Fisica Tecnica Ambientale e Richiami della Fisica di Base

Fisica Tecnica Ambientale

La fisica tecnica ambientale è una disciplina che studia le problematiche dell'energetica dell'edificio e dell'impianto e del comfort ambientale. L'obiettivo dell'efficienza energetica viene sempre analizzato parallelamente al comfort delle persone, che deve essere lo scopo principale.

Domotica e Impianti Efficienti

I temi del comfort e del risparmio energetico devono correre paralleli e l'obiettivo di un progetto architettonico è quello di costruire un edificio in cui le persone hanno un comfort, in cui si possono adattare all'ambiente nella maniera migliore. La conoscenza di come funzione l'edificio permette di passare a costruire un edificio con un grande dispendio di energia a un edificio con consumo zero, detto nZEB, ovvero con consumo vicino a zero.

Edificio NZEB

Energie rinnovabili Involucro edilizio e infissi efficienti Bassi costi di gestione Edificio NZEB Per fare un edificio a basso consumo dobbiamo agire su un involucro efficiente (muri, pareti, pavimenti ... ) associato ad impianti efficienti che ottimizzano il vettore energetico (fonti rinnovabili, legna, pellet ecc.) integrando energie rinnovabili. Quest'obiettivo nZEB è un obiettivo non lontano ma è già passato poiché la normativa, da un punto di vista energetico, obbliga per i nuovi edifici già dal 2021 il raggiungimento del target nZEB.

Ambiente Costruito e Esterno

L'interesse principale della fisica tecnica è l'ambiente costruito ma può essere anche quello esterno, poiché è possibile conoscendo alcune caratteristiche fisiche dell'acqua ad esempio, è possibile mitigare anche il clima esterno. In alcune strutture esterne si utilizza il raffrescamento evaporativo, poiché l'acqua quando evapora sottrae calore all'aria e si raffresca, mitigando il clima esterno.Il vapore, però, potrebbe essere fonte di inquinamento microbiologico e dobbiamo usare sostanze funghicide.

Progettazione Energeticamente Consapevole

L'obiettivo di queste informazioni è quello di arrivare a una progettazione energeticamente consapevole, ovvero la sostenibilità ambientale, che tiene conto anche del comfort e dell'efficienza energetica dell'edificio. I requisiti ambientali minimi servono per soddisfare le prestazioni dei materiali utilizzati per la costruzione delle opere pubbliche. Anche se l'interesse principale riguarda le tematiche legate all'edificio, il suo campo di azione non si limita allo studio degli edifici, ma si estende anche all'ambiente esterno. Le basi teoriche fornite da questa disciplina sono elementi essenziali per un approccio coerente alla progettazione sostenibile del costruito, che troveranno pratica applicazione nelle discipline dell'area progettuale e tecnologica. L'obiettivo del progettista è di stabilire strategie progettuali finalizzate al risparmio delle risorse massimizzando il comfort degli occupanti. Per fare questo il progettista deve avere gli strumenti per eseguire le verifiche fisico tecniche del sistema edificio/impianto nelle varie fasi del progetto. Pertanto, quindi, si può dire che la progettazione sostenibile si ottenga quando nella costruzione dell'opera si utilizzeranno le risorse rinnovabili, come l'energia eolica, l'energia geotermica e così via, al fine di ridurre l'impatto ambientale e l'inquinamento atmosferico. Inoltre, la progettazione è sostenibile quando tiene conto anche del comfort degli occupanti, sia dal punto di vista termo igrometrico, acustico, visivo e IAQ (qualità dell'aria interna).

Componenti dell'Edificio Sostenibile

Raccolta acqua piovana Pannelli solari termici 24 Gennaio ore 12:00 Altitudine solare 24.3" Serra captante C Pompa di calore Sistema di ventilazione meccanica Isolamento continuo Pannelli radianti a pavimento 1 Boiler Serbatoio acqua calda

Involucro Edilizio

In ambito fisico-tecnico, l'edificio viene diviso in due parti: l'involucro, che è l'elemento che separa l'ambiente climatizzato da quello esterno ed è costituito dalle pareti, dal pavimento, del soffitto, dai componenti finestrati ecc. L'involucro è il primo elemento che media il clima esterno, già dall'età della pietra, ed è importante che sia ben progettato. Se l'edificio non è ben costruito, esso dispende energia e si consumerà più energia ovviamente. Se l'involucro non è ben costruito, si dovrà continuamente raffreddare o riscaldare l'ambiente a seconda delle stagioni per garantire comunque il comfort all'interno di esso. Il livello di comfort, con le nuove disposizioni, è stato abbassato di 1 grado (da 20 a 19 ad esempio).

Definizione di Involucro

Costituisce la superficie di controllo che delimita il sistema termodinamico "edificio", ed ha la funzione di controllare i flussi di energia e massa e di mediare le condizioni climatiche esterne al fine di avvicinarsi alle condizioni di comfort negli ambienti confinati.1. Involucro

Impianto

Il secondo elemento è l'impianto, che è la parte attiva, che consuma energia per garantire certi livelli di comfort e se l'involucro è ben fatto si può utilizzare un impianto che consuma poca energia per garantire il giusto livello di comfort. Costituisce quello che si chiama sistema termodinamico dell'impianto.

Definizione di Impianto

Costituisce la parte attiva del sistema termodinamico ed ha l'obiettivo di raggiungere le condizioni di comfort termoigrometrico negli ambienti confinati nei momenti estremi di punta, limitando i consumi energetici e gli impatti sull'ambiente esterno. 2. Impianto

Sistema Edificio-Impianto

Pertanto, si può concludere dicendo che l'involucro e l'impianto, nell'insieme costituiscono il sistema, ossia l'edificio. SISTEMA EDIFICIO - IMPIANTO 1. Involucro 1 2. Impianto

Grandezze Fisiche e Unità di Misura

Gli elementi fondamentali della fisica sono le grandezze fisiche (rappresentano la proprietà di un corpo o una sostanza), che intervengono nella espressione delle leggi fisiche che descrivono i fenomeni fisici. Per potere definire una grandezza fisica è necessario prima misurarla. Misurare una grandezza fisica significa fondamentalmente assegnare alla grandezza un valore numerico che indica quante volte l'unità di misura prescelta, detta campione di unità di misura, a cui si assegna il valore 1, è contenuta nella grandezza da misurare. È importante la scelta di un campione univoco.

Tipologie di Grandezze Fisiche

Le grandezze fisiche si suddividono in due grandi tipologie, che sono: - Grandezze fondamentali, come ad esempio la massa, la lunghezza, il tempo ecc., che sono definite direttamente da un campione; - Grandezze derivate, che derivano dall' "unione", se così possiamo dire, di due campioni, come ad esempio la velocità, che ha unità di misura metri al secondo (m/s) ed è definita dal rapporto fra la lunghezza, espressa in metri, e il tempo, espresso in secondi. IMPORTANTE: Tutte le grandezze devono essere definite dimensionalmente omogenee.

Sistemi di Unità di Misura Storici

Tutto questo costituisce il sistema di unità di misura, del quale ne esistevano anche in passato diversi tipi: - Sistema c.g.s., detto anche sistema assoluto, poiché definiva le grandezze secondo un unico valore di unità di misura, che era 1;

- Sistema tecnico, che veniva distinto in europeo e anglosassone, poiché le unità di misura delle grandezze fondamentali si differenziavano (e di conseguenza cambiava anche il nome);

Sistema Internazionale dell'Unità di Misura (S.I.)

Negli anni Sessanta del 1900, infine, venne però creato il Sistema Internazione dell'unità di misura (S.I.) per rendere uniformi le grandezze fondamentali a tutti i Paesi europei e del resto del mondo. Con il DPR 12/08/1982 nº802 il Sistema Internazionale venne adottato anche in Italia e prevedeva le seguenti grandezze fondamentali: 1) La lunghezza, la cui unità di misura è il metro (m); 2) La massa, la cui unità di misura è il chilogrammo (kg); 3) Il tempo, la cui unità di misura è il secondo (s); 4) La temperatura termodinamica, la cui unità di misura è il grado Kelvin (K); 5) La corrente elettrica, la cui unità di misura è l'ampère (A); 6) L'intensità luminosa, la cui unità di misura è la candela (cd); 7) La quantità di sostanza, la cui unità di misura è la mole (mol).

Grandezze Derivate nel Sistema Internazionale

Naturalmente, il Sistema Internazionale dell'unità di misura è stato previsto anche per le grandezze derivate, delle quali è stata fatta una selezione tra le principali, dato che sono veramente numerose.

Fattori Moltiplicativi

Velocità

È una grandezza vettoriale, ossia il cambiamento di posizione che avviene nell'intervallo di tempo. L'unità di misura è il metro al secondo (m/s). modulo 1. VELOCITÀ' Vere W - Ax Az Luaño di officazione 7 ×; × × + wi S=Ax= *-*¿ A == ===: 20 km 12 3 10 m = 5.55 m Rx 3600s 1km +x+24 vof

Accelerazione

È la variazione di velocità che avviene nel tempo. L'unità di misura è il metro al secondo al quadrato (m/s2). L'accelerazione di gravità è quella a cui sono soggetti tutti i corpi che interagiscono con la terra e sui quali è esercitata la forza di attrazione gravitazionale. Aw= uf-wi 2. ACCELERAZIONE a = Du Az ASO g- 9,815 2 > "f = witAt m = m + m m 0

Forza

Il concetto di forza è stato detto per primo da Isaac Newton, con le leggi della dinamica, e quella che ci permette di esplicare cosa è la forza è la seconda. La forza è un'azione che viene applicata ad un corpo che è in grado di determinarne un'accelerazione. Se un corpo ha un'accelerazione nulla, ovvero senza variazione di velocità, al corpo non è applicata nessuna forza. La forza è definita come il prodotto fra massa e l'accelerazione. La massa è un'unità di misura fondamentale che ha come unità di misura i chilogrammi (kg). Abbiamo le forze di contatto (fisico) fra i corpi e poi ci sono i campi di forza, che sono quelli che non necessitano di un contatto. Un corpo di massa m ha sempre la stessa massa, in qualunque posto si trovi. La cosa che cambia negli spostamenti è il peso del corpo, che è la forza-peso, ovvero l'effetto della forza di attrazione gravitazionale sul corpo. La forza-peso è data dal prodotto fra massa e accelerazione di gravità. Un'altra forza importante è la forza di attrito, che è una forza che si oppone allo spostamento di un corpo e agisce nel verso opposto dello spostamento. Per effetto dell'attrito fra il corpo e la superficie si genera una forza di attrito contraria. Le cause di questa forza di attrito sono l'interazione fra il corpo e l'ambiente che lo circonda. La forza di attrito è dovuta non alla rugosità della superficie ma alla viscosità del liquido, ovvero quanto la sostanza "è appiccicosa".