Esercitazioni svolte per argomento di Fisica tecnica ambientale

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Michela Buzzetti

Esercitatore: Ing. Alessandro Miglioli

ESERCITAZIONE 3 – TRASMISSIONE DEL CALORE “COMPOSTA”

1. Calcolare il flusso termico che attraversa un tetto piano di spessore 25 cm caratterizzato da λ = 1,91 W/mK² e di superficie pari a 15 m². La temperatura esterna è di 15°C e le condizioni impongono un flusso discendente sull’elemento orizzontale; all’interno vi sono 20°C ed un sistema di ventilazione a “display ventilation” crea un flusso ascendente dall’esterno a 10°C. Di seguito viene riportata la stratificazione della parete, dall’esterno verso l’interno:

   1. mattoni pieni: sp. = 8 cm, λ = 0,7 W/mK²
   2. intercapedine: sp. = 5 cm, C = 7 W/mK
   3. isolante: sp. = 5 cm, λ = 0,04 W/mK²
   4. forati: sp. = 8 cm, C = 3,5 W/mK
   5. intonaco: sp. = 3 cm, λ = 0,35 W/mK²

   I coefficienti limitari interno ed esterno h e h valgono rispettivamente 8 e 23 W/mK.

Calcolare la trasmittanza della parete ed il flusso a cui essa è soggetta.separa un ambiente a 20°C dall'esterno a 10°C, lasciando passare un flusso pari a 23. Una parete di 12 m60 W. Di seguito viene riportata la stratificazione della parete, dall'esterno verso l'interno:

• λ1 - intonaco: sp. = 3 cm = 0,35 W/mK
• λ2 - foratoni: sp. = 8 cm = 0,7 W/mK
• λ3 - isolante: sp. = x cm = 0,04 W/mK

I coefficienti liminari interno ed esterno h e h valgono rispettivamente 8 e 23 W/m K

Calcolare lo spessore di isolante imposto dalle condizioni date.

24. Calcolare la trasmittanza della parete (1x1 m) riportata considerando la seguente composizione degli strati dall'esterno verso l'interno:

• λ1 - intonaco: sp. = 1,5 cm = 0,9 W/mK
• λ2 - mattoni: sp. = 12 cm = 0,5 W/mK
• λ3 - isolante: sp. = 5 cm = 0,039 W/mK
• λ4 - mattone: sp. = 8 cm = 0,6 W/mK
• λ5 - intonaco: sp. = 1,5 cm = 0,9 W/mK

Calcolare le temperature (°C) superficiali della parete interna (t

1. ed esterna (t ),pi peconsiderando una temperatura dell'ambiente interno di 20°C e una temperatura dell'ambiente esterno di 0°C. I coefficienti liminari interno ed esterno h e h valgonoi e2rispettivamente 8 e 23 W/m K.
2. Se al posto dell'isolante realizzassi un'intercapedine d'aria caratterizzata da C = 6,42W/m K, otterrei una miglioria a livello di dispersione termica?
3. è caratterizzata dalla seguente stratificazione dall'esterno verso l'interno:
1. Una parete multistrato
1. 1 - mattoni: sp. = 15 cm = 0,25 W/mK
2. 2 - intercapedine: sp. = 6 cm C = 7,5 W/m K
3. 3 - isolante: sp. = 5 cm = 0,04 W/mK
4. 4 - mattone: sp. = 8 cm = 0,43 W/mK
5. 5 - intonaco: sp. = 1,5 cm = 0,35 W/mK
4. Calcolare la temperatura [°C] superficiale della faccia interna dell'isolante (t ), considerando una temperatura3-4dell'ambiente interno di 20°C e una temperatura dell'ambiente esterno di 275,15 K. I coefficienti liminari interno2ed esterno h

e h valgono rispettivamente 8 e 23 W/m Ki e è composta (dall'esterno verso l'interno) da:

1. Una parete da 3 m
• mattone: sp. = 25 cm = 0,43 W/mK
• intercapedine d'aria: 22. C = 6,4 W/m K
• isolante: sp. = 6 cm = 0,04 W/mK
• mattone forato C = 1,5 W/m K
• intonaco: sp. = 1 cm = 0,7 W/mK

La parete separa un ambiente interno a temperatura t = 20°C da un ambiente esterno a temperatura t = 5°C.

Calcolare il flusso trasmesso e la temperatura all'interfaccia tra mattone forato ed isolante. I coefficienti di adduzione h e h valgono rispettivamente 8 e 23 W/m K.

FISICA TECNICA AMBIENTALE

Professoressa: Ing. Michela Buzzetti

Esercitatore: Ing. Alessandro Miglioli

7. Considerare il flusso disperso attraverso le pareti verticali di un edificio di forma cubica con lato pari a 102 m e dotato di 3 finestre di superficie pari a 4x4 m ciascuna. Si consideri una trasmittanza media di 0,8 W/m K per le superfici opache e di 2 W/m K per le superfici trasparenti.

Una temperatura interna t pari a 20°C e una temperatura esterna t pari a 2°C.

Si considerino le misure delle superfici prese dall'esterno.

Quanta energia viene dispersa continuativamente nell'arco di 3 giorni?

Calcolare l'energia [kWh] dispersa continuativamente nell'arco di 3 giorni da una parete caratterizzata da:

• La parete divide l'ambiente interno a temperatura di 20°C dall'esterno che si trova a -10°C.
• Un valore di U = 0,1 W/mK di superficie pari a 6 m.

Calcolare il flusso disperso da una parete in tre diversi momenti della giornata in un giorno medio del mese di gennaio:

• Alle ore 8:00 con temperatura esterna pari a °C.
• Alle 14:00 con temperatura esterna pari a 4,7°C.
• Alle 20:00 con temperatura esterna pari a 1°C.

La parete è caratterizzata dalla seguente stratificazione dall'esterno verso l'interno che si trova a 20°C:

• La parete è caratterizzata da un intonaco con spessore di 1 cm e conducibilità termica di 0,9 W/mK.
• La parete è caratterizzata da un mattone con spessore di 25 cm e conducibilità termica di 0,3 W/mK.
• La parete è caratterizzata da...

isolante: sp. = 5 cm = 0,038 W/mK

intonaco: sp. = 1,5 cm = 0,9 W/mK

I coefficienti di adduzione h e h valgono rispettivamente 8 e 23 W/m K. Indicare il flusso maggiore registrato.i e

Considerando la parete posta nel sito di Palermo alle ore 14:00 all'esterno si hanno 15,4°C. Per ottenere nel sito di Milano il flusso pari a quello di Palermo quale spessore di isolante devo inserire nella parete?

L'edificio riportato in figura ha le pareti affacciate10.sull'ambiente esterno. Calcolare la trasmittanza delle pareti opache sapendo che sono costituite da mattoni=0,36 W/mK), intonacate all'interno e piene da 25 cm (λ=0,36 W/mK) all'esterno con 2 cm di intonaco (λ=0,7 W/mK).

Trascurando le dispersioni del solaio e del pavimento e considerando la trasmittanza complessiva delle finestre2 pari a U = 2 W/m K, calcolare la massima potenza termica (kW) che deve fornire un impianto di riscaldamento che funziona 24 ore su 24 per mantenere l'ambiente interno alla

temperatura di 20°C durante il periodo di riscaldamento (15 ottobre - 15 marzo). Calcolare, inoltre, l'energia termica fornita (kWh) per mantenere l'edificio alla temperatura di 20°C durante lo stesso periodo. I coefficienti liminari interno ed esterno h e h valgono rispettivamente 8 e 23 W/m K.

Temperature medie mensili per il sito di Mantova (°C): ottobre novembre dicembre gennaio febbraio marzo

14.0 8.0 3.0 1.2 3.7 8.5

21. Una parete con superficie frontale di 10 m separa un ambiente a temperatura t 22 °C da un ambiente a temperatura t 8 °C. Il flusso termico disperso attraverso la parete è pari a 150 W. Considerando i coefficienti liminari h 8 W/m K e h 20 W/m K, si calcoli la conduttanza della parete.

22. Calcolare la resistenza termica per adduzione relativamente ad una parete di 20 m in blocchi cavi con isolante, spessore 25 cm, con temperatura superficiale interna t pari a 295,15 K e delimitante un ambiente a 20°C.

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