ID:
88T016
Durata (ore):
60
CFU:
6
SSD:
FISICA TECNICA AMBIENTALE
Sede:
REGGIO DI CALABRIA
Url:
ARCHITETTURA/ARCHITETTURA Anno: 2
Anno:
2026
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Ciclo Semestrale (08/02/2027 - 30/04/2027)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Obiettivi formativi:
Obiettivo 1:
Comprendere e applicare i principi fondamentali della termodinamica e della trasmissione del calore per l'analisi dei fenomeni energetici negli edifici e negli ambienti confinati.
Obiettivo 2:
Analizzare il comportamento termico e termoigrometrico degli elementi di involucro edilizio, applicando le metodologie di calcolo per la valutazione degli scambi termici e delle condizioni di condensa superficiale e interstiziale.
Obiettivo 3:
Risolvere problemi relativi alle trasformazioni termodinamiche, ai bilanci energetici, al funzionamento delle macchine termiche e frigorifere e alla valutazione delle prestazioni energetiche dei componenti edilizi.
Obiettivo 4:
Valutare soluzioni tecniche orientate al miglioramento dell'efficienza energetica e della sostenibilità ambientale degli edifici, anche con riferimento all'impiego delle fonti di energia rinnovabile e al quadro normativo vigente.
Prerequisiti
Non sono previste propedeuticità obbligatorie.
A inizio corso la docente verificherà la sussistenza dei prerequisiti; ove risultassero carenze ne darà opportuna comunicazione alla Coordinatrice/al Coordinatore, per individuare le opportune modalità di recupero.
Metodi didattici
1_Struttura del corso e didattica:
L'insegnamento è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni numeriche svolte in aula. Le lezioni frontali sono finalizzate alla presentazione dei fondamenti teorici della Fisica Tecnica Ambientale, con particolare riferimento alla termodinamica, alla trasmissione del calore, all'analisi termoigrometrica degli elementi di involucro edilizio e ai principi della sostenibilità energetica applicata agli edifici.
Le esercitazioni consentono di applicare i contenuti teorici mediante la risoluzione guidata di problemi numerici relativi ai principali argomenti del corso, favorendo lo sviluppo delle capacità di analisi e di calcolo. Durante le esercitazioni gli studenti sono coinvolti attivamente nella discussione delle procedure risolutive e nell'interpretazione dei risultati ottenuti.
Le competenze acquisite vengono monitorate attraverso momenti di confronto e discussione in aula durante lo svolgimento delle esercitazioni, finalizzati a verificare progressivamente il livello di apprendimento degli studenti.
2_Tipologia delle attività formative
Lezioni: 40 ore in aula
Esercitazioni: 20 ore in aula
Attività pratiche: non previste
Altro (specificare): non previsto
3_Lavoro autonomo dello studente
Approfondimento/studio su bibliografia (parte teorica): 35 ore
Preparazione verifiche (sperimentazione): 20 ore
Preparazione esami: 35 ore
L'insegnamento è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni numeriche svolte in aula. Le lezioni frontali sono finalizzate alla presentazione dei fondamenti teorici della Fisica Tecnica Ambientale, con particolare riferimento alla termodinamica, alla trasmissione del calore, all'analisi termoigrometrica degli elementi di involucro edilizio e ai principi della sostenibilità energetica applicata agli edifici.
Le esercitazioni consentono di applicare i contenuti teorici mediante la risoluzione guidata di problemi numerici relativi ai principali argomenti del corso, favorendo lo sviluppo delle capacità di analisi e di calcolo. Durante le esercitazioni gli studenti sono coinvolti attivamente nella discussione delle procedure risolutive e nell'interpretazione dei risultati ottenuti.
Le competenze acquisite vengono monitorate attraverso momenti di confronto e discussione in aula durante lo svolgimento delle esercitazioni, finalizzati a verificare progressivamente il livello di apprendimento degli studenti.
2_Tipologia delle attività formative
Lezioni: 40 ore in aula
Esercitazioni: 20 ore in aula
Attività pratiche: non previste
Altro (specificare): non previsto
3_Lavoro autonomo dello studente
Approfondimento/studio su bibliografia (parte teorica): 35 ore
Preparazione verifiche (sperimentazione): 20 ore
Preparazione esami: 35 ore
Verifica Apprendimento
Restrizioni per l’accesso all’esame:
Potrà accedere agli esami finali coloro i quali avranno seguito almeno il 70% delle lezioni.
Numero e tipologia delle prove che concorrono alla valutazione finale dell'insegnamento:
La verifica dell'apprendimento si svolge mediante prova orale, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e comprensione dei contenuti teorici dell'insegnamento, la capacità di collegare i diversi argomenti trattati, l'uso appropriato della terminologia tecnico-scientifica e la capacità di discutere criticamente le problematiche affrontate durante il corso. Contestualmente lo studente/la studentessa dovrà svolgere esercizi relativi agli argomenti trattati durante il corso (trasformazioni termodinamiche, macchine termiche e frigorifere, trasmissione del calore, comportamento termoigrometrico degli elementi di involucro edilizio).
Obiettivo delle prove/risultati attesi:
Le prove d'esame sono finalizzate a verificare il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento e, in particolare, la capacità dello studente di:
- comprendere e applicare i principi della termodinamica e della trasmissione del calore;
- analizzare il comportamento termico e termoigrometrico degli elementi di involucro edilizio;
- risolvere problemi relativi ai fenomeni energetici trattati durante il corso;
- valutare le prestazioni energetiche degli edifici e individuare soluzioni orientate all'efficienza energetica e alla sostenibilità ambientale.
Modalità di misurazione finale dell'esito dell’esame:
30-30 e lode: Eccellente.
Conoscenza completa e approfondita degli argomenti, piena padronanza dei metodi di calcolo e delle applicazioni, capacità di analisi critica e di collegamento tra i diversi temi del corso, esposizione rigorosa, precisa e tecnicamente corretta. La lode è attribuita in presenza di una preparazione particolarmente brillante e completa.
28-29: Ottimo
Conoscenza molto approfondita dei contenuti, corretta applicazione delle metodologie di calcolo, ottima capacità di analisi e di esposizione, con lievi imprecisioni non sostanziali.
25-27: Buono
Buona conoscenza degli argomenti e adeguata capacità di risolvere i problemi proposti; esposizione generalmente corretta, pur con alcune imprecisioni o limitata capacità di approfondimento.
22-24: Discreto
Conoscenza essenziale dei contenuti fondamentali, capacità di risolvere i problemi più comuni con alcune incertezze; esposizione sufficientemente corretta ma non sempre rigorosa.
18-21: Sufficiente
Conoscenza dei concetti fondamentali e capacità di applicarli solo ai casi più semplici; presenza di lacune e imprecisioni che non compromettono il raggiungimento degli obiettivi minimi dell'insegnamento.
<18: Insufficiente
Conoscenze frammentarie o gravemente lacunose, incapacità di applicare correttamente i principi fondamentali e di risolvere i problemi proposti; esposizione inadeguata e mancato raggiungimento degli obiettivi formativi.
Potrà accedere agli esami finali coloro i quali avranno seguito almeno il 70% delle lezioni.
Numero e tipologia delle prove che concorrono alla valutazione finale dell'insegnamento:
La verifica dell'apprendimento si svolge mediante prova orale, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e comprensione dei contenuti teorici dell'insegnamento, la capacità di collegare i diversi argomenti trattati, l'uso appropriato della terminologia tecnico-scientifica e la capacità di discutere criticamente le problematiche affrontate durante il corso. Contestualmente lo studente/la studentessa dovrà svolgere esercizi relativi agli argomenti trattati durante il corso (trasformazioni termodinamiche, macchine termiche e frigorifere, trasmissione del calore, comportamento termoigrometrico degli elementi di involucro edilizio).
Obiettivo delle prove/risultati attesi:
Le prove d'esame sono finalizzate a verificare il raggiungimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento e, in particolare, la capacità dello studente di:
- comprendere e applicare i principi della termodinamica e della trasmissione del calore;
- analizzare il comportamento termico e termoigrometrico degli elementi di involucro edilizio;
- risolvere problemi relativi ai fenomeni energetici trattati durante il corso;
- valutare le prestazioni energetiche degli edifici e individuare soluzioni orientate all'efficienza energetica e alla sostenibilità ambientale.
Modalità di misurazione finale dell'esito dell’esame:
30-30 e lode: Eccellente.
Conoscenza completa e approfondita degli argomenti, piena padronanza dei metodi di calcolo e delle applicazioni, capacità di analisi critica e di collegamento tra i diversi temi del corso, esposizione rigorosa, precisa e tecnicamente corretta. La lode è attribuita in presenza di una preparazione particolarmente brillante e completa.
28-29: Ottimo
Conoscenza molto approfondita dei contenuti, corretta applicazione delle metodologie di calcolo, ottima capacità di analisi e di esposizione, con lievi imprecisioni non sostanziali.
25-27: Buono
Buona conoscenza degli argomenti e adeguata capacità di risolvere i problemi proposti; esposizione generalmente corretta, pur con alcune imprecisioni o limitata capacità di approfondimento.
22-24: Discreto
Conoscenza essenziale dei contenuti fondamentali, capacità di risolvere i problemi più comuni con alcune incertezze; esposizione sufficientemente corretta ma non sempre rigorosa.
18-21: Sufficiente
Conoscenza dei concetti fondamentali e capacità di applicarli solo ai casi più semplici; presenza di lacune e imprecisioni che non compromettono il raggiungimento degli obiettivi minimi dell'insegnamento.
<18: Insufficiente
Conoscenze frammentarie o gravemente lacunose, incapacità di applicare correttamente i principi fondamentali e di risolvere i problemi proposti; esposizione inadeguata e mancato raggiungimento degli obiettivi formativi.
Testi
Obbligatorio:
Yunus A. Çengel, Giuliano Dall’O’, Luca Sarto “ Fisica Tecnica Ambientale ” McGraw-Hill.
Consigliato:
Yunus A. Çengel “Termodinamica e Trasmissione del Calore” McGraw-Hill.
Altro materiale didattico:
Slide del docente
Contenuti
1 Programma del corso
La disciplina concorre alla formazione di base degli allievi e mira a fornire loro le conoscenze fondamentali per l’implementazione di tecniche di progettazione mirate alla sostenibilità energetica e ambientale. Il corso è finalizzato all'acquisizione dei fondamenti della Fisica Tecnica riguardanti le applicazioni proprie dell'ambiente confinato. In dettaglio la disciplina affronterà i seguenti argomenti:
INTRODUZIONE AL CORSO
Clima ed energia. Sostenibilità energetica ed edifici low-energy. Introduzione alla Termodinamica. Concetti fondamentali: Grandezze fisiche, unità di misura e sistemi di misura, fattori di conversione. Analisi dimensionale. Esercitazioni in aula.
CONCETTI FONDAMENTALI DELLA TERMODINAMICA
Definizione di sistema termodinamico, superficie di confine e ambiente. Sistemi chiusi e aperti, isolati e non isolati. Proprietà termodinamiche (Temperatura, pressione, volume), estensive e intensive, specifiche. Trasformazioni termodinamiche e stati di equilibrio di un sistema Definizione di calore, lavoro, energia interna, energia potenziale ed energia cinetica. Problemi applicativi sugli argomenti trattati. Esercitazioni in aula.
PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Analisi energetica dei sistemi chiusi, bilanci di energia, definizione del Primo Principio della Termodinamica e applicazione ai sistemi chiusi in regime stazionario. Primo Principio applicato alle trasformazioni fondamentali (isocora, isobara e isoterma). Definizione di entalpia, definizione di capacità termica e di calore specifico. Equazione di stato dei gas perfetti. Lavoro di una trasformazione isoterma. Sostanze pure. Fasi delle sostanze: energia di coesione ed energia cinetica. Diagrammi di stato per trasformazioni con cambiamento di fase. Problemi applicativi sugli argomenti trattati. Esercitazioni in aula.
SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Definizione di macchina termica e macchina frigorifera. Rendimento di una macchina termica. COP di una macchina frigorifera. Enunciati di Kelvin-Planck e di Clausius. Definizione di Entropia. Esercitazioni in aula.
TRASMISSIONE DEL CALORE
Introduzione, principi, modalità. Conduzione termica in regime stazionario e monodimensionale. Equazione di Fourier. Conducibilità termica, materiali isolanti e conduttori. Resistenza termica alla conduzione, conduttanza termica. Materiali isolanti. Convezione: legge di Newton, coefficiente di convezione, convezione forzata, convezione naturale. Irraggiamento termico. Scambio termico in modalità combinata attraverso una parete multistrato. Resistenza termica globale e trasmittanza termica della parete. Adduzione interna ed esterna. Esercitazioni in aula.
ANALISI TERMOIGROMETRICA DEGLI ELEMENTI DI INVOLUCRO
Cenni di aria umida e psicrometria, pressione parziale di vapore e pressione di saturazione. Proprietà dell’aria umida: umidità relativa, umidità specifica, temperatura di rugiada, entalpia specifica. Diagramma psicrometrico.
Condensa superficiale e interstiziale nelle pareti. Analisi termo-igrometrica degli elementi di involucro edilizio. Verifica termo-igrometrica superficiale e interstiziale. Permeabilità al vapore dei materiali e resistenza al vapore di una parete. Diagramma di Glaser. Risoluzione di problemi applicativi. Esercitazioni in aula.
CENNI SULLA PRODUZIONE DI ENERGIA DA FONTI RINNOVABILI NEGLI EDIFICI
Decarbonizzazione, transizione energetica e politiche europee di riferimento. Energia solare e impianti fotovoltaici, energia eolica, energia geotermica, biomasse.
2 Risultati attesi;
Conoscenza e capacità di comprensione:
Al termine dell'insegnamento la studentessa/lo studente avrà acquisito le conoscenze fondamentali della Fisica Tecnica Ambientale applicata agli edifici e agli ambienti confinati. In particolare, conoscerà i principi della termodinamica, i meccanismi di trasmissione del calore, il comportamento termoigrometrico dell'involucro edilizio e i criteri per la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici. Avrà inoltre compreso il ruolo della sostenibilità energetica, della decarbonizzazione e delle fonti di energia rinnovabile nel settore delle costruzioni, anche con riferimento al quadro normativo vigente.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Al termine dell'insegnamento la studentessa/lo studente sarà in grado di applicare i principi della termodinamica e della trasmissione del calore all'analisi del comportamento energetico degli edifici. Saprà risolvere problemi relativi alle trasformazioni termodinamiche, ai bilanci energetici, alle macchine termiche e frigorifere, agli scambi termici attraverso gli elementi di involucro e alle verifiche termoigrometriche, utilizzando le metodologie di calcolo apprese durante il corso. Sarà inoltre in grado di valutare le prestazioni energetiche dei componenti edilizi e di individuare soluzioni tecniche orientate al miglioramento dell'efficienza energetica nel rispetto della normativa vigente.
Autonomia di giudizio:
Al termine dell'insegnamento la studentessa/lo studente sarà in grado di analizzare criticamente il comportamento energetico e termoigrometrico degli edifici, individuando le principali criticità e valutando l'efficacia delle diverse soluzioni progettuali. Saprà interpretare i risultati delle analisi, selezionare i dati tecnici necessari, formulare valutazioni sull’efficacia di soluzioni di design e suggerire soluzioni finalizzate al miglioramento delle prestazioni energetiche, del comfort ambientale e della sostenibilità energetica degli edifici.
Abilità comunicative:
Al termine dell'insegnamento la studentessa/lo studente sarà in grado di comunicare con proprietà di linguaggio i principi e le metodologie della Fisica Tecnica Ambientale, utilizzando la terminologia tecnico-scientifica del settore. Saprà presentare in modo chiaro procedure di calcolo, risultati numerici e valutazioni tecniche mediante relazioni, elaborati grafici e rappresentazioni schematiche, motivando le scelte progettuali adottate.
Capacità d’apprendimento:
Al termine dell'insegnamento la studentessa/lo studente avrà sviluppato la capacità di approfondire autonomamente le tematiche della Fisica Tecnica Ambientale, integrando le conoscenze acquisite attraverso la consultazione della letteratura scientifica, della normativa tecnica e della documentazione specialistica. Sarà inoltre in grado di utilizzare le competenze maturate come base per i successivi insegnamenti e laboratori progettuali relativi alla progettazione dell'involucro edilizio, all'integrazione degli impianti tecnici e alle strategie di efficienza energetica e decarbonizzazione.
La disciplina concorre alla formazione di base degli allievi e mira a fornire loro le conoscenze fondamentali per l’implementazione di tecniche di progettazione mirate alla sostenibilità energetica e ambientale. Il corso è finalizzato all'acquisizione dei fondamenti della Fisica Tecnica riguardanti le applicazioni proprie dell'ambiente confinato. In dettaglio la disciplina affronterà i seguenti argomenti:
INTRODUZIONE AL CORSO
Clima ed energia. Sostenibilità energetica ed edifici low-energy. Introduzione alla Termodinamica. Concetti fondamentali: Grandezze fisiche, unità di misura e sistemi di misura, fattori di conversione. Analisi dimensionale. Esercitazioni in aula.
CONCETTI FONDAMENTALI DELLA TERMODINAMICA
Definizione di sistema termodinamico, superficie di confine e ambiente. Sistemi chiusi e aperti, isolati e non isolati. Proprietà termodinamiche (Temperatura, pressione, volume), estensive e intensive, specifiche. Trasformazioni termodinamiche e stati di equilibrio di un sistema Definizione di calore, lavoro, energia interna, energia potenziale ed energia cinetica. Problemi applicativi sugli argomenti trattati. Esercitazioni in aula.
PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Analisi energetica dei sistemi chiusi, bilanci di energia, definizione del Primo Principio della Termodinamica e applicazione ai sistemi chiusi in regime stazionario. Primo Principio applicato alle trasformazioni fondamentali (isocora, isobara e isoterma). Definizione di entalpia, definizione di capacità termica e di calore specifico. Equazione di stato dei gas perfetti. Lavoro di una trasformazione isoterma. Sostanze pure. Fasi delle sostanze: energia di coesione ed energia cinetica. Diagrammi di stato per trasformazioni con cambiamento di fase. Problemi applicativi sugli argomenti trattati. Esercitazioni in aula.
SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA
Definizione di macchina termica e macchina frigorifera. Rendimento di una macchina termica. COP di una macchina frigorifera. Enunciati di Kelvin-Planck e di Clausius. Definizione di Entropia. Esercitazioni in aula.
TRASMISSIONE DEL CALORE
Introduzione, principi, modalità. Conduzione termica in regime stazionario e monodimensionale. Equazione di Fourier. Conducibilità termica, materiali isolanti e conduttori. Resistenza termica alla conduzione, conduttanza termica. Materiali isolanti. Convezione: legge di Newton, coefficiente di convezione, convezione forzata, convezione naturale. Irraggiamento termico. Scambio termico in modalità combinata attraverso una parete multistrato. Resistenza termica globale e trasmittanza termica della parete. Adduzione interna ed esterna. Esercitazioni in aula.
ANALISI TERMOIGROMETRICA DEGLI ELEMENTI DI INVOLUCRO
Cenni di aria umida e psicrometria, pressione parziale di vapore e pressione di saturazione. Proprietà dell’aria umida: umidità relativa, umidità specifica, temperatura di rugiada, entalpia specifica. Diagramma psicrometrico.
Condensa superficiale e interstiziale nelle pareti. Analisi termo-igrometrica degli elementi di involucro edilizio. Verifica termo-igrometrica superficiale e interstiziale. Permeabilità al vapore dei materiali e resistenza al vapore di una parete. Diagramma di Glaser. Risoluzione di problemi applicativi. Esercitazioni in aula.
CENNI SULLA PRODUZIONE DI ENERGIA DA FONTI RINNOVABILI NEGLI EDIFICI
Decarbonizzazione, transizione energetica e politiche europee di riferimento. Energia solare e impianti fotovoltaici, energia eolica, energia geotermica, biomasse.
2 Risultati attesi;
Conoscenza e capacità di comprensione:
Al termine dell'insegnamento la studentessa/lo studente avrà acquisito le conoscenze fondamentali della Fisica Tecnica Ambientale applicata agli edifici e agli ambienti confinati. In particolare, conoscerà i principi della termodinamica, i meccanismi di trasmissione del calore, il comportamento termoigrometrico dell'involucro edilizio e i criteri per la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici. Avrà inoltre compreso il ruolo della sostenibilità energetica, della decarbonizzazione e delle fonti di energia rinnovabile nel settore delle costruzioni, anche con riferimento al quadro normativo vigente.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Al termine dell'insegnamento la studentessa/lo studente sarà in grado di applicare i principi della termodinamica e della trasmissione del calore all'analisi del comportamento energetico degli edifici. Saprà risolvere problemi relativi alle trasformazioni termodinamiche, ai bilanci energetici, alle macchine termiche e frigorifere, agli scambi termici attraverso gli elementi di involucro e alle verifiche termoigrometriche, utilizzando le metodologie di calcolo apprese durante il corso. Sarà inoltre in grado di valutare le prestazioni energetiche dei componenti edilizi e di individuare soluzioni tecniche orientate al miglioramento dell'efficienza energetica nel rispetto della normativa vigente.
Autonomia di giudizio:
Al termine dell'insegnamento la studentessa/lo studente sarà in grado di analizzare criticamente il comportamento energetico e termoigrometrico degli edifici, individuando le principali criticità e valutando l'efficacia delle diverse soluzioni progettuali. Saprà interpretare i risultati delle analisi, selezionare i dati tecnici necessari, formulare valutazioni sull’efficacia di soluzioni di design e suggerire soluzioni finalizzate al miglioramento delle prestazioni energetiche, del comfort ambientale e della sostenibilità energetica degli edifici.
Abilità comunicative:
Al termine dell'insegnamento la studentessa/lo studente sarà in grado di comunicare con proprietà di linguaggio i principi e le metodologie della Fisica Tecnica Ambientale, utilizzando la terminologia tecnico-scientifica del settore. Saprà presentare in modo chiaro procedure di calcolo, risultati numerici e valutazioni tecniche mediante relazioni, elaborati grafici e rappresentazioni schematiche, motivando le scelte progettuali adottate.
Capacità d’apprendimento:
Al termine dell'insegnamento la studentessa/lo studente avrà sviluppato la capacità di approfondire autonomamente le tematiche della Fisica Tecnica Ambientale, integrando le conoscenze acquisite attraverso la consultazione della letteratura scientifica, della normativa tecnica e della documentazione specialistica. Sarà inoltre in grado di utilizzare le competenze maturate come base per i successivi insegnamenti e laboratori progettuali relativi alla progettazione dell'involucro edilizio, all'integrazione degli impianti tecnici e alle strategie di efficienza energetica e decarbonizzazione.
Altre informazioni
La prima lezione del corso è dedicata alla presentazione dell'insegnamento, degli obiettivi formativi, dei contenuti, dell'organizzazione delle attività didattiche, delle modalità di svolgimento delle esercitazioni e dei criteri di valutazione dell'apprendimento. Nel corso della stessa lezione saranno inoltre richiamate le conoscenze di base ritenute utili per affrontare con profitto gli argomenti dell'insegnamento e saranno fornite indicazioni bibliografiche e materiale didattico per l'eventuale recupero delle conoscenze preliminari.
Il materiale didattico utilizzato durante il corso (slide, esercizi, eventuali approfondimenti e comunicazioni) sarà reso disponibile attraverso apposito canale della piattaforma Microsoft Teams.
Gli studenti impossibilitati a frequentare sono invitati a prendere contatto con la docente all'inizio del semestre, al fine di concordare le modalità di studio e ricevere le indicazioni necessarie per la preparazione dell'esame.
Il ricevimento degli studenti si svolge previo appuntamento concordato tramite posta elettronica istituzionale oppure secondo il calendario pubblicato sul sito del Corso di Studio/Dipartimento.
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Insegnamento principale
FISICA TECNICA AMBIENTALE