'esame di Impianti Tecnici, gli studenti LMA (vecchio ordinamento) devono avere già sostenuto e superato l'esame di Fisica Tecnica. NOTA 2: In caso di un numero elevato di iscritti all’appello e/o quando si tornerà alla modalità in presenza con prova scritta e prova orale, l’esame potrà proseguire nelle giornate seguenti (tendenzialmente, al più, nei due giorni successivi) secondo quanto verrà indicato volta per volta dal Docente.
    08/06/2021 09:00 GENOVA Scritto + Orale AGGIORNAMENTO SULLE MODALITA' DI ESAME FINO A DICEMBRE 2021 Nella attuale situazione sanitaria, l’appello d’esame è del tipo prova orale. La prova orale consiste in un colloquio su temi di carattere applicativo (esercizio da svolgere per iscritto) e di carattere teorico (domande su argomenti teorici). Salvo diversa comunicazione, l’appello è da intendersi in presenza. Tuttavia, agli studenti è consentito lo svolgimento dell'esame per via telematica tramite piattaforma Teams. In questo caso gli studenti devono indicare tramite email al docente la scelta della modalità telematica, indicandone la motivazione, con 7 giorni di anticipo sulla data di appello (questo vincolo non vale per il presente appello). Il link per il collegamento al canale è: https://teams.microsoft.com/l/team/19%3a95b1ead4711349f38cd4ea443f2914f… Durante l'esame telematico gli studenti devono essere pronti, su richiesta del Docente, a mostrare quanto si trova attorno a loro, ruotando la videocamera. Gli esami sono pubblici, quindi gli studenti interessati possono collegarsi al canale Teams sopra riportato per assistere agli esami. L'iscrizione all'appello termina 3 giorni prima dello stesso. Gli studenti che intendano sostenere l'esame devono quindi iscriversi per tempo. Non saranno accettate iscrizioni dell'ultimo minuto tramite email al docente. Gli studenti al momento dell'iscrizione all'appello devono firmare o avere già firmato il "patto d'aula". Gli studenti che risultino iscritti ad un appello e decidano di non sostenere l'esame sono caldamente invitati a cancellare il loro nome entro la medesima scadenza (3 giorni prima dell'appello). NOTA: Per poter sostenere l'esame di Impianti Tecnici, gli studenti LMA (vecchio ordinamento) devono avere già sostenuto e superato l'esame di Fisica Tecnica. NOTA 2: In caso di un numero elevato di iscritti all’appello e/o quando si tornerà alla modalità in presenza con prova scritta e prova orale, l’esame potrà proseguire nelle giornate seguenti (tendenzialmente, al più, nei due giorni successivi) secondo quanto verrà indicato volta per volta dal Docente.
    06/07/2021 09:00 GENOVA Scritto + Orale AGGIORNAMENTO SULLE MODALITA' DI ESAME FINO A DICEMBRE 2021 Nella attuale situazione sanitaria, l’appello d’esame è del tipo prova orale. La prova orale consiste in un colloquio su temi di carattere applicativo (esercizio da svolgere per iscritto) e di carattere teorico (domande su argomenti teorici). Salvo diversa comunicazione, l’appello è da intendersi in presenza. Tuttavia, agli studenti è consentito lo svolgimento dell'esame per via telematica tramite piattaforma Teams. In questo caso gli studenti devono indicare tramite email al docente la scelta della modalità telematica, indicandone la motivazione, con 7 giorni di anticipo sulla data di appello (questo vincolo non vale per il presente appello). Il link per il collegamento al canale è: https://teams.microsoft.com/l/team/19%3a95b1ead4711349f38cd4ea443f2914f… Durante l'esame telematico gli studenti devono essere pronti, su richiesta del Docente, a mostrare quanto si trova attorno a loro, ruotando la videocamera. Gli esami sono pubblici, quindi gli studenti interessati possono collegarsi al canale Teams sopra riportato per assistere agli esami. L'iscrizione all'appello termina 3 giorni prima dello stesso. Gli studenti che intendano sostenere l'esame devono quindi iscriversi per tempo. Non saranno accettate iscrizioni dell'ultimo minuto tramite email al docente. Gli studenti al momento dell'iscrizione all'appello devono firmare o avere già firmato il "patto d'aula". Gli studenti che risultino iscritti ad un appello e decidano di non sostenere l'esame sono caldamente invitati a cancellare il loro nome entro la medesima scadenza (3 giorni prima dell'appello). NOTA: Per poter sostenere l'esame di Impianti Tecnici, gli studenti LMA (vecchio ordinamento) devono avere già sostenuto e superato l'esame di Fisica Tecnica. NOTA 2: In caso di un numero elevato di iscritti all’appello e/o quando si tornerà alla modalità in presenza con prova scritta e prova orale, l’esame potrà proseguire nelle giornate seguenti (tendenzialmente, al più, nei due giorni successivi) secondo quanto verrà indicato volta per volta dal Docente.
    14/09/2021 09:00 GENOVA Scritto + Orale AGGIORNAMENTO SULLE MODALITA' DI ESAME FINO A DICEMBRE 2021 Nella attuale situazione sanitaria, l’appello d’esame è del tipo prova orale. La prova orale consiste in un colloquio su temi di carattere applicativo (esercizio da svolgere per iscritto) e di carattere teorico (domande su argomenti teorici). Salvo diversa comunicazione, l’appello è da intendersi in presenza. Tuttavia, agli studenti è consentito lo svolgimento dell'esame per via telematica tramite piattaforma Teams. In questo caso gli studenti devono indicare tramite email al docente la scelta della modalità telematica, indicandone la motivazione, con 7 giorni di anticipo sulla data di appello (questo vincolo non vale per il presente appello). Il link per il collegamento al canale è: https://teams.microsoft.com/l/team/19%3a95b1ead4711349f38cd4ea443f2914f… Durante l'esame telematico gli studenti devono essere pronti, su richiesta del Docente, a mostrare quanto si trova attorno a loro, ruotando la videocamera. Gli esami sono pubblici, quindi gli studenti interessati possono collegarsi al canale Teams sopra riportato per assistere agli esami. L'iscrizione all'appello termina 3 giorni prima dello stesso. Gli studenti che intendano sostenere l'esame devono quindi iscriversi per tempo. Non saranno accettate iscrizioni dell'ultimo minuto tramite email al docente. Gli studenti al momento dell'iscrizione all'appello devono firmare o avere già firmato il "patto d'aula". Gli studenti che risultino iscritti ad un appello e decidano di non sostenere l'esame sono caldamente invitati a cancellare il loro nome entro la medesima scadenza (3 giorni prima dell'appello). NOTA: Per poter sostenere l'esame di Impianti Tecnici, gli studenti LMA (vecchio ordinamento) devono avere già sostenuto e superato l'esame di Fisica Tecnica. NOTA 2: In caso di un numero elevato di iscritti all’appello e/o quando si tornerà alla modalità in presenza con prova scritta e prova orale, l’esame potrà proseguire nelle giornate seguenti (tendenzialmente, al più, nei due giorni successivi) secondo quanto verrà indicato volta per volta dal Docente.

    ALTRE INFORMAZIONI

    Per sostenere l’esame lo Studente deve mostrare il libretto universitario e un documento di identità.

    Durante la prova scritta è consentito soltanto l’uso di una biro nera o blu, l’occorrente per cancellare, un righello, la calcolatrice. Eventuali tabelle/diagrammi necessari saranno forniti con il testo della prova scritta. Non è consentita la consultazione di appunti, formulari e neppure l’uso di fogli diversi da quelli forniti.

    Tutte le notizie riguardanti il corso (avvisi, eventuali spostamenti dell’orario di ricevimento studenti, risultati delle prove scritte, ecc.) vengono sempre pubblicate su Aulaweb.

    Si consiglia agli Studenti di aggiornare il proprio indirizzo e-mail fornito dall’Ateneo con l'indirizzo di una casella di posta frequentemente controllata, così da poter ricevere eventuali avvisi urgenti comunicati dal Docente.