ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| FISICA TECNICA AMBIENTALE | ING-IND/11 | LEZIONI | 60 |
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Il percorso di apprendimento proposto ha come obiettivo principale la costruzione di conoscenze necessarie affinché lo studente possa comprendere i vari aspetti della fisica tecnica ambientale e le relative applicazioni agli ambiti caratterizzanti l’ingegneria civile, ambientale e edile.
Nello specifico, al termine del percorso, le conoscenze acquisite permetteranno allo studente di:
- apprendere metodi e tecniche per la valutazione degli argomenti che costituiscono i contenuti dell’insegnamento, come indicati nel seguito;
- comprendere problemi inerenti agli argomenti che costituiscono i contenuti dell’insegnamento, come indicati nel seguito.
The proposed learning path has as its main objective the construction of the necessary knowledge so that the student can understand the various aspects of building physics and the related applications to areas that characterize civil, environmental and building engineering.
Specifically, at the end of the course, the knowledge acquired will allow the student to:
- learn methods and techniques for evaluating the topics that make up the teaching contents, as indicated below;
- understand problems related to the topics that make up the teaching contents, as indicated below.
La verifica delle conoscenze acquisite durante il percorso di apprendimento proposto potrà avvenire attraverso un confronto in aula, continuo e non formalizzato, tra il docente e gli studenti con l’approfondimento degli argomenti che costituiscono i contenuti dell’insegnamento.
La verifica delle conoscenze acquisite avverrà in modo formale in occasione dell’esame finale, come indicato nel seguito.
The assessment of the knowledge acquired during the proposed learning path may take place through a continuous and non-formalized classroom discussion between the teacher and the students with an in-depth study of the topics that make up the teaching contents.
The assessment of the acquired knowledge will take place formally on the occasion of the final exam, as indicated below.
Il percorso di apprendimento proposto ha come obiettivo principale la costruzione di capacità necessarie affinché lo studente possa affrontare i vari aspetti della fisica tecnica ambientale applicati agli ambiti caratterizzanti l’ingegneria civile, ambientale e edile.
Nello specifico, al termine del percorso, le capacità acquisite permetteranno allo studente di:
- applicare metodi e tecniche per la valutazione degli argomenti che costituiscono i contenuti dell’insegnamento, come indicati nel seguito;
- affrontare problemi inerenti agli argomenti che costituiscono i contenuti dell’insegnamento, come indicati nel seguito.
The proposed learning path has as its main objective the construction of the skills necessary for the student to deal with the various aspects of building physics applied to the areas characterizing civil, environmental and building engineering.
Specifically, at the end of the course, the skills acquired will allow the student to:
- apply methods and techniques for evaluating the topics that make up the teaching contents, as indicated below;
- deal with problems related to the topics that make up the teaching contents, as indicated below.
La verifica delle capacità acquisite durante il percorso di apprendimento proposto potrà avvenire attraverso un confronto in aula, continuo e non formalizzato, tra il docente e gli studenti con la discussione di problemi inerenti agli argomenti che costituiscono i contenuti dell’insegnamento.
La verifica delle capacità acquisite avverrà in modo formale in occasione dell’esame finale, come indicato nel seguito.
The assessment of the skills acquired during the proposed learning path may take place through a continuous and non-formalized classroom discussion between the teacher and the students with the solution of problems inherent to the topics that make up the teaching contents.
The assessment of the acquired skills will take place formally on the occasion of the final exam, as indicated below.
Il percorso di apprendimento proposto ha come obiettivo principale la costruzione di comportamenti necessari affinché lo studente possa gestire i vari aspetti della fisica tecnica ambientale applicati agli ambiti caratterizzanti l’ingegneria civile, ambientale e edile.
Nello specifico, al termine del percorso, i comportamenti acquisiti permetteranno allo studente di:
- agire in modo individuale ed in piena autonomia utilizzando metodi e tecniche per la valutazione degli argomenti che costituiscono i contenuti dell’insegnamento, come indicati nel seguito;
- gestire l’interazione in un gruppo di lavoro risolvendo problemi inerenti agli argomenti che costituiscono i contenuti dell’insegnamento, come indicati nel seguito.
The proposed learning path has as its main objective the construction of behaviors necessary for the student to manage the various aspects of building physics applied to the areas characterizing civil, environmental and building engineering.
Specifically, at the end of the course, the acquired behaviors will allow the student to:
- act individually and in full autonomy using methods and techniques for evaluating the topics that make up the teaching contents, as indicated below;
- manage interaction in a work group by solving problems related to the topics that make up the teaching contents, as indicated below.
La verifica dei comportamenti acquisiti durante il percorso di apprendimento proposto potrà avvenire attraverso un confronto in aula, continuo e non formalizzato, tra il docente e gli studenti con la produzione, individuale o di gruppo, di esercitazioni progettuali inerenti agli argomenti che costituiscono i contenuti dell’insegnamento.
La verifica dei comportamenti acquisiti avverrà in modo formale in occasione dell’esame finale, come indicato nel seguito.
The assessment of the behaviors acquired during the proposed learning path may take place through a continuous and non-formalized classroom discussion between the teacher and the students with the production, individual or in groups of students, of design exercises related to the topics that make up the contents of the teaching.
The assessment of the acquired behaviors will take place formally on the occasion of the final exam, as indicated below.
Conoscenze di base acquisite negli insegnamenti universitari di Analisi Matematica e Fisica Generale.
Basic knowledge acquired by attending the university courses of Mathematical Analysis and General Physics.
Non richiesti.
Not required.
Il percorso di apprendimento proposto permette allo studente di acquisire conoscenze, capacità e comportamenti che potranno essere utilizzati come prerequisiti per studi successivi.
Per esempio, in particolare negli insegnamenti inerenti al settore scientifico-disciplinare della Fisica Tecnica Ambientale (o settori affini) presenti nei vari percorsi di Laurea Magistrale proposti dall’Università di Pisa e da altri atenei italiani ed esteri.
The proposed learning path allows the student to acquire knowledge, skills and behaviors that can be used as prerequisites for subsequent studies.
For example, in particular in the courses relating to the scientific-disciplinary sector of Building Physics (or similar sectors) present in the various Master's Degree Courses offered by the University of Pisa and by other Italian and foreign universities.
L’apprendimento avviene attraverso l’esposizione sistematica degli argomenti, corredata da numerosi esempi ed applicazioni, con il coinvolgimento diretto degli studenti nella discussione degli argomenti e nella soluzione di problemi inerenti agli argomenti discussi. Al fine di sviluppare le conoscenze, le capacità e i comportamenti da acquisire durante il percorso sono proposti esercizi graduati nel livello di difficoltà fino alla soluzione guidata di problemi che richiedono una analisi approfondita e il collegamento tra più argomenti.
Il percorso di apprendimento viene proposto attraverso lezioni ed esercitazioni frontali condotte in aula con la presenza del docente e l’utilizzo prevalente della lavagna a gessi. Sono elementi di supporto alle lezioni ed esercitazioni frontali:
-documenti distribuiti in aula sugli argomenti trattati, in forma di testo, tabelle o grafici;
-strumenti di comunicazione digitale (es. piattaforme collaborative online) e mezzi di comunicazione multimediale (es. contenuti testo, audio e video su supporti digitali), come integrazione all’uso della lavagna;
-esercitazioni pratiche guidate (in modalità individuale o in gruppo), anche con l’uso di strumenti per la misura diretta di parametri inerenti agli argomenti trattati, come indicato nel seguito fra i contenuti dell’insegnamento.
Le comunicazioni tra il docente e gli studenti potranno avvenire (in presenza o a distanza):
-in aula al termine di ciascuna lezione;
-negli orari di ricevimento secondo le modalità indicate sulla pagina personale del docente nella piattaforma UNIMAP UNIPI (https://unimap.unipi.it/cercapersone/cercapersone.php);
-per e-mail, utilizzando gli indirizzi istituzionali (email docente: francesco.leccese@unipi.it);
-con modalità adattate ad eventuali esigenze specifiche.
Annotazioni-
Durante le lezioni ed esercitazioni frontali sono suggerite letture di testi specialistici (in lingua italiana o inglese) per stimolare l’approfondimento di alcuni aspetti inerenti agli argomenti trattati. Alcuni argomenti potranno essere discussi con il contributo di esperti esterni che intervengono in aula su richiesta del docente. Gli studenti possono essere invitati a partecipare a progetti speciali per la didattica o attività sperimentali collegate a progetti di collaborazione interuniversitaria.
Learning takes place through the systematic presentation of the topics, accompanied by numerous examples and applications, with the direct involvement of students in the discussion of the topics and in the solution of problems related to the topics discussed. In order to develop the knowledge, skills and behaviors to be acquired during the course, graded exercises are proposed in the level of difficulty up to the guided solution of problems that require in-depth analysis and the connection between several topics.
The learning path is proposed through lectures and exercises conducted in the classroom with the presence of the teacher and the prevalent use of the chalkboard. They are elements of support to the lectures and exercises:
-documents distributed in the classroom on the covered topics, in the form of text, tables or graphics;
-digital communication tools (e.g. online collaborative platforms) and multimedia communication means (e.g. text, audio and video content on digital media), as a supplement to the use of the chalkboard;
-guided practical exercises (individually or in groups), also with the use of tools for the direct measurement of parameters related to the covered topics, as indicated below in the teaching contents.
Communications between the teacher and students can take place (in person or remotely):
-in the classroom at the end of each lesson;
-during office hours according to the methods indicated on the teacher's personal page on the UNIMAP UNIPI platform (https://unimap.unipi.it/cercapersone/cercapersone.php);
-by e-mail, using the institutional addresses (teacher email: francesco.leccese@unipi.it);
-with adapted methods to any specific needs.
Annotations-
During the lectures and exercises, readings of specialized texts (in Italian or English) are suggested to stimulate the deepening of some aspects inherent to the covered topics. Some topics can be discussed with the contribution of external experts who intervene in the classroom at the request of the teacher. Students can be invited to participate in special teaching projects or experimental activities related to inter-university collaboration projects.
L’insegnamento si propone di fornire nozioni di base sui seguenti argomenti: termodinamica e termofluodinamica, aria umida, benessere termoigrometrico negli ambienti, dimensionamento igrometrico dei componenti edilizi, climatizzazione degli ambienti, trasmissione del calore, isolamento termico degli edifici, illuminazione naturale e artificiale degli ambienti, acustica delle sale, isolamento acustico degli edifici. Gli argomenti trattati sono integrati con esercizi ed applicazioni pratiche. Sono previste attività di esercitazione progettuale guidata per approfondire i temi del dimensionamento termo-igrometrico dell’involucro edilizio.
MACROARGOMENTO 1–Termodinamica e termofluodinamica (durata indicativa 6 ore)
Richiami sui principi della termodinamica. Le funzioni di stato. Equazioni di bilancio per un sistema aperto a più bocche. Diagrammi di stato per fluidi bifase. Termofluodinamica. Moto dei fluidi per differenze di temperatura. La ventilazione naturale degli ambienti.
MACROARGOMENTO 2–Aria umida e climatizzazione degli ambienti (durata indicativa 12 ore)
La miscela aria-vapore. Entalpia dell’aria umida. Diagrammi psicrometrici. Principali trasformazioni della miscela aria-vapore: a titolo costante, miscelamento, deumidificazione, umidificazione. Le condizioni ambientali per il benessere termoigrometrico. La climatizzazione degli ambienti. I trattamenti dell’aria nel condizionamento estivo ed invernale.
MACROARGOMENTO 3–Trasmissione del calore (durata indicativa 18 ore)
I meccanismi di scambio termico: conduzione, convezione e irraggiamento. La conduzione: postulato di Fourier ed equazione di Fourier. Semplici problemi in simmetria piana ed applicazioni pratiche. Trasmissione del vapore attraverso le pareti e fenomeni di condensa. Trasmissione del calore attraverso pareti opache e trasparenti irraggiate dal sole. Transitori termici ed analisi a parametri concentrati. Fondamenti di convezione. Il coefficiente di scambio termico convettivo. Scambiatori di calore. L’irraggiamento termico. Grandezze fondamentali. Leggi sull’irraggiamento termico. Problema sulla potenza termica scambiata per irraggiamento tra due superfici.
MACROARGOMENTO 4–Illuminazione degli ambienti (durata indicativa 6 ore)
Grandezze fotometriche. Calcolo degli illuminamenti: sorgenti puntiformi ed estese. Comfort visivo negli ambienti e illuminazione artificiale di interni. Illuminazione dovuta alla luce diurna e dimensionamento del finestrato.
MACROARGOMENTO 5–Acustica degli ambienti (durata indicativa 6 ore)
Onde elastiche in un fluido. Livelli in decibel. Acustica geometrica. Comfort acustico negli ambienti e requisiti acustici delle sale. Potere fonoisolante delle pareti. Isolamento acustico degli edifici.
ATTIVITA’ DI ESERCITAZIONE (durata indicativa 12 ore)
Unità di misura. Caratteristiche termiche dei materiali edili. Isolanti termici. La trasmissione del calore attraverso le strutture edilizie opache e vetrate. Comportamento termico dinamico di pareti opache. Prestazioni energetiche di facciate e coperture ventilate. Problemi sull’irraggiamento termico. Misura in opera della resistenza termica delle pareti: il termoflussimetro. Misura dell’umidità relativa: lo psicrometro. La condensa superficiale ed interstiziale nelle pareti opache d’involucro, la normativa. Il condizionamento di una sala: caso estivo e caso invernale. Principali tipi di lampade e di apparecchi di illuminazione. Progetto dell’illuminazione artificiale e naturale di un ambiente, la normativa. Misura in opera dell’illuminamento: il luxmetro. Calcolo del potere fonoisolante di strutture edilizie, la normativa. Progetto della correzione acustica di una sala. Misura in opera dei livelli sonori: il fonometro. Il quadro normativo fisico-tecnico.
(Summary) The aim of the course is providing the students with basic elements on the following matters: thermodynamics and thermofluidodynamics, humid air, indoor hygro-thermal comfort, moisture behavior of building components, cooling of buildings, heat transfer, thermal insulation of buildings, daylighting and artificial lighting, room acoustics, sound insulation in buildings. The basic elements are integrated with exercises and practical applications. Guided design exercises are planned to explore the themes of thermo-hygrometric sizing of the building envelope.
Gli appunti delle lezioni, resi disponibili dal Docente, completi di disegni, grafici e tabelle costituiscono il riferimento principale per lo studio della materia e la preparazione all'esame.
Per approfondire gli argomenti trattati, sono indicati come testi di riferimento i seguenti (nella ultima edizione in corso):
-Cengel Y.A., Termodinamica e trasmissione del calore. McGraw-Hill (Milano).
-Moran M.J., Shapiro H.N., Munson B.R., DeWitt D.P., Elementi di fisica tecnica per l’ingegneria. McGraw-Hill (Milano).
-Bellia L., Mazzei P., Minichiello F., Palma D., Aria umida – Climatizzazione ed involucro edilizio. Liguori (Napoli).
-Forcolini G., Lighting. Hoepli (Milano).
-Cirillo E., Acustica Applicata. McGraw-Hill (Milano).
Come ulteriori elementi bibliografici sui vari argomenti trattati, sono indicati come testi di consultazione i seguenti (nella ultima edizione in corso):
(Termodinamica)
-Cengel Y.A., Boles M.A., Thermodynamics – An engineering approach. McGraw Hill (New York).
-Cavallini A., Mattarolo L., Termodinamica applicata. CLEUP (Padova).
(Aria Umida e Climatizzazione dell’Aria)
-Alfano G., Filippi M., Sacchi E., Impianti di climatizzazione per l’edilizia. Masson (Milano).
-Briganti A., Il condizionamento dell’aria. Tecniche Nuove (Milano).
(Trasmissione del calore)
-Cengel Y.A., Heat Transfer – A practical approach. McGraw-Hill (New York).
-Kreith F., Principi di trasmissione del calore. Liguori (Napoli).
-Bonacina C., Cavallini A., Mattarolo L., Trasmissione del calore. Cleup (Padova)
(Illuminotecnica)
-Bianchi F., Pulcini G., Manuale di illuminotecnica. NIS (Roma).
-Aghemo C., Lo Verso V., Guida alla progettazione dell’illuminazione naturale. AIDI (Milano)
(Acustica tecnica)
-Spagnolo R. (a cura di), Manuale di Acustica. CittàStudi (Bologna).
-Hamayon L., L’acustica nell’edificio. Sistemi Editoriali (Napoli).
Per una bibliografia del Docente su alcuni degli argomenti trattati è consultabile la pagina personale sulla piattaforma web 'ResearchGate' nella sezione 'Pubblicazioni/Ricerche' (link: https://www.researchgate.net/profile/Francesco-Leccese).
The lecture notes, made available by the Teacher, complete with drawings, graphics and tables, constitute the main reference for studying the Course and preparing for the exam.
To deepen the topics covered, the reference texts (in the latest edition) are indicated:
-Cengel Y.A., Termodinamica e trasmissione del calore. McGraw-Hill (Milano).
-Moran M.J., Shapiro H.N., Munson B.R., DeWitt D.P., Elementi di fisica tecnica per l’ingegneria. McGraw-Hill (Milano).
-Bellia L., Mazzei P., Minichiello F., Palma D., Aria umida – Climatizzazione ed involucro edilizio. Liguori (Napoli).
-Forcolini G., Lighting. Hoepli (Milano).
-Cirillo E., Acustica Applicata. McGraw-Hill (Milano).
As further bibliographic elements on the various topics covered, the following are indicated as reference texts (in the latest edition):
(Thermodynamics)
-Cengel Y.A., Boles M.A., Thermodynamics – An engineering approach. McGraw Hill (New York).
-Cavallini A., Mattarolo L., Termodinamica applicata. CLEUP (Padova).
(Humid Air and Air Conditioning)
-Alfano G., Filippi M., Sacchi E., Impianti di climatizzazione per l’edilizia. Masson (Milano).
-Briganti A., Il condizionamento dell’aria. Tecniche Nuove (Milano).
(Heat Transfer)
-Cengel Y.A., Heat Transfer – A practical approach. McGraw-Hill (New York).
-Kreith F., Principi di trasmissione del calore. Liguori (Napoli).
-Bonacina C., Cavallini A., Mattarolo L., Trasmissione del calore. Cleup (Padova)
(Lighting)
-Bianchi F., Pulcini G., Manuale di illuminotecnica. NIS (Roma).
-Aghemo C., Lo Verso V., Guida alla progettazione dell’illuminazione naturale. AIDI (Milano)
(Applied Acoustics)
-Spagnolo R. (a cura di), Manuale di Acustica. CittàStudi (Bologna).
-Hamayon L., L’acustica nell’edificio. Sistemi Editoriali (Napoli).
For a bibliography of the Teacher on some of the topics covered, the personal page on the 'ResearchGate' web platform can be consulted in the 'Publications / Research' section (link: https://www.researchgate.net/profile/Francesco-Leccese).
Gli studenti non frequentanti sono fortemente consigliati di contattare direttamente il Docente (email: francesco.leccese@unipi.it) per un colloquio, da svolgere preferibilmente prima dell'inizio delle lezioni, al fine di definire il programma delle attività e le modalità di svolgimento, anche in vista della preparazione dell'esame.
Non-attending students are strongly advised to contact the Teacher directly (email: francesco.leccese@unipi.it) for an interview, to be held preferably before the start of the lessons, in order to define the program of activities and the methods of carrying out, also in view of the preparation of the exam.
La valutazione degli apprendimenti (esame finale) consiste in una prova orale articolata in un colloquio tra il docente e lo studente, inerente agli argomenti discussi durante le lezioni ed esercitazioni, e l’analisi degli elaborati progettuali sviluppati durante il percorso di apprendimento. Durante la prova orale potrà essere richiesto allo studente di risolvere problemi (esercizi) in forma scritta alla presenza del docente o in postazione separata.
L’esame finale ha una durata di circa un’ora per ciascuno studente, durante la prova sono posti tre o quattro quesiti principali riguardanti gli argomenti discussi durante le lezioni ed esercitazioni. L’esame finale potrebbe non essere superato se lo studente mostra ripetutamente di non essere in grado di esprimersi in modo chiaro, di usare la terminologia corretta e di mettere in relazione gli argomenti trattati per rispondere in modo adeguato ai quesiti posti. La valutazione dell’esame finale avviene con voto espresso in trentesimi secondo i regolamenti previsti dall’Ateneo, la verbalizzazione avviene al termine dell’esame sulla piattaforma online Servizio Statini 2.0 dell’Università di Pisa.
The assessment of learning (final exam) consists of an oral discussion consisting of an interview between the teacher and the student, relating to the topics discussed during the lessons and exercises, and the analysis of the design exercises developed during the learning path. During the oral exam, the student may be asked to solve problems (exercises) in writing in the presence of the teacher or in a separate desk.
The final exam lasts about one hour for each student, during the discussion three or four main questions are asked regarding the topics discussed during the lessons and exercises. The final exam may not be passed if the student repeatedly shows that he is unable to express himself clearly, to use the correct terminology and to relate the topics covered to adequately answer the questions posed. The evaluation of the final exam takes place with a mark expressed out of thirty according to the regulations provided by the University, the mark is recorded at the end of the exam on the online platform Servizio Statini 2.0 of the University of Pisa.
Possono essere svolti stage e tirocini formativi di carattere curriculare (ove previsti nel piano di studi dello studente) su uno o piu' argomenti trattati durante il Corso, sia in aziende esterne convenzionate con l'Universita' di Pisa sia nei laboratori dipartimentali della Scuola di Ingegneria (in particolare: LIA-Laboratorio di Illuminotecnica e Acustica, TEA-Laboratorio di Termofisica dell'Edificio e Impianti).
Gli studenti interessati sono consigliati di contattare direttamente il Docente per un colloquio (email: francesco.leccese@unipi.it).
Internships and curricular training internships (where foreseen by the student's study plan) on one or more topics covered during the Course can be carried out, both at external companies affiliated with the University of Pisa, and at the departmental laboratories of the School of Engineering (in particular: LIA-Lighting and Acoustics Laboratory, TEA-Thermal Systems and Environmental Comfort Laboratory).
Interested students are advised to contact the Teacher directly for an interview (email: francesco.leccese@unipi.it).
Nella pagina personale del docente nella piattaforma UNIMAP dell’Università di Pisa (https://unimap.unipi.it/cercapersone/dettaglio.php?ri=2148) sono contenute informazioni sul docente (settore scientifico disciplinare, ruolo, recapiti, curriculum) e dettagli relativi alle attività didattiche (insegnamento, registri delle lezioni, orari di ricevimento) ed alle attività di ricerca (lista delle pubblicazioni).
Il link all’aula virtuale predisposta sulla piattaforma MS TEAMS, predisposta dall’Università di Pisa per le finalità della didattica a distanza, è il seguente:
https://teams.microsoft.com/l/team/19%3ajqsv399pVe4g8D4l1AYyCYcQHQgnrWRTcp0Vh6JH7cU1%40thread.tacv2/conversations?groupId=14880336-1f5b-4064-9153-6cd12ce31a3d&tenantId=c7456b31-a220-47f5-be52-473828670aa1
The teacher's personal page on the UNIMAP platform of the University of Pisa (https://unimap.unipi.it/cercapersone/dettaglio.php?ri=2148) contains information on the teacher (scientific disciplinary sector, role, contact details, curriculum) and details relating to teaching activities (teaching, lesson registers, reception hours) and research activities (list of publications).
The link to the virtual classroom on the MS TEAMS platform, set up by the University of Pisa for the purposes of distance learning, is as follows:
https://teams.microsoft.com/l/team/19%3ajqsv399pVe4g8D4l1AYyCYcQHQgnrWRTcp0Vh6JH7cU1%40thread.tacv2/conversations?groupId=14880336-1f5b-4064-9153-6cd12ce31a3d&tenantId=c7456b31-a220-47f5-be52-473828670aa1
Nessuna.
None.
