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Prof. Ing. Roberto de Lieto Vollaro Ph.D Professore di Fisica Tecnica, Impianti Termotecnici, Acustica ed Illuminotecnica Responsabile Lab Interdisciplinare Fisica Tecnica (L.I.F.T.) Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Roma Tre email [email protected] FISICA TECNICA

Presentazione standard di PowerPoint · l’integrazione di sistemi energetici avanzati. PROGETTI DI RICERCA, SVILUPPO E INNOVAZIONE. LABORATORIO INTERDISCIPLINARE DI FISICA TECNICA

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Prof. Ing. Roberto de Lieto Vollaro Ph.DProfessore di Fisica Tecnica, Impianti Termotecnici, Acustica ed IlluminotecnicaResponsabile Lab Interdisciplinare Fisica Tecnica (L.I.F.T.)Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Roma Treemail [email protected]

FISICA TECNICA

Titolare del corsoProf. Roberto de Lieto Vollaro

Anno Accademico 2018-2019

Collaboratori al corsoProf. Aldo FanchiottiIng. Gabriele BattistaIng. Marta CianfriniIng. Luca Mauri

Introduzione Il corso sviluppa ed approfondisce i principi della Acustica di base, della

Trasmissione del Calore, della Termodinamica e dell’Illuminotecnica di base nei suoi aspetti metodologici ed applicativi.

Le competenze che l’allievo dovrà acquisire sono:

a) le grandezze acustiche fondamentali Acustica e psicoacustica;b) le proprietà ed i modi di trasmissione del calore;c) la valutazione di bilanci di I e II legge su sistemi aperti e chiusi;d) la valutazione delle prestazioni delle macchine termiche e della macchina

frigoriferae) Le grandezze illuminotecniche di base e le sorgenti luminose artificiali

Programma•

• INTRODUZIONE• RICHIAMI UNITÀ DI MISURA• TRASMISSIONE DEL CALORE• Conduzione

Conduzione: fenomenologia della conduzione; generalità sui campi termici; Postulato di Fourier. Equazione di Fourier, in coordinate cartesiane e cilindriche, con e senza sviluppo interno di calore. Esempi di soluzioni esatte: lastra piana e strato cilindrico in regime stazionario. Cenni sull’adduzione sulle facce limite. La similitudine elettrica. Raggio critico di isolante. Esempio di regime variabile: Regime periodico stabilizzato in un mezzo semi-infinito

•• Convezione

Definizione. Convezione naturale e convezione forzata. Schematizzazione del fenomeno. Definizione del coefficiente di scambio termico. Analisi dimensionale. Teorema di Buckingham. Metodo degli indici. Determinazione delle variabili dimensionali caratteristiche del trasporto termico. Applicazioni.

•• Irraggiamento

Legge di Kirchhoff. Legge di Planck, di Stefan-Boltzmann e di Wien. Corpi grigi. Applicazioni.

• CENNI DI ACUSTICA

• Definizioni, grandezze fisiche fondamentali, campi sonori e propagazione di onde acustiche. Sorgenti sonore e loro tipologie.Caratterizzazione dello stimolo. Scala dei decibel

• L’organo uditivo e le grandezze psicofisiche. Audiogramma normale e scala di phon.

• Metodi di misura: descrizione della strumentazione utilizzabile e delle metodologie di misura, legislazione vigente.

• TERMODINAMICA APPLICATA

• Sistemi termodinamiciCenni storici. Equilibrio termodinamico. Lavoro di un sistema chiuso. Concetto di temperatura.

• Primo principioConversione e trasformazione dell’energia: formulazione del primo principio. Energia interna. Calore specifico.

• Secondo principio

• Enunciati del secondo principio. Ciclo di Carnot. Teorema di Carnot. Scala termodinamica della temperatura. Entropia. Trasformazione reversibile ed irreversibile.

• Cicli termodinamici

• Ciclo delle turbine a vapore (Rankine). Ciclo della macchina frigorifera a compressione di vapor saturo.

• Termodinamica dell’ariaMiscugli gassosi. Aria umida. Umidità assoluta e relativa. Temperatura di rugiada. Entalpia associata. Diagramma di Mollier. Trasformazione dell’aria umida. Psicrometro.Scambi energetici tra uomo e ambiente. Benessere termoigrometrico. Equazioni del benessere. Indici di comfort termico: temperature effettive, PMV, PPD.

• Qualità e trattamenti dell’ariaLa qualità dell’aria negli ambienti confinanti.

• CENNI DI ILLUMINOTECNICA (Cenni in base alla disponibilità delle ore del corso)• Definizioni, grandezze fisiche fondamentali, leggi fondamentali dell’irraggiamento. Caratterizzazione dello stimolo.

• L’organo visivo e le grandezze psicofisiche. Fotometria e principi di colorimetria.

• Sorgenti luminose artificiali: lampade ad incandescenza, lampade a scarica, Led

Durata ed articolazione:Il corso prevede complessivamente circa 90 ore, suddivise in :- 2/3 ore di teoria- 1/3 di esercitazioni numeriche individuali e di gruppo

(obbligatorio l’uso di una calcolatrice e dei diagrammi termodinamici)• Informazioni generali

Prove di Esame Prove Parziali (prova scritta)

• Unità di misura - Trasmissione del Calore (esercizi e teoria)

• Termodinamica-Acustica (esercizi e teoria)

Esame Intero

Prova Orale/Scritta

• Verifica delle competenze richieste alla soluzione degli esercizi (Prova scritta)

• Esame approfondito sull’intero programma del corso (Discussione Orale)

Materiale didattico e altre informazioni• Testi e Materiale didattico Consigliato

1. Dispense del Corso www.lift.uniroma3.it

2. Yunus A. Çengel, “Termodinamica e trasmissione del calore”, McGraw-Hill Education (testo base inversione completa con compendio di Acustica ed Illuminotecnica)

3. Michael Moran et al., “Elementi di Fisica Tecnica per l’Ingegneria”, McGraw-Hill (per consultazione edapprofondimento)

• Come contattare il docente: - Orari di ricevimento: Giovedì ore 12.00-13.00- Luogo di ricevimento: Area di Ingegneria Meccanica Via della Vasca Navale 79, stanza 2.07, 2°piano - Recapiti e-mail: [email protected], [email protected]

LABORATORIO INTERDISCIPLINARE DI FISICA TECNICA

Lo sbocco naturale della fisica Tecnica sono i corsi magistrali di IMPIANTI TERMOTECNICI ed ACUSTICA EDILLUMINOTECNICA e le attività che sviluppa il LIFT (Lab Interdisciplinare di Fisica Tecnica) che è costituitoprofessori, ricercatori, ingegneri e consulenti, e si occupa di attività di ricerca e di progettazione nei settori degliIMPIANTI TECNOLOGICI, EFFICIENZA ENERGETICA, BENESSERE TERMOIGROMETRICO negli edifici e nel contestourbano.In particolare si occupa di:

• Controllo del benessere e della qualità dell’aria in ambienti outdoor e indoor;• Caratterizzazione ottica dei materiali edili e di lampade;• Audit energetici degli edifici con analisi numeriche e sperimentali;• Progettazione BIM degli impianti meccanici negli edifici.

RESPONSABILE L.I.F.T.

Prof. Roberto de Lieto Vollaro

Ing. Gabriele BattistaIng. Marta Cianfrini Ing. Luca Mauri

E DOPO…

STAFF L.I.F.T.

LABORATORIO INTERDISCIPLINARE DI FISICA TECNICA

IndustrialHouseEnvironment and City

• Caratterizzazione acustica del territorio mediantemodelli di calcolo su piattaforma web e misurazioniin situ;

• Risposta fotometrica spettrale e spaziale deimateriali da costruzione alle radiazioni luminose;

• Analisi CFD per la caratterizzazionetermofluidodinamica degli ambienti urbani;

• Ricerca e sperimentazione sulla sostenibilitàambientale urbana e degli involucri edilizi;

• Rilievi termofluidodinamici, misure di trasmittanzatermica, misure dei parametri di comforttermoiogrometrico, misure di intensità dellaradiazione solare, misure IAQ e qualità dell’aria;

• Analisi avanzata delle concentrazione degliinquinanti nelle aree urbane;

• Sviluppo di modelli innovativi per il monitoraggio e laprevisione della concentrazione degli inquinantinelle aree urbane.

• Misure di rumore, valutazione dell’isolamentoacustico degli edifici e dei requisiti acustici passividelle strutture;

• Misure in campo su impianti per la verifica dirispondenza alle normative vigenti ed ai requisiti diprogetto;

• Diagnosi energetica degli edifici con Audit di I e IIlivello e studio di interventi di efficientamentoenergetico;

• Ricerca e sperimentazione sul risparmio energeticonelle strutture edilizie;

• Simulazione numerica del comportamento termicoed energetico di edifici e di impianti;

• Sviluppo di piattaforme web integrata con modelli dicalcolo per l’ottimizzazione energetica del sistemaedificio-impianto.

• Uso di fonti alternative e rinnovabili per laproduzione di calore e per il condizionamento;

• Caratterizzazione della risposta fotometrica dilampade;

• Caratterizzazione ottica di materiali dell’edilizia;• Sviluppo di piattaforme web per la gestione e

l’integrazione di sistemi energetici avanzati.

PROGETTI DI RICERCA, SVILUPPO E INNOVAZIONE

LABORATORIO INTERDISCIPLINARE DI FISICA TECNICA

Ottimizzazione delle prestazioni energetiche di un autobus per

trasporto pubblico urbano

Environment

Potenzialità e limiti del raffrescamento passivo con strategie di ventilazione

naturale in aree urbane(Progetto ENEA)

Analisi CFD delle condizioni termofluidodinamiche nei canyon urbani

Impatto termico della riqualificazione di un’area urbana sulle condizioni microclimatiche della zona circostante

(Progetto di riqualificazione degli Ex Mercati Generali di Roma)

Studio della mitigazione termica urbana dovuta ai cool pavements e ai green roof

(Progetto MORES della zona Flaminio)Analisi della concentrazione degli inquinati nella città di Roma (Progetto Lazio Innova)

PROGETTI DI RICERCA, SVILUPPO E INNOVAZIONE

LABORATORIO INTERDISCIPLINARE DI FISICA TECNICA

PROGETTI DI RICERCA, SVILUPPO E INNOVAZIONE

Sviluppo di un modello innovativo per la progettazione ottimizzata di sistemi a basso impatto energetico per gli edifici

della Villa Blanc di Roma

Analisi delle prestazioni energeticihe e di comfort termico in un edificio NZEB

(Progetto RhOME for dencity)

Analisi energetica dell’Ex Esattoria del Comune di Orte

Analisi parametrica dei possibili interventi di riqualificazione energetica degli edifici

Progettazione illuminotecnica del Rione di S. Berillo di Catania

Progettazione illuminotecnica di ambienti interni ed esterni di edifici in El Salvador

House

LABORATORIO INTERDISCIPLINARE DI FISICA TECNICA

Sviluppo di un software di calcolo delle condizioni termiche all’interno dei canyon urbani

Analisi della riflettanza direzionale di materiali ediliSviluppo di un software per la valutazione del risparmio

energetico all’interno di edifici ad uso residenziale conseguente agli interventi di riqualificazione

PROGETTI DI RICERCA, SVILUPPO E INNOVAZIONE

Industrial

LABORATORIO INTERDISCIPLINARE DI FISICA TECNICA

ColorimetroMisuratore di Radon

Gonioriflettometro Goniofotometro

Centralina microclimatica

Fonometro

Termoflussimetro

Piranometro

Dodecaedro Oleografia

Termocamera

STRUMENTI DEL LABORATORIO