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Prova scritta del 15 giugno 2004

Una portata A

m = 4200 kg/h di aria umida di ricircolo (proveniente da un locale condizionato)

alla temperatura t A=20°C e umidità relativa A=50% viene miscelata adiabaticamente ad una

portata di aria umida di rinnovo esterna E m tale da garantire 1,5 ricambi orari in un locale di

volume V=1000m3 (assumere la densità dell’aria a 20°C pari a =1,2 kg/m3 ).La temperatura e l’umidità relativa dell’aria di rinnovo esterna sono rispettivamente t E =0°C e

E =80%.

Mediante l’uso del diagramma psicrometrico allegato determinare per la portata d’aria

risultante dal mescolamento adiabatico:

a) l’umidità specifica x M (in g/kg);

b) l’entalpia specifica h M (in kJ/kg);

c) la temperatura t M (in °C);La portata d’aria viene quindi riscaldata fino a t I =35°C .

d) calcolare il flusso termico qc da fornire nella batteria di riscaldamento.

Un radiatore ha la forma di una piastra rettangolare sottile, disposta verticalmente, avente

altezza H = 0,65 m e larghezza B =1,10 m. Il radiatore è collocato in una stanza in cui l’aria è

alla temperatura t f =18°C , le superfici della piastra sono alla temperatura t p =70°C mentre le

pareti della stanza hanno una temperatura superficiale t s = t f e l’emissività della superficie

della piastra è = 0,9.

1) Calcolare la potenza termica scambiata dal radiatore per convezione.

Per valutare il coefficiente di convezione si usi la relazione:

31

Pr)(Gr0,129Nu

2) Calcolare la potenza termica scambiata dal radiatore per irraggiamento (considerare lastanza come un ambiente di grandi dimensioni);

Assumere per l’aria le seguenti proprietà alla temperatura media di film:

coeff. di dilatazione1

T K

-1

numero di Prandtl Pr = 0,704 –

viscosità cinematica = 1,75•10-5

m2 /s

conduttività termica = 0,0276 W/(m • K)

Am

Em

E M I

A cq

Soluzioni 15 giugno 2004

Dalla lettura del diagramma psicometrico allegato:

t A =20°C; A=50% h A=38,5 kJ/kga , x A= 7,2 gv / kga

t E =0°C; E =80% h E =7,5 kJ/kga , x E = 3,0 gv / kga

kg/h180051100021 , ,nV m ric E

Mescolamento adiabatico:

a) akJ/kg229 ,mm

hmhmh

E A

E E A A M

b) av /kgg945 ,mm

xm xm x

E A

E E A A M

c) Dalla lettura del diagramma oppure dalla

C14 E A

E E A A M

mm

t mt mt

Riscaldamento semplice:

x I = x M ; t I =35°C dalla lettura del diagramma psicometrico h I =50,5 kJ/kga

d) kW5353600

,hhmm

q M I

E A

1) C442

f p

mf

t t t ; 1-3- K103,153

1527344

11

,T mf

9

2

3

104421Gr , H t t g f p

65129PrGr1290Nu31

, ,/

Km

W

5055

Nu2 , H

W354092 ,t t BH q f pc

2) W45487244

,T T BH qs pr




In un impianto di condizionamento una portata d’aria am , a pressione atmosferica, alla

temperatura t M ed umidità relativa M, viene raffreddata e deumidificata fino a saturazione

mediante una batteria fredda avente una temperatura superficiale media t S (assumere caso

ideale in cui l’aria all’uscita della batteria fredda sia satura e abbia una temperatura t 1=t S). La

portataa

m viene successivamente riscaldata mediante una batteria di postriscaldamento fino

alla temperatura t I.

Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato determinare:1. gli stati dell’aria umida M, 1, I (con riferimento allo schema riportato qui di seguito) e le

trasformazioni 1 M e I1 ;

2. il flusso termico q f da asportare mediante la batteria fredda e la portata di drenaggio lm

3. il flusso termico qccda fornire nella batteria di postriscaldamento

Dati: am =1500 kg/h , t M=35°C, M = 55%, t S = 12,5°C, t I =18°C

Una parete multistrato è così costituita:

- strato 1: intonaco spessore s1= 2 cm e conduttività termica 1= 0,35 W/(m K),

- strato 2: laterizio spessore s2= 20 cm e conduttività termica 2= 0,5 W/(m K),

- strato 3: intercapedine d’aria avente resistenza termica specifica 3 R =0,2 (m2

K)/W,

- strato 4: isolante con spessore s4 e conduttività termica 4= 0,035 W/(m K),

- strato 5: forati spessore s5= 8 cm e conduttività termica 5= 0,3 W/(m K),

- strato 6: intonaco spessore s6= 2 cm e conduttività termica 6= 0,35 W/(m K),- coefficienti di scambio termico superficiale interno ed esterno rispettivamente:

i=8 W/(m2

K) e e=23 W/(m2

K).

Sapendo che se le temperature all’interno e all’esterno sono rispettivamente t i= 25°C e

te= -5°C, il flusso termico specifico è q 12W/m2

, calcolare:

1. lo spessore dello strato di isolante s4

2. la temperatura all’interfaccia fra lo strato 2 e lo strato 3

3. rappresentare qualitativamente l’andamento delle temperature

|q f |qcM

I

lm

am1


1) Dalla lettura del diagramma psicometrico allegato:

t M =35°C ; M =55% h M = 85 kJ/kga , x M = 19,5 gv / kga

1 M raffreddamento con deumidificazione

1=100% ; t 1 = t s = 12,5°C h1 =35 kJ/kga , x1 = 9,0 gv / kga

I1 riscaldamento semplice

xI = x1 = 9,0 gv / kga ; t I = 18°C hI = 41 kJ/kg

2) kW83203600

1 ,hhm

q M a

f flusso termico approssimato

kg/h75151000

1 , x x

mm M al

kW6203600

1 ,hmhhm

q ll M a f

flusso termico esatto

dove l’entalpia del condensatossll

t ,t ch 1874 52,3 kJ/kg

3) kW523600

1I ,hhm

q ac

1)

W

Km 351

11

2

6

6

5

5

3

3

2

2

1

1

653214

,sssss

q

t t

R R R R R R R R R

ei

ei

eitot

cm4,7m0470444 , Rs

2) C18213

tot

ieii

R"

R R Rt t t t



t

t

am

=

qc

vm

D=

t s t

D D

(g2=

=

t p=

am

cq vm

Soluzioni 13 luglio 2004

t E E = h E x E

t I I = h I x I

x2 x E =

t 2 t I =

x2 = t 2 = h E

, ,nV m persone personaa

E ac

hhmq

, x x

mm I av

, Dt t

gs D

, D D

, D

D

,t t Dq

scL

,T T Dq

psrL



Prova scritta del 7 settembre 2004

In un impianto di condizionamento, nel periodo invernale, una portata d’aria esterna

kg/ 1500am , a pressione atmosferica, alla temperatura t E =5°C ed umidità relativa

E =85%, viene pre-riscaldata fino alla temperatura t 1=28°C, umidificata in un saturatoreadiabatico fino a raggiungere un’umidità relativa all’uscita pari a 2=90% (ipotizzare la

trasformazione isoentalpica) e successivamente post-riscaldata fino alla temperatura t 3=33°C.

Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato:

1. tracciare sul diagramma le trasformazioni dell’aria umida 1E ,12e 23 (con riferimento alloschema riportato qui di seguito);

2. calcolare il flusso termico q pre e q post scambiato rispettivamente nelle batterie di pre e post-

riscaldamento;

3. calcolare la portata d’acqua di reintegro lm utilizzata nel processo di umidificazione.

L’intercapedine d’aria di un vetro camera ha uno spessore di b = 18 mm ed una altezza H =1,2m. Le temperature delle due facce interne siano rispettivamente t c=15°C e t f =5°C.

Si calcolino:

1. il flusso termico convettivo specifico cq utilizzando la seguente correlazione per il calcolo

del coefficiente di scambio termico per convezione naturale in cavità chiuse30

0,2620,25PrGr420Nu

,

bb

b

H ,

dove il pedice b indica che nel calcolo dei gruppi adimensionali si deve assumere lo

spessore come lunghezza di riferimento. Inoltre nel calcolo del Grashof si utilizzi ladifferenza di temperatura (t

c-t

f ).

Si assuma inoltre:

il rapporto 40b

H per rapporti di snellezza

b

H >40;

le seguenti proprietà per l’aria: (g )/v2=1,72 •10

81/(m

3K) , =0,025 W/ (m K) e

Pr=0,711.

2. il flusso termico radiativo specifico r q scambiato tra le due facce assumendo emissività

uguali e pari a =0,84.

q pre

E

lm

am 1

q post

2 3

Soluzioni 7 settembre 2004


t E = -5°C; E =85% p.to E e lettura h E = 16,5 kJ/kga , x E = 4,6 gv / kga

1E riscaldamento semplice x1 = x E =4,6 gv / kga ; t 1=28°C

p.to 1 e lettura h1=40 kJ/kga

12 umidificazione in saturatore adiabatico (trasformazione isoentalpica)

h2=h1 =40 kJ/kga ; 2=90% p.to 2 e lettura x2=9,8 gv / kga

23 riscaldamento semplice x3 = x2 =9,8 gv / kga ; t 1=33°C

p.to 3 e lettura h3=58 kJ/kga

2) kW893600

1 ,hhm

q E a

pre

3) kW573600

23 ,hhm

q a post

4) kg/h7,81000

2 x xmm I

al

1)43

21001Gr ,bt t

g f cb

0766 ,b

H 27140PrGr0,42Nu

300,262250 ,

, ,bb

Km

W7641

Nu2

,b

b

2m

W6417 ,t t q

f cc

2) 288,15273,15cct T K ; 278,15273,15

f f t T K

2

44

m

W337

12

,T T

qf c

r



Prova scritta del 16 dicembre 2004

Una portata d’aria am =1500 kg/h, a pressione atmosferica, alla temperatura t 1=30°C ed

umidità relativa 1=60%, viene raffreddata e deumidificata in una batteria fredda avente unatemperatura superficiale media t S=8°C. L’umidità relativa dell’aria all’uscita della batteria sia

2=95%.

Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato determinare:

1. gli stati dell’aria umida all’ingresso 1 e all’uscita 2 della batteria fredda e la

trasformazione12;

2. il flusso termico q f da asportare mediante la batteria fredda e la portata di drenaggio lm

3. il contributo latente q del flusso termico q f

Una stanza di dimensioni 4x4x3 è riscaldata da un pannello “radiante” a pavimento di

dimensioni 4x4 che mantiene la superficie del pavimento alla temperatura t p =28°C.

1. Calcolare il flusso termico qc che il pannello scambia per convezione quando l’aria della

stanza è a t =20°C.

2. Calcolare il flusso qr scambiato dal pannello per irraggiamento nell’ipotesi che le altre pareti

della stanza siano alla temperatura t s=18°C e che tutte le superfici abbiano emissività = 0,85.

Per il calcolo del coefficiente di scambio termico convettivo utilizzare la seguente relazione

valida per superfici riscaldanti piane orizzontali e flusso termico ascendente:

Nu = 0,15 (Gr Pr)0,33

Assumere le seguenti proprietà per l’aria alla temperatura media di film:

gruppo (g2=1,37 •10

81/(m

3K), conduttività termica =0,0261 W/(m K)e Pr=0,708.

|q f |

lm

am 1 2

Soluzioni 16 dicembre 2004


t 1 =30°C ; 1=60% p.to1 e lettura h1= 71,2 kJ/kga , x1= 16 gv / kga

12 raffreddamento con deumidificazione

- p.to 2 ideale: 2id=100% ; t 2id = t s = 8°C

- p.to 2 reale: individuato dall’intersezione del segmento id 12 e della curva 2=95%

lettura h2= 34 kJ/kga , x2= 8,5 gv / kga

2) kW5153600

12 ,hhm

q a f flusso termico approssimato

kg/h25111000

21 , x x

mmal

kW4153600

12 ,hmhhm

q lla f flusso termico esatto

dove l’entalpia del condensato ssll t ,t ch 1874 33,5 kJ/kg

3) Individuale il punto ausiliario p.to3 tale che x3 = x2 =8,5 gv /kga ; t 3 =t 1=30°C let tura

h3=52kJ/kg

kW083600

13,hh

mq a contributo latente del flusso termico

f q

kW573600

32 ,hhm

q as contributo sensibile del flusso termico f

q

1) 1

2 ba

ba

pannelloPerimetro

pannello Area L m

93

2100961Gr , Lt t

g p

75128PrGr150Nu31

, ,/

Km

W363

Nu2

, L

W430t t Aq p pc



2) W4777-11-1

12

44

,

AF A A

T T q

ss

s

p p p

p

s p

r

- dove l’area del pannello e quella delle altre superfici della stanza sono rispettivamente

ba A p

e H )ba(ba As

2

-s p

- F 12=1

Prova scritta del 17 marzo 2005

Nell’impianto di condizionamento invernale di un locale, la portata di ricircolo Am alla

temperatura t A =21°C e umidità relativa A =60% viene miscelata adiabaticamente alla

portata di rinnovo esterna E m alla temperatura t E =0°C e umidità relativa E =80%. La portata

risultante I m viene quindi riscaldata e immessa nel locale condizionato ad una temperatura t I

=35°C e umidità relativa I =20%.

In riferimento allo schema riportato qui di seguito e con l’ausilio del diagramma psicrometrico

allegato, individuare:

1. gli stati dell’aria umida E, A, I

2. lo stato dell’aria umida M a partire dalla rappresentazione sul diagramma psicrometricodeiprocessi di mescolamento adiabatico e di riscaldamento semplice (a umidità specifica x

costante).

Ipotizzando che nel locale venga immessa una portata I m =4000 kg/h:

3. calcolare il flusso termico qc fornito nella batteria di riscaldamento

4. calcolare l’entità delle portate di ricircolo Am e di rinnovo E m

A livello progettuale una parete è così costituita (dall’interno verso l’esterno):

- strato 1: mattoni forati, spessore s1= 8cm e conduttività termica apparente 1= 0,34

W/(mK),

- strato 2: intercapedine d’aria di 10cm, resistenza termica specifica 2 R = 0,16 (m2K)/W,

- strato 3: mattoni forati, spessore s3 = 12 cm e conduttività termica apparente 3 = 0,44

W/(mK).

Assumendo i seguenti valori per i coefficienti di scambio termico superficiale interno ed

esterno: i = 8 W/(m2

K) e e = 23 W/(m2

K).

1. Si calcoli i valori della resistenza termica specifica totale tot R e del coefficiente di

trasmissione globale U .

Nell’ipotesi di voler ridurre il coefficiente di trasmissione globale a un valore pari aU 0=0,6W/(m

2K) isolando la parete verso l’esterno con uno strato di polistirolo espanso

(conduttività termica 4 = 0,03 W/(m K) ) ed intonaco (spessore s5 = 1 cm e conduttività

termica 5 = 0,9 W/(m K) ),2. calcolare lo spessore s4 dello strato di polistirolo;

3. calcolare il flusso termico specifico è q e la temperatura della superficie interna della

parete nel caso in cui le temperature dell’aria sul lato interno ed esterno siano

rispettivamente t i=20°C e t e =0°C.

Im

Am

Em E M I

A c

q



Soluzioni 17 marzo 2005




t I =35°C; I =20% h I =53,0 kJ/kga , x I = 7,0 gv / kga

MI riscaldamento semplice: x M = x I p.to M si individua come intersezione del segmento

AE con la retta x= x I . Dalla lettura d el diagramma h M =31,0 kJ/kga

2) kW4243600

,hhm

q M I

I c

3) Dal bilancio di massa sull’aria secca E A I mmm e dal bilancio entalpico

E E A A M I hmhmhm (o equivalentemente dal bilancio di massa sul vapore

E E A A M I xm xm xm ) si ricavano le portate E A

mm e :

A E

A M I E

hh

hhmm =1493 kg/h

E I A mmm =2507 kg/h

4)

W

Km8360

11 2

3

32

1

1

54321

,s

Rs

R R R R R R R R

ei

eitot

Km

W1951

12

, R

U tot

5)W

Km1,667

12

0

0U

R ,tot

m02505

5044 ,

s R Rs tot ,tot

6)20

m

W12ei t t U q

C5180

1 , R

t t Rt t

,tot

eiii

Prova scritta del 6 aprile 2005

Una portata d’ariaa

m =1800 kg/h, a pressione atmosferica, alla temperatura t 1=30°C ed

umidità relativa 1=60%, viene raffreddata e deumidificata in una batteria fredda avente una

temperatura superficiale media t S=8°C. L’umidità relativa dell’aria all’uscita della batteria sia2=95%.

La portataa

m viene successivamente riscaldata mediante una batteria di post-riscaldamento

fino alla temperatura t 3=18°C.Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato determinare:

1. gli stati dell’aria umida 1, 2, 3 (con riferimento allo schema riportato qui di seguito) e le

trasformazioni12 e 23 ;

2. il flusso termico q f da asportare mediante la batteria fredda e la portata di drenaggio lm ;

3. il contributo latente q del flusso termico q f asportato mediante la batteria fredda ;

4. il flusso termico qc da fornire nella batteria di post-riscaldamento.

Una muratura esterna in fase di progetto è così costituita (dall’interno verso l’esterno):

- strato 1: intonaco interno, spessore s1= 1,5 cm e conduttività termica 1= 0,8 W/(mK),

- strato 2: laterizi da 8 cm, resistenza termica specifica 2 R = 0,2 (m2K)/W,

- strato 3: poliuretano espanso, spessore s3 = 2 cm e conduttività termica apparente

3=0,032W/(mK),

- strato 4: calcestruzzo, spessore s4 = 18cm, e conduttività termica 4 = 1,67 W/(mK).

- strato 5: intonaco esterno, spessore s5= 1,5 cm e conduttività termica 5= 0,9 W/(mK).

Assumendo i seguenti valori per i coefficienti di scambio termico superficiale interno ed

esterno:

i = 8 W/(m2

K) e e = 23 W/(m2

K).

1. Si calcoli i valori della resistenza termica specifica totaletot

R e del coefficiente di

trasmissione globale U .

2. Nell’ipotesi che la temperatura dell’ambiente interno sia t i=20°C e quella dell’ambiente

esterno sia t e =-8°C, si calcoli il flusso termico specifico è q e la distribuzione delle

temperature nella parete. Si tracci inoltre l’andamento qualitativo delle temperature

all’interno della parete.

3. Verificare che, nelle suddette condizioni ( t i=20°C e t e =-8°C), la temperatura dellasuperficie interna t 1 sia maggiore o uguale a 18°C; in caso contrario calcolare lo spessore

minimo dello strato di isolante 3s necessario per soddisfare tale vincolo.

|q f |

lm

am 1 2

qc

3



Soluzioni 6 aprile 2005


t 1 =30°C ; 1=60% p.to1 e lettura h1= 71,2 kJ/kga , x1= 16 gv / kga

12 raffreddamento con deumidificazione

- p.to 2 ideale: 2id=100% ; t 2id = t s = 8°C

- p.to 2 reale: individuato dall’intersezione del segmento id 12 e della curva 2=95%

lettura h2= 34 kJ/kga , x2= 8,5 gv / kga

31 riscaldamento semplice

x3 = x2 = 8,5 gv / kga ; t 3 = 18°C h3 = 40 kJ/kg

2) kW6183600

12 ,hhm

q a f flusso termico approssimato

kg/h513

1000

21 , x x

mmal

kW5183600

12 ,hmhhm

q lla f

flusso termico esatto

dove l’entalpia del condensatossll

t ,t ch 1874 33,5 kJ/kg

3) Individuale il punto ausiliario p.to4 tale che x4 = x2 =8,5 gv /kga ; t 4 =t 1=30°C let tura

h4=52kJ/kg

kW693600

14 ,hhm

q a contributo latente del flusso termico f q

(NB: kW093600

42 ,hhm

q as contributo sensibile del flusso termico f q )

4) kW033600

23 ,hhmq ac

1)

W

Km1371

11 2

5

5

4

4

3

32

1

1

54321

,sss

Rs

R R R R R R R R

ei

eitot

KmW8801 2 ,

RU

tot

2)2

m

W24,63ei t t U q

C16,91 iiRqt t

C16,5112 Rqt t

C11,5223 Rqt t

C-3,9334 Rqt t

C-6,5445 Rqt t

C-6,9556 Rqt t

3) t 1=16,9 °C < t 1lim=18°C

limi

eiieilim ,tot

t t

t t R R R R

s R R R R

1

54

3

321

m0405421

1

33, R R R R R R

t t

t t Rs

ei

limi

eii




In un impianto di condizionamento una portata d’aria 1am =1500 kg/h uscita dalle batteria calda alla

temperatura t 1=38°C ed umidità relativa 1=10%, viene deumidificata a vapore (ipotizzare la

trasformazione isoterma) fino a un’umidità relativa 2=40%. Successivamente viene miscelata(mescolamento adiabatico) con una portata d’aria 3am = 500 kg/h prelevata dall’esterno alle

condizioni di temperatura t 3=8°C ed umidità relativa 3=60%,

Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato e con riferimento allo schema riportato qui di

seguito:1. indicare sul diagramma gli stati dell’aria umida 1 e 3;

2. tracciate la trasformazioni12;

3. calcolare l’umidità specifica x4 e l’entalpia specifica h4 dell’aria alla fine della miscelazione

adiabatica; indicare lo stato 4 sul diagramma;

4. FACOLTATIVA: calcolare la portata di vapore vm utilizzata nel processo di umidificazione;

Un vetro camera è costituito da due lastre di vetro dallo spessore s= 4mm separate da

un’intercapedine d’aria di spessore b=6mm. La conduttività termica del vetro è v=0,8 W/(mK)

mentre per l’intercapedine si può assumere una resistenza termica specifica b R =0,67 volte la

resistenza termica conduttiva di uno strato d’aria di uguale spessore. Si assuma la conduttività

termica dell’aria a=0,025 W/(mK). Assumendo i seguenti valori per i coefficienti di scambio

termico superficiale interno ed esterno: i = 8 W/(m2 K) e e = 23 W/(m2 K).

1. Si calcoli i valori della resistenza termica specifica totaletot

R e del coefficiente di trasmissione

globale U .

2. Nell’ipotesi che la temperatura dell’ambiente interno sia t i=20°C e quella dell’ambiente esterno

sia t e =-5°C, si calcoli il flusso termico specifico è q . Si tracci inoltre l’andamento qualitativo

delle temperature all’interno della parete.

3. FACOLTATIVA: Si calcoli il valore della temperatura t 1 della superficie del vetro rivolta verso

l’ambiente interno.

Un’aula da 60 posti, a forma di parallelepipedo, delle dimensioni in pianta da 15x8 metri ed alta 4

metri, ha il soffitto ricoperto di pannelli in gesso perforati, le pareti sono intonacate, il pavimento è

in linoleum; su una delle pareti da 15 metri ci sono ampie vetrate per una superficie pari a 24 m2. Le

poltroncine sono imbottite mentre l'assorbimento dovuto ai banchi è trascurabile.

Con l’ausilio della seguente tabella, dove sono riportati anche i coefficienti di assorbimento dei vari

materiali, calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazione dell’aula vuota.

1 2

3

1am

3am

4am

vm

Cognome Nome Mat.

coeff. diassorbimento

area S[m2]

o

numeropoltrone/persone

assorbimento

A[m2]

Pavimento (linoleum) 0,03

Superfici intonacate 0,02

Pannelli in gesso perforato 0,56

Finestre 0,04

Poltrone vuote 0,30

Persone sedute 0,30

Assorbimento acustico dell’aula vuota [m2]

Volume[m3]

Tempo di riverberazione dell’aula vuota (Sabine) [s]

Allegare la tabella completata alle soluzioni degli esercizi.





t 1 = 38°C; 1=10% h1 = 48,8 kJ/kga , x1= 4,0 gv / kga

t 3 = 8°C; 3 =60% h3 = 18,0 kJ/kga , x3 = 4,0 gv / kga

2) 12 umidificazione a vapore (trasformazione isoterma) t 2 = t 1 =38°C;

2 = 40% ; t 2 =3 8° C i l p .t o 2 h2 = 81,5 kJ/kga ; x2 =16,8 gv / kga

3) Mescolamento adiabatico tra aria umida negli stati 2 e 4:

poiché 12 aamm

a

31

33214 kJ/kg665 ,

mm

hmhmh

aa

aa

av

31

33214 /kgg,613

aa

aa

mm

xm xm x

4) Bilancio di massa sul vapore

2211 xmm xm ava

poiché 12 aa mm

121 x xmm av =19200 gv / h 19,2 kgv / h

1) La resistenza termica conduttiva di uno strato d’aria di spessore b è

a

aria

b R

W

Km0,1610,67

2

a

b

b R

W

Km3390

1670

1 2

,sb

,s

R R R R R R

evavi

evbvitot

Km

W952

12

, R

U tot

2)2

m

W773 ,t t U q ei

3) C8101 , Rqt t ii

Le soluzioni sono riportate in grassetto nella tabella allegata al testo d’esame.

Assorbimento totale jiiaula

AS A [m2]

Tempo di riverberazioneaula

A

V ,T 1630

60[s]

Prova scritta del 7 luglio 2005

Un locale di volume V viene condizionato durante la stagione estiva immettendovi una portata d’aria di rinnovo

am tale da garantire n ricambi orari. La portata am viene completamente prelevata dall’esterno a temperatura t E e

umidità relativa E , viene raffreddata e deumidificata fino alle condizioni di saturazione in una batteria freddaavente temperatura superficiale media t S e quindi miscelata con aria ambiente.

Con riferimento allo schema qui sotto e con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato:

1. individuare gli stati dell’aria umida all’ingresso E e all’uscita 1 dalla batteria fredda e la trasformazione E1 ;

2 . la por ta ta am (si assuma la densità dell’aria pari a =1,2 kg/m3 );

3. il flusso termico q f da asportare mediante la batteria fredda;

4. la portata di drenaggio lm .

Dati:

V n t E E t S

Gruppo m3 1/h °C % °C

120 1 34 50 8

100 1 32 60 12

Il tetto di un fabbricato è perfettamente isolato verso l’interno e scambia calore esclusivamente verso l’esternoper irraggiamento solare e per convezione forzata dovuta all’azione del vento. La temperatura dell’aria esternasia T e.

1. Siano u la velocità del vento e L la lunghezza del tetto nella direzione del vento. Calcolare il coefficiente

di scambio termico convettivo c utilizzando la seguente correlazione empirica

0,330,8Pr23550Re0360Nu L L ,

assumendo le seguenti valori per le proprietà dell’aria: =1,5 10-5

m/s; Pr=0,71; =0.0258 W/(mK)

2. Calcolare il flusso specifico assorbito dalla superficie del tetto per irraggiamento solare sole ,r q ,ipotizzando

che riceva un’irradiazione solare Gs e che abbia un coefficiente di assorbimento della radiazione solare s.3. Calcolare la temperatura superficiale del tetto T s assumendo che i flusso termico verso l’interno sia nullo

ovvero che il flusso termico convettivo convq bilanci quello assorbito per irraggiamento solare sole ,r q .

t e u L Gs s

Gruppo K m/s m W/m2

-

293 9 10 850 0,6

295 6 15 870 0,5

|q f |

lm

am E 1

0q

sole ,r qu

L

convq



Una sala conferenze da n posti, a forma di parallelepipedo dalle dimensioni in pianta Lx B ed alta H , ha ilpavimento in linoleum, 3/4 del soffitto e la parete di fondo ricoperti di pannelli in gesso perforati, le restantipareti e 1/4 del soffitto sono intonacati. Le poltroncine sono imbottite.Con l’ausilio della tabella sottostante, dove sono riportati i coefficienti di assorbimento dei vari materiali,calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazione della sala riempita per 2/3.

Dati:

n L B H

Gruppo - m m m

180 22 16 6

120 18 14 6

Cognome Nome Gruppo Mat.


area S[m2]

o


assorbimentoA[m

2]




Poltrone vuote [m2] 0,30

Persone sedute [m2] 0,30

Assorbimento acustico della sala riempita per 2/3 [m2]

Volume [m3]

Tempo di riverberazione della sala riempita per 2/3 (Sabine) [s]


Soluzioni 7 luglio 2005: Tema A e tra parentesi i risultati del TemaB


t E =34°C (32°C); E =50% (60%) h E =77,2kJ/kga (78kJ/kga), x E =16,8gv /kga

(18gv /kga)

1 E raffreddamento con deumidificazione fino alle condizioni di saturazione

1=100% (100%) ; t 1=t s=8°C (12°C) h1=24,8kJ/kga (34kJ/kga), x1=6,7gv /kga

(8,7gv /kga)

2) kg/h120kg/h144V nma

3) Bilancio entalpico trasformazione 1 E : f lla E a

qhmhmhm1

Poiché la portata di condensato è molto inferiore alla portata d’aria, il

contributoll

hm può essere trascurato e il flusso termico scambiato può essere

approssimato: 13600

hhm

q E

a f 2,1 kW (1,47 kW)

Per valutare il calcolare contributo llhm si calcolano:

la portata del condensato1000

1 x x

mm E al

1,45 kg/h (1,12 kg/h)

l’entalpia del condensatossll

t ,t ch 1874 33,5 kJ/kg (50,2 kJ/kg)

il flusso termico esatto è3600

1 ll E a f

hmhhmq 2,08 kW (1,45 kW)

1)66

106106ReLu

330,330,81075710757Pr23550Re0360Nu , , ,

L L

Km

W13,3

Km

W20

Nu22

L L

c

2) )W/m435(W/m510G22

sssole ,r q

3) Se il flusso termico convettivo scambiato dalla superficie del tetto con l’aria

esterna escc T T q bilancia il flusso termico assorbito per irraggiamento

solare sGssole ,r q sole ,r sescc qT T q G si ricava l’incognita

K327,6K318,5G

c

ses

T T


Assorbimento totale jiiaulaAS A [m

2]


A

V ,T 1630

60[s]




In una sala ristorante durante la stagione estiva si mantengono una temperatura t A=26°C e una

umidità relativa A=50%, immettendo una portata d’aria am alla temperatura t I =20°C e umiditàrelativa 1=60%.Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato determinare:

1. gli stati dell’aria umida immessa I ed estratta A dalla sala ristorante (con riferimento allo schema

riportato qui di seguito)

2. la portata d’aria am che è necessario immettere nell’ambiente per compensare un flusso termico

totale (sensibile e latente) generato all’interno qt = 30kW

3. la portata di vapore generata all’interno vm che si riesce ad asportare.

Una muratura esterna è così costituita (dall’interno verso l’esterno):



- strato 3: polistirene espanso, spessore s3 e conduttività termica apparente 3=0,035W/(mK),

- strato 4: blocchi in laterizio, spessore s4= 20cm e conduttività termica 4 = 0,36 W/(mK).


Si assumano i seguenti valori per i coefficienti di scambio termico superficiale interno ed esterno:

i = 8 W/(m2

K) e e = 23 W/(m2

K).

Ipotizzando di voler progettare la muratura in modo che il flusso termico specifico 1q non superi

10W/m2

in presenza di una differenza di temperatura 1t =21 K fra ambiente interno ed esterno,

calcolare:

1. il coefficiente di trasmissione globale massimo U della parete e il corrispondente valore della

resistenza termica specifica totale tot R2. lo spessore minimo dello strato di isolante s3

Per la parete così costituita e nella condizione in cui le temperature dell’ambiente interno e

dell’ambiente esterno siano rispettivamente ti =25°C e te= -5°C,

3. calcolare il flusso termico specifico 2q

4. calcolare la temperatura all’interfaccia fra lo strato 2 e lo strato 3

AtA , A

qt

am

vm

I A

Un’aula da 40 posti, a forma di parallelepipedo delle dimensioni in pianta 14x6m2

e 4m in altezza,

ha il soffitto ricoperto di pannelli in gesso perforati, le pareti intonacate, il pavimento in linoleum.

Su una delle pareti da 14m ci sono ampie vetrate per una superficie pari a 20m2. Le poltroncine

sono imbottite mentre l'assorbimento dovuto ai banchi è trascurabile.

Con l’ausilio della seguente tabelle e limitando l’analisi alla frequenza di centrobanda 500Hz cui

sono riferiti tutti i dati forniti:

1. calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazione dell’aula vuota

2. trovare il potere fonoisolante minimo R della parete divisoria di dimensioni 6x4m2

che separa

l’aula da un laboratorio, ipotizzando che il livello di rumore prodotto nel laboratorio sia Llab=80dB e che il livello acustico accettabile nell’aula sia Laula =40dB. Utilizzare l’espressione:

aula

d aulalab

A

S Log R L L 10

Cognome Nome Mat.


area S[m2]

o


assorbimento

A[m2]




Finestre 0,04

Poltrone vuote 0,30

Persone sedute 0,30

Assorbimento acustico dell’aula vuota Aaula [m2]

Volume[m3]


Superficie della parete divisoria Sd [m2]

Potere fonoisolante minimo del divisorio R [dB]






t A = 26°C; A =50% h A = 53 kJ/kga , x A =10,5 gv / kga

t I = 20°C; I =60% h I = 42 ,5 kJ/kga , x I = 8,75 gv / kga

2) Bilancio entalpico sull’ambiente:

AaAt I aI hmqhm

dove qt è il flusso termico totale comprensivo del contributo sensibile e di quello

latente vvlatente hmq .

Poiché aaAaI mmm (bilancio di massa sull’aria secca) Aat I a hmqhm

/hkg1010,3 /skg862 a3

a ,hh

qm

I A

t a


AaAv I a xmm xm

I Aav x xmm =5,0 gv / s 18,0 kgv / h

1)tot R

t t U q 111

Km

W4760

21

1 ,t

qU ;

W

Km12

1 2 ,

U Rtot

2)

W

Km1351

112

5

5

4

4

2

2

1

1

54213

,ssss

q

t t

R R R R R R R R

ei

ei

eitot

cm4m040333 , Rs

3)222

m

W2814 ,t t U t U q ei

C202123 R R Rqt t ii



AS A [m2]


A

V ,T 1630

60[s]

Potere fonoisolanteaula

d aulalab

A

S Log L L R 10


Una portata d’aria umida 1m =1000 kg/h alla temperatura t 1=20°C e umidità relativa 1=40% viene

riscaldata in una batteria calda fino alla temperatura t 2=30°C e successivamente viene mescolata aduna portata d’aria 3m alla temperatura t 3=14°C e umidità relativa 3=80%.

Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato:

1. determinare gli stati dell’aria umida 1, 2, 3 e tracciare le trasformazioni 12 e 23 (conriferimento allo schema riportato qui di seguito);

2. calcolare il flusso termico qc fornito dalla batteria di riscaldamento;

3. calcolare la portata 3m necessaria affinché la temperatura della portata 4m all’uscita del

mescolamento sia t 4=25°C.

Per il riscaldamento di una camera si sono adottati pannelli radianti a pavimento.

La sezione del pavimento, riportata in figura, prevede dall’alto verso il basso:

- strato 1: parquet in legno, spessore s1= 1 cm e conduttività termica 1= 0,18 W/(mK),

- strato 2: massetto sopra l’asse dei tubi, spessore s2= 4 cm e conduttività termica 2=1,2W/(mK),

- strato 3: massetto sotto l’asse dei tubi,spessore s3= 2 cm e conduttività termica 3=1,2W/(mK),

- strato 4: isolante, spessore s4= 4 cm e conduttività termica 4 = 0,04 W/(mK).

- strato 5: soletta in calcestruzzo, spessore s5= 15 cm e conduttività termica 5= 1,9 W/(mK).

La temperatura dell’ambiente superiore sia t sup=20°C e la relativa resistenza termica superficiale

specifica sia sup R =0,093 (m2K)/W.

La temperatura dell’ambiente inferiore sia t inf =20°C e la relativa resistenza termica superficiale

specifica sia inf R =0,17 (m2K)/W.

Assumendo che la temperatura superficiale del pavimento sia

t 1=29°C, si chiede di determinare:

1. il flusso termico supq scambiato con l’ambiente superiore;

2. la temperatura t tubi in corrispondenza dell’interfaccia in cui

sono posizionati i tubi;

3. il flusso termico inf q scambiato con l’ambiente superiore.

3

m

4m

1m 1 42

3

cq

t 1

t tubi

1

2

3

4

5

supq

inf q




e 4m in altezza,ha il soffitto ricoperto di pannelli in gesso perforati, le pareti intonacate, il pavimento in linoleum.

Su una delle pareti da 10m ci sono ampie vetrate per una superficie pari a 14m2. Le poltroncine

sono imbottite mentre l’assorbimento dovuto ai banchi è trascurabile.

Con l’ausilio della seguente tabella, calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazione

dell’aula riempita per 2/3.

Cognome Nome Mat.


area S[m2]

o


assorbimento

A[m2]




Finestre 0,04

Poltrone vuote 0,30

Persone sedute 0,30

Assorbimento acustico dell’aula riempita per 2/3 Aaula [m2]

Volume[m3]

Tempo di riverberazione dell’aula riempita per 2/3 (Sabine) [s]




t 1 = 20°C; 1 =40% h1 = 35 kJ/kga , x1 = 5,8 gv / kga

12 riscaldamento x2 = x1 = 5,8 gv / kga ; t 2 = 30°C; h2 = 45 kJ/kga

t 3 = 14°C; 3 =80% h3 = 34 kJ/kga , x3 = 8 gv / kga

2) B ilancio enta lp ico:

2211 hmqhm c

Poiché 12 mm (bilancio di massa sull’aria secca)

kW7823600

121 ,hh

mqc

3) Determinazione stato dell’aria umida 4 sul diagramma psicometrico:

appartiene al segmento 23 (mescolamento adiabatico); t 4 = 25°C

h4 = 41,5 kJ/kga , x4 = 6,5 gv / kga

Utilizzando il bilancio entalpico 443322 hmhmhm dove 324 mmm (bilancio

di massa sull’aria secca) si ricava, attraverso semplici passaggi matematici,

234

423 m

hh

hhm = 466,7 kg/h.

In alternativa, si può utilizzare il bilancio di massa sul vapore 443322 xm xm xm

e si ricava 234

423 m

x x

x xm = 466,7 kg/h

1)2

1

m

W896 ,

R

t t q

sup

supsup

2) Poiché il flusso supq nelle ipotesi di flusso stazionario monodimensionale

è costante attraverso gli strati 1 e 2 si ricava immediatamente

21

1

R R

t t q tubi

sup 211 R Rqt t suptubi =37,6°C

doveW

Km0560

2

1

11 ,

s R e

W

Km0330

2

2

22 ,

s R

3) 2543 m

W

913 , R R R R

t t

q inf

inf tubi

inf

doveW

Km0170

2

3

33 ,

s R ;

W

Km1

2

4

44

s R e

W

Km0,079

2

5

55

s R



AS A [m2];


A

V ,T 163060 [s]

t sup

t 2

t 1

t tubi

t 4

t 6

t 5

t inf

sup R

3 R

4 R

5 R

inf R

1 R

2 R

inf q

supq




Nell’impianto di condizionamento estivo di un locale, la portata di ricircolo 1m = 800 kg/h a

temperatura t 1=26°C e umidità relativa 1 =50%, viene mescolata adiabaticamente alla portata di

rinnovo esterna 2m =1800 kg/h a temperatura t 2 =35°C e umidità relativa 2 =55%. La portata risultante

3m viene quindi raffreddata e deumidificata fino alle condizioni di saturazione in una batteria fredda

avente temperatura superficiale t s =12,5°C.

In riferimento allo schema riportato qui di seguito e con l’ausilio del diagramma psicrometrico

allegato:

1. individuare gli stati dell’aria umida 1 e 2;

2. calcolare l’entalpia specifica h3 e l’umidità specifica x3 dell’aria alla fine della mescolamento

adiabatico ed indicare lo stato 3 sul diagramma;

3. tracciare la trasformazione 34 , calcolare il flusso termico |q f | da asportare nella batteria fredda e la

portata d’acqua di drenaggio lm .

La stratigrafia di una muratura esterna è così costituita (dall’interno verso l’esterno):



- strato 3: poliuretano espanso, spessore s3 e conduttività termica apparente 3=0,032W/(mK),

- strato 4: blocchi in laterizio, spessore s4= 25cm, resistenza termica specifica 4 R = 0,741(m2K)/W


Si assumano i seguenti valori per i coefficienti di scambio termico superficiale interno ed esterno:i = 8 W/(m

2K) e e = 23 W/(m

2K).

1. Calcolare lo spessore dello strato di isolante s3 presente nell’ipotesi che il flusso termico specifico

1q sia 8,2 W/m

2in presenza di una differenza di temperatura 1

t =20 K fra ambiente interno ed

esterno.

2. Calcolare la temperatura all’interfaccia fra lo strato 2 e lo strato 3 nella condizione in cui le

temperature dell’ambiente interno e dell’ambiente esterno siano rispettivamente ti =20°C e te= -5°C.

3. Tracciare l’andamento qualitativo della temperatura all’interno della parete

lm

1m

2m

1 3

2

4


e 4m in altezza, ha

il soffitto ricoperto di pannelli in gesso perforati, il pavimento in linoleum, le pareti intonacate. Su una

delle pareti da 12m ci sono ampie vetrate per una superficie pari a 18m2. Le sedie sono in legno.

L'assorbimento dovuto ai banchi è trascurabile.

Con l’ausilio della seguente tabelle e limitando l’analisi alla frequenza di centrobanda 500Hz cui sono

riferiti tutti i dati forniti:

1. calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazione dell’aula vuota2. calcolare di quanto migliora l’assorbimento acustico dell’aula vuota nel caso in cui la superficie

vetrata sia completamente coperta da un tendaggio pesante avente coefficiente di assorbimento

=0,70.

Cognome Nome Mat.




1) Dalla lettura del diagramma psicrometrico allegato:

t 1 =26°C; 1=50% h1=53,0 kJ/kga , x1= 10,5 gv / kga

t 2 =35°C; 2=55% h2=85,0 kJ/kga , x2= 19,5 gv / kga

2) Mescolamento adiabatico:

/hkg2600 a213mmm

akJ/kg75,2

m

hmhmh

3

22113

av /kgg16,7 m

xm xm x

3

22113

3) 34 raffreddamento con deumidificazione fino a saturazione

4=100% ; t 4 = t s = 12,5°C dalla lettura del diagramma psicrometrico

h4 =35 kJ/kga , x4 = 9,0 gv / kga

kW2943

3

f hh3600

mq flusso termico approssimato

kg/h20

1000

x xmm 43

3l

NB: 1 h 3600s allora s / kgm3600

h / kgm3

3; 1kg 1000g allora av43

av43 kg / kg x x1000

kg / g x x

1)W

Km0,125

2

i

i

1 R ;

W

Km0,043

2

e

e

1 R

W

Km0,019

0,8

0,0152

1

1

1

s R ;

W

Km0,017

0,9

0,0152

5

5

5

s R

W

Km2,439

2

q

t R 1

tot

W

Km1,264

2

e5421itot 3 R R R R R R R R

cm4m0,04333 Rs

2) C16,1tot

21iei

i3 R

R R Rt t t t


Assorbimento totale jiiaula AS A [m2]; Tempo di riverberazioneaula A

V ,T 1630

60[s]

Nel caso in cui la superficie vetrata sia coperta da tendaggio Atendaggio= tendaggioS finestrata=12,6m2

sedietendaggi pannellionacateint .sup pavimentoaulaA A A A A A

U n i v e r s i t à d e g l i s t u d i d i U d i n eCorso di Laurea in Scienze dellArchitettura

F a c o l t à d i I n g e g n e r i aC O R S O D I F I S I C A T E C N I C A A M B I E N T A L E


Una portata = 4200 kg/h di aria umida di ricircolo (proveniente dal locale condizionato) alla

temperatura t

Am

A=20°C e umidità relativa A=50% viene miscelata adiabaticamente ad una portata di

aria umida di rinnovo esterna tale da garantire n=1,5 h E m-1

ricambi orari nel locale di volume

V=1000m3 (assumere la densità dell’aria a 20°C pari a =1,2 kg/m3). La temperatura e l’umiditàrelativa dell’aria di rinnovo esterna sono rispettivamente t E =0°C e E =80%.

Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato e in riferimento allo schema riportato sotto:

1. determinare gli stati dell’aria umida A ed E;

2. calcolare la portata d’aria umida di rinnovo esterna ; E m

3. determinare lo stato dell’aria umida M;

La portata risultante viene quindi riscaldata fino a t I =35°C .

4. calcolare il flusso termico qc da fornire nella batteria di riscaldamento.

Am

Em E M I

A cq

Un fabbricato industriale ha dimensioni L=50 m, W=30 m e H=6 m.

Le pareti laterali sono così costituite:

- strato 1: cemento, spessore s1 = 5 cm e conduttività termica 1 = 0,9 W/(m K)

- strato 2: isolante, spessore s2 = 5 cm e conduttività termica 2 = 0,033 W/(m K)

- strato 3: cemento, spessore s3 = 5 cm e conduttività termica 3 = 0,9 W/(m K)

Si assumano i seguenti valori per i coefficienti di scambio termico superficiale interno ed esterno:

i = 7,7 W/(m2

K) e e = 25 W/(m2

K).

W

H

L

F I N E S T R E

1. Calcolare i valori della resistenza termica specifica totale par R e del

coefficiente di trasmissione globale delle pareti laterali. par

U

2. Calcolare il flusso termico specifico par q disperso attraverso le pareti

laterali nell’ipotesi in cui le temperature di progetto interna ed esterna

siano rispettivamente t i=18°C e t e =-5°C .

3. Calcolare il flusso termico totale disperso attraverso l’involucro edilizio nelle medesime

condizioni di progetto (t

tot q

i=18°C, t e =-5°C) sapendo che:

- ciascuna delle pareti laterali lunghe presenta una superficie finestrata avente area A fin=50m2

e

coefficiente di trasmissione globale =3,48 W/m fin

U 2K,

- la copertura presenta un coefficiente di trasmissione globale =0,542 W/ mcopU

2K

- il flusso termico specifico attraverso il pavimento è pavq =9,2 W/m

2.





Una sala conferenze da 180 posti, a forma di parallelepipedo dalle dimensioni in pianta 22m x 16m ed

alta 6m, ha il pavimento in linoleum, 3/4 del soffitto e la parete di fondo ricoperti di pannelli in gessoperforati, le restanti pareti e 1/4 del soffitto sono intonacati. Le poltroncine sono imbottite.

Con l’ausilio della tabella sottostante, dove sono riportati i coefficienti di assorbimento dei varimateriali, calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazione della sala riempita per 1/3.



area S[m2]

o

numeropoltrone/person

e

assorbimento

A[m2]

Pavimento (linoleum) 0,03 352 10,56

Superfici intonacate 0,02 448 8,96

Pannelli in gesso perforato 0,56 360 201,5

Poltrone vuote [m2] 0,30 120 36

Persone sedute [m2] 0,30 60 18

Assorbimento acustico della sala riempita per 1/3 [m2] 275,12

Volume [m3] 2112

Tempo di riverberazione della sala riempita per 1/3(Sabine) [s]

1,25


Soluzioni 15marzo 2006:




2) /hkg1800a

V nm E


/hkg6000a E A M

mmm

akJ/kg29,2

M

E E A A

M m

hmhmh

av /kgg6,0

M

E E A A

M m

xm xm x

4) MI riscaldamento semplice

t I =35 °C ; x I = x M = 6,0 gv / kga dalla lettura del diagramma psicrometrico

h I =50,6 kJ/kga , x4 = 9,0 gv / kga

flusso termico

kW35,73600 M I

A

c hh

m

q

1)W

Km 0,130

12

i

i R ;W

Km0,04

12

e

e R

W

Km 0,056

0,9

0,052

1

11

s R ;

W

Km 1,52

0,033

0,052

2

22

s R ; 13 R R

W

Km1,80

2

321 ei par R R R R R R

Km

W 0,556

12

tot

par R

U

2)2

m

W 8,12ei par par

t t U q

3) 2m

W

0,80ei fin fin t t U q ; 2m

W

5,12eicopcop t t U q2m8602)(2 fin par

A H W L A ; 2m1500W L A A pavcop

kW6,512 pav pavcopcop fin fin par par tot

q Aq Aq Aq Aq


Assorbimento totale jiiaula AS A [m2]; Tempo di riverberazione

aula A

V ,T 1630

60 [s]






Per il condizionamento estivo di un locale una portata d’aria umida di rinnovo = 360 kg/h,

prelevata dall’ambiente esterno a temperatura t

E m

E = 32°C ed umidità relativa E = 60%, viene

miscelata adiabaticamente con una portata di ricircolo = 720 kg/h estratta dall’ambiente

condizionato alla temperatura t

Am

A = 26°C ed all’umidità relativa A = 50%.In riferimento allo schema riportato in Fig.1 e con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato,

1. individuare gli stati dell’aria umida E ed A;2. determinare lo stato M dell’aria umida che verrà successivamente inviata alla batteria fredda.

Am

Em E M

A

Considerare il locale rappresentato in pianta in Fig.2 con due pareti verso l’esterno e due paretiverso locali interni alla stessa temperatura t i del locale in esame.

Le pareti verso l’esterno sono costituite da:

- strato 1: intonaco interno, spessore s1 = 1,5 cm e conduttività termica 1 = 0,7 W/(mK),

- strato 2: blocchi forati (poroton) da 30 cm resistenza termica specifica = 1,43 (m2 R2K)/W

- strato 3: intonaco esterno, spessore s3 = s1 cm e conduttività termica 3 = 1.

Si assumano i seguenti valori = 0,13 (mi

R 2 K)/W ee

R = 0,04 (m2 K)/W rispettivamente per la

resistenza superficiale specifica interna ed esterna.

1. Si calcolino i valori della resistenza termica specifica totale p ,TOT

R e del coefficiente di

trasmissione globale (trasmittanza) U p della parete esterna.2. Nell’ipotesi che la temperatura dell’ambiente interno sia t i =20°C e quella dell’ambiente esterno

sia t e = 5°C, si calcoli il flusso termico specifico è pq attraverso le pareti verso l’esterno.

3. Assumendo che siano L = 4m e l’altezza del locale H = 3 m, che le singole finestre abbiano area A f = 2 m

2e trasmittanza complessiva (vetro e telaio) U f = 3 W/(m

2K) calcolare il flusso termico

totale disperso nelle medesime condizioni di progetto (t t

q i = 20°C, t e = 5°C )

FACOLTATIVA: Sempre per t i = 20°C, t e = 5°C, calcolare il flusso termico disperso attraverso

il ponte termico di spigolo sapendo che il coefficiente lineico del ponte termico di spigolo fra

due pareti di ugual spessore s

PT q

p ed ugual trasmittanza U p è dato da p p

sU ,40 [W/(mK)]



Un’aula da 60 posti, a forma di parallelepipedo, delle dimensioni in pianta da 14x8 metri ed alta 4

metri, ha il soffitto ricoperto di pannelli in gesso perforati, le pareti sono intonacate, il pavimento è

in linoleum. Le poltroncine sono imbottite mentre l'assorbimento dovuto ai banchi è trascurabile.Con l’ausilio della seguente tabella, dove sono riportati anche i coefficienti di assorbimento dei

vari materiali, calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazione dell’aula vuota.

Cognome Nome Mat.


area S[m2]

o


assorbimento

A[m2]

Pavimento (li noleum) 0,03 1 1 2 3 , 3 6

Superfi ci intonacate 0,02 1 7 6 3 , 5 2

Soffitt o (pannell i in gesso perforato) 0,56 1 1 2 6 2 , 7 2

Poltrone vuote 0,30 6 0 1 8

Persone sedute 0,30 0 0

Assorbimento acustico dellaula vuota [m 2] 8 7 , 6

Volume[m3] 4 4 8

Tempo di riverberazione dellaula vuota (Sabine) [s] 0 , 8 3




S o l u z i o n i 3 0 g i u g n o 2 0 0 6 :


t A =26°C; A=50% h A= 52,9 kJ/kga , x A= 10,5 gv / kga

t E =32°C; E =60% h E = 78,2 kJ/kga , x E = 18,0 gv / kga


/hkg1080 a E A M mmm

akJ/kg61,4 M

E E A A M

m

hmhmh

av /kgg13,0 M

E E A A M

m

xm xm x

1)W

Km 0,021

0,70

0,015 2

1

11

s R ; 13 R R

W

Km 1,64

2

321, ei pTOT R R R R R R

Km

W 0,609

12

, pTOT

p

R

U

2)2

m

W 2,15ei p p t t U q

3)2m

W 0,75ei f f

t t U q

2m202)(2 f p

A H L A

W6042 f f p pt

q Aq Aq

FACOLTATIVA: m33,0321ssss

p

Km

W08,040 p p sU ,

W03,6)( eiPT t t H q


Assorbimento totale [m jiiaula

AS A 2]; Tempo di riverberazioneaula

A

V ,T 1630

60[s]




Una portata d’aria =1000 kg/h, a pressione atmosferica, alla temperatura t a

m 1=32 °C ed umidità

relativa 1 = 60%, viene raffreddata e deumidificata in una batteria fredda avente una temperatura

superficiale media t S = 10 °C. L’umidità relativa dell’aria all’uscita della batteria sia 2=90%.Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato e in riferimento alla Fig.1 determinare:

1. gli stati dell’aria umida all’ingresso 1 e all’uscita 2 della batteria fredda e la trasformazione12 ;2. il flusso termico f q da asportare mediante la batteria fredda

3. la portata di drenaggio lm

FACOLTATIVA: Determinare i contributi latente q e sensibile sq del flusso termico f q

8m

3m

1m

2,2m

R2=30dB

R1=50dB| q f |

lm

am 1 2

Una parete esterna in pietra è così costituita (dall’interno verso l’esterno):

- strato 1: intonaco, spessore s1 = 1,5 cm e conduttività termica 1 = 0,35 W/(m K)

- strato 2: pietra calcarea da s2 = 50 cm e conduttività termica apparente 2 = 1,50 W/(m K)

- strato 3: intonaco, spessore s3 = 2 cm e conduttività termica 3 = 0,9 W/(m K)Si assumano i seguenti valori per i coefficienti di scambio termico superficiale interno ed esterno:hi = 7,7 W/(m

2K) e he = 25 W/(m

2K).

Calcolare:

1. i valori della resistenza termica specifica totale tot R e del coefficiente di trasmissione globale U;

2. il flusso termico specifico è nell’ipotesi che le temperature dell’aria sul lato interno ed

esterno siano rispettivamente t

q

i=20 °C e t e =0 °C;

Nell’ipotesi di voler ridurre il coefficiente di trasmissione globale a un valore pari a U *=0,46 W/(m

2K)

isolando la parete inserendo uno strato di stiferite (conduttività termica is = 0,028 W/(m K) ) fra pietra

ed intonaco:

3. calcolare lo spessore sis dello strato di isolante necessarioFACOLTATIVA: calcolare la temperatura della superficie interna prima ( t 1 ) e do po ( )

dell’intervento di isolamento, sempre nell’ipotesi che t

*

1t

i=20 °C e t e =0 °C.

Si consideri una parete (Fig. 2) con dimensioni di 8 m X 3 m formata da una parte in muraturaavente potere fonoisolante R1=50 dB ed una porta delle dimensioni di 1m X 2,2m con poterefonoisolante R2=30 dB.

Si calcolino i valori del coefficiente di trasmissione medio t e del potere fonoisolante medio R delleparete composta.





t 1 = 32°C; 1=60% h1 = 78,3 kJ/kga, x1 = 18 gv /kga

Trasformazione ideale S1 (raffreddamento con

deumidificazione fino a condizioni di saturazione S = 100%):

S = 100%; t S =10 °C p.to S

Trasformazione reale 12 (raffreddamento con deumidificazione fino a condizioni 2 = 100%):

stato di fine trasformazione (p.to 2) individuato sul segmento S1 dall’intersezione con la curva

2=90% h2 = 45,0 kJ/kga, x2 = 11 gv /kga

2) Bilancio entalpico della trasformazione 12: f llaaqhmhmhm 21

Poiché la portata di condensato è molto inferiore alla portata d’aria, il contributo può essere

trascurato e il flusso termico scambiato può essere approssimato:

llhm

213600

hhm

q a f 9,25 kW

3) Bilancio di massa sul vapore della trasformazione 12 : laam xm xm 21

Da cui si ricava la portata del condensato1000

21 x xmm al 7,0 kg/h

FACOLTATIVA: Il contributo sensibile e quello latente del flusso termico sono i flussi scambiati

rispettivamente nelle trasformazioni 13 (variazione di umidità specifica a temperatura costante) e

32 (variazione di temperatura ad umidità specifica costante) in cui è scomponibile il

raffreddamento con deumidificazione 12 .

Punto ausiliario 3: x3 = x2 ; t3 = t 1 h3 = 60,3 kJ/kga

313600

hhm

q a 5,0 kJ/kga

333600

hhm

q a

s 4,25 kJ/kga

1)W

Km 043,0

2

1

11

s R ;

W

Km 333,0

2

2

22

s R ;

W

Km 022,0

2

3

33

s R

W

Km 0,568

2

321 eitot R R R R R R

Km

W 759,1

12

tot

RU

2)2m

W 35,2

ei

tot

ei t t U R

t t q

3)W

Km 174,2

12

*

*

U R

is

istot

s R R

* 045,0*

tot isis R Rs m sis = 4,5 cm

FACOLTATIVA:

C4,151

tot

ieii

R

Rt t t t

C8,18*

*1

R

Rt t t t iei

i

Il coefficiente di trasmissione medio è una media pesata sulle aree

21

2211

SS

St St t m

Dove S1 è l’area della porta S1=2,2 m2 e S2 è l’area della parte in muratura S2 = 21,8 m2

Poiché il potere fonoisolante R è definito comet

Log R1

10 con t coefficiente di trasmissione

si ricava immediatamente 1010 R

t 510

1

1 1010 R

t e310

2

2 1010 R

t

4

21

2211 10

SS

St St t m

m

mt

Log R1

10 40 dB






In un impianto di condizionamento una portata d’aria a =2000 kg/h, alla temperatura t m 1=5,5°C ed

all’umidità relativa 1=90%, viene riscaldata in una batteria calda e successivamente umidificata a

vapore fino al raggiungimento delle condizioni di immissione nel locale condizionato: temperaturat 3 =35°C ed umidità relativa 3=20%.

Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato e con riferimento allo schema di Fig.1

determinare:1. gli stati dell’aria umida 1, 3 e 2;

2. il flusso termico qc scambiato nella batteria calda;

3. la portata di vapore utilizzata nell’umidificazione.vm

FACOLTATIVA: Ipotizzando che nel locale condizionato siano mantenute una temperatura

t A=20°C e un’umidità relativa A=60%, calcolare le dispersioni termiche qt che vengonocompensate dall’impianto di condizionamento (vedi parte tratteggiata dello schema ).

1 2 3am

cqvm

AA

t q

Il tetto di un fabbricato, perfettamente isolato verso l’interno, è colpito da radiazione solare escambia calore con l’ambiente esterno (Fig.2).

1. Calcolare il flusso specifico assorbito dalla superficie del tetto per irraggiamento solare soler q , ,

ipotizzando che riceva un’irradiazione solare Gs =870 W/m2 e che abbia un coefficiente di

assorbimento della radiazione solare s=0,6.

2. Assumendo che il flusso termico verso l’interno del fabbricato sia nullo, ovvero che il flusso

termico scambiato dalla superficie eq bilanci quello assorbito per irraggiamento solare soler q , ,

calcolare la temperatura superficiale del tetto T 1 quando la temperatura dell’aria esterna èT e=293 K e il coefficiente di scambio termico superficiale è he=25 W/(m

2K).

0q

soler q ,e

qT e

T 1



Una sala conferenze da 120 posti, a forma di parallelepipedo dalle dimensioni in pianta 18 x14 metried alta 6 metri, ha il pavimento in linoleum, 3/4 del soffitto e la parete di fondo ricoperti di pannelli

in gesso perforati, le restanti pareti e 1/4 del soffitto sono intonacati. Le poltroncine sono imbottite.

Con l’ausilio della tabella sottostante, dove sono riportati i coefficienti di assorbimento dei vari

materiali, calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazione della sala riempita per 2/3.

Cognome Nome Mat.


area S[m2]

o

numeropoltrone/person

e

assorbimento

A[m2]






Assorbimento acustico della sala riempita per 2/3 [m 2]

Volume [m3]







t 1 = 5,5°C; 1=90% h1 = 18,0 kJ/kga, x1 = 5,0 gv /kga

t 3 = 35°C; 3=20% h3 = 53 kJ/kga, x3 = 7,0 gv /kga

12 riscaldamento semplice x2= x1 =5,0 gv /kga

23 umidificazione a vapore t 2= t 3 =35°C

Dalla lettura del diagramma: h2 = 48,0 kJ/kga

2) Bilancio entalpico per la trasformazione 12: 21 hmqhmaca

123600

hhm

q ac 16,6 kW

3) Bilancio di massa sul vapore per la trasformazione 23 : 32 xmm xm ava

231000

x xm

m av 4,0 kg/h

FACOLTATIVA:

Dalla lettura del diagramma psicometrico allegato:

t A = 20 °C; A=60% h A = 42,2 kJ/kga

Bilancio entalpico sul sistema A: t Aaa qhmhm 3

33600

hhm

q Aa

t 6,0 kW

1) sssoler Gq , = 522 W/m

2

2) eee T T hq 1

soler e qq ,

e

soler

eh

qT T

,

1 = 313,9 K 41 °C


Assorbimento totale [m jiiaula AS A 2]; Tempo di riverberazione

aula AV ,T 1630

60[s]




Durante la stagione invernale in un ambiente si mantengono una temperaturat A=20°C e una umiditàrelativa A=50%, immettendo una portata d’aria alla temperatura t

am I =35°C e umidità specifica

x1= 5 gv /kga.

Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato e con riferimento allo schema di Fig. 1,determinare:

1. gli stati dell’aria umida immessa I ed estratta A dall’ambiente

2. la portata d’aria che è necessario immettere nell’ambiente per compensare i carichi termici

ambientali |q

am

t | = 16 kW

3. la portata di vapore generata all’interno dell’ambiente, , che l’impianto riesce ad asportare .v

m

|qt |

AtA , A

am

vm

I A

Una parete multistrato è così costituita:

- strato 1: intonaco spessore s1= 2 cm e conduttività termica 1= 0,35 W/(m K)

- strato 2: laterizio spessore s2= 20 cm e conduttività termica 2= 0,5 W/(m K)

- strato 3: intercapedine d’aria avente resistenza termica specifica 3 R =0,2 (m2

K)/W

- strato 4: isolante con spessore s4 e conduttività termica 4= 0,035 W/(m K)

- strato 5: forati da 8 cm e resistenza termica specifica 5 R =0,27 (m

2K)/W

- strato 6: intonaco spessore s6= 2 cm e conduttività termica 6= 0,35 W/(m K)

Si ipotizzi che i coefficienti di scambio termico superficiale interno ed esterno assumano

rispettivamente i seguenti valori: hi=8 W/(m2 K) e he=23 W/(m2 K).

Sapendo che quando le temperature all’interno e all’esterno sono rispettivamente t i= 25°C ete= -5°C, il flusso termico specifico è q 13W/m

2, calcolare:

1. la resistenza termica specifica totale tot R

2. lo spessore dello strato di isolante s4

3. rappresentare qualitativamente l’andamento delle temperature4. FACOLTATIVA: Calcolare la temperatura all’interfaccia fra lo strato 2 e lo strato 3





Una sala da 50 posti, a forma di parallelepipedo delle dimensioni:

L = 14 m; W = 6 m; H = 4 m

ha il pavimento in linoleum, il soffitto e la parete di fondo ricoperti dipannelli in gesso perforati. Su una delle pareti da 14m ci sono tre

porte finestrate di dimensioni 2,4 m x 1,6 m. Le restanti pareti sonointonacate. Le poltroncine sono imbottite.

Con l’ausilio della seguente tabella e limitando l’analisi allafrequenza di centrobanda 500Hz cui sono riferiti tutti i dati forniti:

W

H

L

1. calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazione dell’aula vuota

2. FACOLTATIVA: trovare il potere fonoisolante minimo R della parete divisoria WxH che

separa l’aula da un laboratorio, ipotizzando che il livello di rumore prodotto nel laboratorio sia Llab=80 dB e che il livello acustico accettabile nell’aula sia Laula =40 dB.

Utilizzare l’espressione:

aula

d aulalab

A

S Log R L L 10

Cognome Nome Mat.


area S[m2]

o


assorbimento

A[m2]

Pavimento (li noleum) 0,03 8 4 2 , 5 2

Superfi ci intonacate 0,02 1 2 4 , 4 8 2 , 4 9

Pannelli in gesso perforato 0,56 1 0 8 6 0 , 4 8

Porte fi nestrate 0,03 1 1 , 5 2 0 , 3 5

Poltrone vuote 0,30 5 0 1 5


Assorbimento acustico dellaula vuota A a u l a [m2] 8 0 , 8 3

Volume[m3] 3 3 6

Tempo di riverberazione dellaula vuota (Sabine) [s] 0 , 6 8

Superficie della parete divisoria Sd [m2](FACOLTATIVA)

2 4

Potere fonoisolante minimo del divisorio R [dB](FACOLTATIVA)

3 4 , 7

Allegare la tabella completata alle soluzioni degli esercizi

Soluzioni 14 dicembre 2006


t A = 20°C; A =50% h A = 38,5 kJ/kga , x A =7,2 gv / kga

t I = 35°C; x I = 5 gv / kga h I = 48 kJ/kga

2) Bilancio entalpico sull’ambiente:

t AaA I aI qhmhm

Poiché (bilancio di massa sull’aria secca)aaAaI mmmt Aa I a qhmhm

/hkg106,05 /skg68,1 a

3

a

A I

t

ahh

qm


AaAv I a xmm xm

a

va I Aav

kg

kg

h

kg x xmm

1000

52,7106,05 3 13,3 kgv / h

1)W

Km 3,2

2

q

t t R

R

t t q ei

tot

tot

ei

2)

W

Km 16,1

11

2

6

6

5

5

3

3

2

2

1

1

653214

ei

ei

eitot

sssss

q

t t

R R R R R R R R R

cm4m04,0444 Rs

2) C4,17213

tot

ieii

R

R R Rt t t t



AS A [m2]


A

V ,T 1630

60 [s]

Potere fonoisolanteaula

d aulalab

A

S Log L L R 10






Una portata d’aria =2000 kg/h alla temperatura t a

m 1=31 °C ed umidità relativa 1 = 60%, viene

raffreddata e deumidificata fino a saturazione in una batteria fredda avente temperatura superficiale

media t S = 8 °C (si assuma il caso ideale in cui l’aria all’uscita della batteria fredda sia satura e

abbia una temperatura t 2=t S).Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato e in riferimento alla Fig.1:

1. determinare gli stati dell’aria umida all’ingresso 1 e all’uscita 2 della batteria fredda e la

trasformazione12 ;

2. calcolare il flusso termico f q da asportare mediante la batteria fredda (nel bilancio entalpico

trascurare il termine associato alla portata di drenaggio )lm

3. calcolare la portata di drenaggio lm

|q f |

lm

am 1 2

Una sala (Fig. 2) è delimitata da pareti laterali aventi una trasmittanza U=0,42 W/(m

2K)

Nell’ipotesi che le temperature all’interno della sala e nell’ambiente esterno siano rispettivamentet i= 20°C e t e= -5°C, si calcoli:

1. il flusso termico specifico disperso attraverso le pareti lateraliq

2. la temperatura superficiale interna t s delle pareti laterali assumendo che la resistenza termica

superficiale interna sia =0,13 (mi R

2K)/W

Nell’ipotesi semplificativa che la sala sia di grandi dimensioni rispetto ad una persona e che ilpavimento e il soffitto presentino la stessa temperatura superficiale t s delle pareti laterali (Fig.2), si

calcoli:

3. il flusso termico radiativo scambiato con le pareti da una persona che si trovi nella sala.r q

Area, emissività e temperatura superficiali della persona siano rispettivamente: Ap=1,8m2, = 0,8

e Tp=300 K. Si ricorda il valore della costante di Stefan-Boltzmann: =5,67 10-8 W/(m2 K4).

4. il flusso termico convettivo scambiato dalla medesima persona nell’ipotesi che il coefficiente

di scambio termico convettivo sia h

cq

p = 4 W/(m2

K)

t i

t et i

t s

t s

q

qcqr



Un’aula da 40 posti, a forma di parallelepipedo delle dimensioni:

W

H

L

FINESTRE

L = 12 m; W = 6 m; H = 4 mha il soffitto ricoperto di pannelli in gesso perforati, le pareti intonacate,

il pavimento in linoleum. Su una delle pareti da 12m ci sono ampie

vetrate per una superficie pari a 18 m2. Le poltroncine sono imbottite

mentre l'assorbimento dovuto ai banchi è trascurabile.

Con l’ausilio della seguente tabella e limitando l’analisi alla frequenza di centrobanda 500Hz cui

sono riferiti tutti i dati forniti, calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazionedell’aula vuota

Cognome Nome Mat.


area S[m2]

o


assorbimento

A[m2]

Pavimento (li noleum) 0,03

Superfi ci intonacate 0,02

Pannell i in gesso perforato 0,56

Finestre 0,04

Poltrone vuote 0,30

Persone sedute 0,30

Assorbimento acustico dellaula vuota Aaula [m2]

Volume[m3]

Tempo di riverberazione dellaula vuota (Sabine) [s]




Soluzioni 21 marzo 2007:


t 1 = 31°C; 1=60% h1 = 75 kJ/kga, x1 = 17 gv /kga

Trasformazione ideale 12 (raffreddamento con deumidificazione fino a condizioni di saturazione S

= 100%): 2= S = 100%; t 2 = t S =8 °C p.to 2 h2 = 25 kJ/kga, x2 = 6,7 gv /kga

2) Bilancio entalpico della trasformazione 12: f llaa qhmhmhm 21

Trascurando il contributo , il flusso termico scambiato può essere approssimato:llhm

213600

hhm

q a f 27,8 kW

3) Bilancio di massa sul vapore della trasformazione 12 :laa

m xm xm21

Da cui si ricava la portata del condensato1000

21 x xmm al 20,6 kg/h

1)2

m

W 5,10

eit t U q

2) C Rqt t iis 6,18

3) 44s p p pr

T T Aq = 71 W

dove K t T ss 6,291273

4) i p p pct t h Aq = 50,4 W

dove C T t p p 27273


Assorbimento totale [m jiiaula

AS A 2]; Tempo di riverberazioneaula A

V ,T 1630

60[s]

Università degli studi di UdineCorso di Laurea in Scienze dellArchitettura

Facoltà di IngegneriaCORSO DI FISICA TECNICA AMBIENTALE

Prova scritta del 25 luglio 2007 Tema A

Termodinamica

Per i l condizi onamento estivo di un locale una portata daria di

rinnovo E m =600 kg/h prelevata dallambiente esterno atemperatura t E = 32°C ed umidi tà relativa E = 60%, viene

miscelata adiabaticamente con una portata di ri circolo Am

estratta dallambiente condizi onato all a temperatura t A = 26°C

ed allumidità relativa A = 50%.In ri feri mento all o schema riportato nella fi gura a destra e conlausilio del diagramma psicrometrico allegato,

1. individuare gli stati dellaria umida E ed A;

2. individuare lo stato dellaria M alluscita del mescolamento se la temperatura t M = 29°C

3. calcolare la portata di ricircolo Am tale che la portata in uscita dal mescolamento adiabatico sia

nelle condizioni M precedentemente individuate

Trasmissione

Si consideri il locale rappresentato in pianta di lato L= 4m e altezza del locale H = 3 m.Il locale presenta una sola parete verso lesterno (temperatura esterna di progetto t e = -5°C), duepareti verso locali interni non riscaldati (temperatura ipotizzata t nr = 6°C) e lultima parete verso unlocale interno all a stessa temperatura t i =20°C del l ocale in esame. I piani soprastante e sottostantepresentano la stessa situazione del l ocale in esame.La parete verso lesterno è costituita da:

- strato 1: intonaco interno, spessore s 1= 1,5 cm e conduttivi tà termica 1= 0,8 W/(mK),

- strato 2: laterizi da8 cm, resistenza termica specifi ca 2R = 0,2 (m2K)/W,

- strato 3: poli stirene espanso, spessores 3 = 4 cm e conduttiv ità termica 3 = 0,034 W/(mK),

- strato 4: blocchi in laterizio da 25 cm, resistenza termica specif ica 4R = 0,625 (m2K)/W

- strato 5: intonaco esterno, spessore s 5 = s 1 cm e conduttivi tà termica 5 = 1.

Si assumano i seguenti valor i i R = 0,13 (m2 K)/W e e R = 0,04 (m2 K)/W rispettivamente per la

resistenza superficiale specif ica interna ed esterna.Si calcolino:1. i valori dell a resistenza termica specif ica totale

ext TOT R , e dell a trasmit tanzaU p,ext della pareteesterna

2. il fl usso termico specifi co ext p q , attraverso l a

parete esterna

3. il flusso termico totale disperso t q dal locale

ipotizzando che la f inestra abbia superfi cieA f = 2 m2 e trasmittanza U f = 3 W/(m2K) mentrela t rasmittanza dell e pareti che deli mitanointernamente il locale sia U p,int = 2,4 W/(m2K).



Università degli studi di UdineCorso di Laurea in Scienze dellArchitettura


AcusticaUnaula da 50 posti, a forma di parallelepipedo dell e dimensioni:L = 14 m; W = 6 m; H = 4 mha il soffit to ri coperto di pannell i in gesso perforati, le pareti i ntonacate,il pavimento in linoleum. Su una delle pareti da 14m ci sono ampievetrate per una superfi cie pari a 20 m2. Le poltroncine sono imbottite

mentre l'assorbimento dovuto ai banchi è trascurabil e.Con lausilio della seguente tabella e limitando lanalisi alla frequenzadi centrobanda 500Hz cui sono riferiti tutti i dati forniti:1. calcolare lassorbimento acustico e il tempo di riverberazione dellaula vuota

2. trovare il potere fonoisolante minimo R della parete divi soria di dimensioni 6x4m2 che separalaula da un laboratorio, ipotizzando che il live llo di rumore prodotto nel laboratorio siaL lab =80dB e che il livello acustico accettabile nellaula sia L aula =40dB.Utilizzare lespressione:

aula

d aula lab

A

S Log R LL 10

Tema ACognome Nome Mat.


area S[m2]

o

numero

poltrone/persone

assorbimento

A[m2]

Pavimento (li noleum) 0,03 84 2,52

Superfi ci intonacate 0,02 140 2,8

Pannelli in gesso perforato 0,56 84 47,04

Finestre 0,04 20 0,8

Poltrone vuote 0,30 50 15


Assorbimento acustico dellaula vuota Aaula [m2] 68,16

Volume[m3] 336

Tempo di riverberazione dellaula vuota (Sabine) [s] 0,8

Superficie della parete divisoria Sd [m2] 24

Potere fonoisolante minimo del divi sorio R [dB] 35,46

ATT: Al legare la tabell a completata all e soluzioni degli esercizi.

W

H

L

FINESTRE

Soluzioni 25 luglio 2007:

TermodinamicaDalla lettura del diagramma psicrometrico allegato:

1. Stato A: t A =26°C; A= 50% h A= 53 kJ/kga , x A= 10,5 gv / kga

Stato E: t E =32°C; E = 60% h E = 78,3 kJ/kga , x E = 18,0 gv / kga

2. Lo stato M si individua sul segmento AE in corrispondenza della temperatura nota t M si

legge h M = 65 kJ/kga , x M = 14,0 gv / kga

3. Bil ancio entalpico:

M M AAE E h m h m h m

Poiché per il bilancio di massa sullaria secca si ha AE M m m m sostituendo si ottiene

)()(E M E M AA

h h m h h m h

kg660

)(

)(

M A

E M E A

h h

h h m m

Tr asmissione del calore

1)

W

Km21,2)(

2

5

54

3

32

1

1

54321,

e i

e i ext TOT

R s

R s

R s

R

R R R R R R R R

Km

W0,453

12

,

,

ext TOT

ext p R

U

2)2,,

m

W3,11e i ext p ext p t t U q

3)2m

W75e i f f t t U q

2int,int,m

W6,33

nr i p p t t U q

2m10f p,ext

(L-H)-AA

2int m24(2 L-H)Ap,

kW07,1intint,, p,p f f p,ext ext p t

Aq Aq Aq q

Acustica

Le soluzioni sono riportate in grassetto nella tabella allegata al testo desame.

Assorbimento totale j i i aula AS A [m2]; Tempo di riverberazioneaula A

V T 163,060 [s]



Università degli studi di Udine

Corso di Laurea in Scienze dell’Architettura



Termodinamica


=360 kg/h prelevata dall’ambiente esterno alla temperatura t m 1 = -5°C e

umidità relativa 1=80% viene trattata in una batteria di riscaldamento (Fig.1).

In riferimento alla Fig. 1 e con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato:

1. individuare lo stato dell’aria umida 1 in ingresso alla batteria

2. calcolare lo stato d’aria umida 2 in uscita dalla batteria sapendo che il flusso termico fornito èqc=3,5 kW

3. tracciare la trasformazione 12 sul diagramma psicrometrico allegato

Fig.1

Trasmissione del calore

Un locale (Fig. 2) di dimensioni 4x4x3 m è delimitato da pareti laterali aventi una trasmittanzaU=0,4 W/(m2 K)

Nell’ipotesi che le temperature di progetto all’interno del locale e nell’ambiente esterno siano

rispettivamente t i= 20°C e t e= -5°C, si calcoli:1. il flusso termico specifico disperso attraverso le pareti lateraliq

2. la temperatura superficiale interna t s delle pareti laterali assumendo che la resistenza termica

superficiale interna sia =0,13 (mi R

2K)/W

Il locale sia riscaldato da un pannello radiante a pavimento di dimensioni 4x4 m e temperaturasuperficiale t p=27°C.

3. Si calcoli il flusso termico convettivo scambiato dal pannello sapendo che il coefficiente di

scambio termico convettivo è h

cq

p = 3 W/(m2

K).

4. Nell’ipotesi semplificativa che il soffitto presenti la stessa temperatura superficiale t s delle pareti

laterali, si calcoli il flusso termico radiativo scambiato dal pannello. Si assuma che

l’emissività sia = 0,9 per tutte le superfici. Si ricorda il valore della costante di Stefan-

Boltzmann: = 5,67 10

r q

-8W/(m

2K

4).

5. Il flusso termico complessivamente fornito dal pannello è sufficiente a compensare il flussotermico disperso per trasmissione attraverso le pareti laterali?

Fig.2

t et i

t s

q

t it s

qcqr

t p

am 1

qc

2

Un ambiente a forma di parallelepipedo, di dimensioni in pianta 8x6 m e altezza 4 m, ha le pareti

verticali caratterizzate da una superficie vetrata pari a 18m2. Le superfici che delimitano l’ambiente

sono: pavimento in linoleum, pareti intonacate in calce grezza, controsoffitto con pannelliassorbenti.

Con l’ausilio della seguente tabella, dove sono riportati anche i coefficienti di assorbimento deivari materiali, calcolare:

1. l’assorbimento acustico del locale vuoto2. il tempo di riverberazione del locale vuoto

3. il coefficiente di assorbimento medio del locale m

Cognome Nome Mat.

coeff. diassorbimento area S[m

2]

assorbimento

A[m2]


Superficie vetrata 0,03


Controsoffitto (pannelli assorbenti) 0,7

Assorbimento acustico del locale vuoto [m2]

Volume[m3]


Coeff. di assorbimento medio m




Soluzioni 4 settembre 2007:

Prova scritta del 10 luglio 2008

In un impianto di condizionamento una portata d’ariaa

m =1800 kg/h, alla temperatura t 1=9 °Ced

all’umidità relativa 1=70%, viene riscaldata in una batteria calda e successivamente umidificata a

vapore fino al raggiungimento delle condizioni di immissione nel locale condizionato: temperatura

t 3 =35°C ed umidità relativa 3

=20%.Con l’ausilio del diagramma psicrometrico allegato e con riferimento allo schema di Fig.1

determinare:

1. gli stati dell’aria umida 1, 3 e 2;2. il flusso termico qc scambiato nella batteria calda.

3. Calcolare l’errore che si commette nella valutazione del flusso termico qc nel caso in cui l’ariavenga trattata come gas ideale a calore specifico costante (c p=1,006 kJ/kgK) anziché come ‘aria

umida’.

1 2 3am

cqvm

Una parete è composta dai seguenti strati in serie:

strato 1: intonaco esterno, spessore s1= 1,5 cm, conduttività termica 1= 0,87 W/(m K),

strato 2: mattoni, spessore s2= 25 cm, resistenza termica specifica 2 R =0,507 (m2 K)/W,

strato 3: polistirolo espanso, spessore s3= 4 cm, conduttività termica 3=0,032 W/(m K),

strato 4: mattoni forati, spessore s4=8 cm, resistenza termica specifica =0,236 (m4 R2

K)/W,

strato 5: intonaco interno in gesso, spessore s5= 1 cm, conduttività termica 5= 0,50 W/(m K),

coefficienti di scambio termico superficiale esterno ed interno sono rispettivamente:he=25W/(m

2K) e hi=7,7 W/(m

2K).

Calcolare:

1. i valori della resistenza termica specifica totale tot R e della trasmittanza U ;

2. il flusso termico specifico nell’ipotesi che le temperature dell’aria interna ed esterna siano

rispettivamente t

q

i=20 °C e t e = -5 °C;3. la temperatura t 3 all’interfaccia fra lo strato 2 di mattoni e lo strato 3 di isolante.

Il DLgs.311 fissa un valore di trasmittanza limite U lim per le strutture opache verticali. Il valore di

trasmittanza U delle pareti deve rispettare i seguenti vincoli:

- U U lim, nel caso di interventi di ristrutturazione sull’involucro edilizio;

- U U lim+30%, per gli edifici di nuova costruzione.Dal 01/01/08 per la fascia climatica E, il valore limite fissato dal decreto è U lim = 0,37 W/m

2K.

4. Nel caso in cui la parete descritta sopra sia esistente, si verifichi se essa rispetta il vincolo

previsto dal DLgs.311 e, in caso contrario, si calcoli lo spessore di isolante sis aggiuntivo daapplicare sul lato interno o esterno della parete per rientrare nei limiti di legge. Per lo strato di

isolante aggiuntivo si assumano le proprietà del polistirolo espanso.5. Nel caso in cui la parete descritta sopra sia in fase di progetto, si verifichi se essa rispetta il

vincolo previsto dal DLgs.311 e, in caso contrario, si ricalcoli lo spessore di isolante s3,new per

rientrare nei limiti di legge.



Una sala conferenze da 120 posti, a forma di parallelepipedo dalle dimensioni in pianta 18 x14 metri

ed alta 6 metri, ha il pavimento in linoleum, 3/4 del soffitto e la parete di fondo ricoperti di pannelli

in gesso perforati, le restanti pareti e 1/4 del soffitto sono intonacati. Le poltroncine sono imbottite.

Con l’ausilio della tabella sottostante, dove sono riportati i coefficienti di assorbimento dei varimateriali, calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazione della sala riempita per 2/3.

Cognome Nome Mat.


area S[m2]

o


assorbimento

A[m2]







Volume [m3]




Una portata daria umida 1m =1000 kg/h all a temperatura t 1=20°C e umidi tà relativa 1=40% viene

riscaldata in una batteri a calda fino alla temperatura t 2=30°C e successivamente viene miscelata

adiabaticamente con una portata daria 3m all a temperatura t 3=14°C e umidi tà relativa 3=80%.Con lausilio del diagramma psicrometrico allegato e con riferimento allo schema di Fig.1:

1. determinare gli stati dellaria umida 1, 2, 3 e tracciare le trasformazioni 12 e 23;2. calcolare il f lusso termico qc fornito nell a batteria di riscaldamento.

3. Nel caso in cui le portate miscelate siano uguali ,23

mm , si individui sul diagramma

psicrometrico lo stato dellaria umida 4 e si determini la temperatura t 4.

La parete rappresentata in Fig.2 è composta dagli strati descri tti nella seguente tabella, dal latointerno a quello esterno.

Le resistenze superf ici ali specif iche interna ed esterna sono rispettivamente: i R = 0,13 (m2 K)/W e

e R = 0,04 (m2 K)/W.

Quando le temperatura interna ed esterna assumono ri spetti vamente i valori t i=20 °C e t e = -5 °C(condizioni di progetto) si vuole limitare il flusso termico specifico disperso attraverso la parete alvalore q =10 W/m2. In queste condizioni si calcoli:

1. la resistenza specifi ca totale ri chiesta per la parete tot R ;

2. il minimo valore di spessore richiesto all o strato di isolante s3; (segue)

3. la temperatura in corrispondenza delle interfacce 4 e 5 che si affacciano sullintercapedine

daria;

R

1 intonaco interno 1,5 0,7

2 Laterizi o 8 - 0,2

3 Isolante s3=? 0,04

4 Intercapedine daria 4 - 0,15

5 Blocchi forati 25 - 0,8

6 intonaco 2 0,9

3m

4m

1m 1 42

3

cq



4. il flusso termico specif ico radiativo r q scambiato tra le superfici dell 'intercapedine d'aria

assumendo che le superfi ci siano grigie con valori di emissivi tà 4=0,7 e 5=0,9. Si ricorda il

valore dell a costante di Stefan Boltzman =5,67 108

W/(m2

K4

).

Una sala conferenze da 180 posti , a forma di parall elepipedo dalle dimensioni i n pianta 22 x 16metri ed alta 6 metri, ha:- il pavimento in linoleum,- 1/2 del soffi tto e la parete di fondo (lato corto) ricoperti di pannell i in gesso perforati,- le restanti pareti e 1/2 del soffi tto sono intonacati,- le poltroncine imbottite.Con lausilio della tabella sottostante, dove sono riportati i coefficienti di assorbimento dei varimateriali, calcolare lassorbimento acustico e il tempo di riverberazione della sala riempita per 1/3.



area S[m2]

o

numero

poltrone/persone

assorbimento

A[m2]

Pavimento (li noleum) 0,03


Pannell i in gesso perforato 0,56




Volume [m3]


Allegare la tabell a completata all e soluzioni degli esercizi.


Per il condizionamento invernale di un locale una portata d’aria

di rinnovo E m =300 kg/h prelevata dall’ambiente esterno a

temperatura t E

= 0°C ed umidità relativa E

= 80%, viene

miscelata adiabaticamente con una portata di ricircolo A

m

estratta dall’ambiente condizionato alla temperatura t A = 20°C

ed all’umidità relativa A = 50%.

In riferimento allo schema riportato nella figura a destra e conl’ausilio del diagramma psicrometrico allegato,1. individuare gli stati dell’aria umida E ed A;2. individuare lo stato dell’aria M all’uscita del mescolamento nota la temperatura t M =14,5°C

3. calcolare la portata di ricircolo Am tale che la portata in uscita dal mescolamento sia nelle

condizioni M precedentemente definite.

Una sala (Fig. 2) è delimitata da pareti laterali aventi una trasmittanza U=0,37 W/(m2

K)Nell’ipotesi che le temperature all’interno della sala e nell’ambiente esterno siano rispettivamentet i= 20°C e t e= -5°C, si calcoli:

1. il flusso termico specifico q disperso attraverso le pareti laterali2. la temperatura superficiale interna t s delle pareti laterali assumendo che la resistenza termica

superficiale interna siai

R =0,13 (m2 K)/W

Nell’ipotesi semplificativa che la sala sia di grandi dimensioni rispetto ad una persona e che il

pavimento e il soffitto presentino la stessa temperatura superficiale t s delle pareti laterali (Fig.2), sicalcoli:

3. il flusso termico radiativo r q scambiato con le pareti da una persona che si trovi nella sala.

Area, emissività e temperatura superficiali della persona siano rispettivamente: Ap=1,8m2, = 0,8

e Tp=300 K. Si ricorda il valore della costante di Stefan-Boltzmann: =5,67 10-8

W/(m2K

4).

4. il flusso termico convettivo cq scambiato dalla medesima persona nell’ipotesi che il coefficiente

di scambio termico convettivo sia h p = 3,8 W/(m2

K)

t i

t et i

t s

t s

q

qcqr



Un ambiente di dimensioni in pianta 8x20 metri e altezza 5 metri avente le pareti e il soffitto

intonacati ed il pavimento in marmo è stato destinato a sala da conferenze con 90 posti.Si consideri la situazione in cui la sala è occupata per 1/3 della capienza massima.

1. Con l’ausilio della seguente tabella, dove sono riportati i coefficienti di assorbimento alla

frequenza di 1000Hz dei vari materiali, si calcoli l’assorbimento acustico e il tempo di

riverberazione.2. Nell’ipotesi che il valore ottimale del tempo di riverberazione della sala sia T60= 0,8 s, siverifichi se tale valore viene rispettato e, in caso contrario, si determini il valore che dovrebbe

assumere l’assorbimento acustico della sala e la percentuale soffitto da rivestire con pannelli

fonoassorbenti (coefficiente di assorbimento acustico pan=0,8) per ottenere il valore ottimale deltempo di riverberazione.

Cognome Nome Mat.

Coeff. Diassorbimento

area S[m2]

o


assorbimento

A[m2]

Soffitto intonacato 0,03

Pareti laterali intonacate 0,03

Pavimento (marmo) 0,02

Poltrone vuote 0,20

Persone sedute 0,40

Assorbimento acustico della sala occupata per 1/3 [m2]

Volume[m3]

Tempo di riverberazione della sala occupata per 1/3(Sabine) [s]

Assorbimento acustico della sala occupata per 1/3corretto per ottenere il valore ottimale del tempo diriverberazione [m

2]

Percentuale di soffitto da rivestire con pannellifonoassorbenti per ottenere il valore ottimale deltempo di riverberazione [%]


Prova scritta del 1 febbraio 2010 –


m =450 kg/h, prelevata dall’ambiente esterno alla temperatura t 1 = -5°C e

umidità relativa 1=80%, viene trattata in una batteria di riscaldamento e successivamente

umidificata a vapore fino al raggiungimento di un valore di umidità relativa pari a 3=30% .


1. individuare lo stato dell’aria umida 1 all’ingresso alla batteria;

2. calcolare lo stato dell’aria umida 2 all’uscita dalla batteria sapendo che il flusso termico fornito èqc=3,75 kW ;

3. tracciare la trasformazione 12 sul diagramma psicrometrico allegato;

4. tracciare la trasformazione 23 sul diagramma psicrometrico allegato e individuare lo stato

dell’aria umida 3.

1 2 3am

cqvm

Un locale di dimensioni 10x10x4 m è riscaldato da una stufa di area As = 5 m2, piccola rispetto alle

dimensioni del locale, e con temperatura superficiale uniforme t s = 70 °C.

Nell’ipotesi che tutte le pareti della stanza siano a temperatura uniforme t p = 20,5°C e latemperatura dell’aria interna sia t i = 20°C, si calcoli:

1) il flusso termico convettivo qc , espresso in W, fornito della stufa al locale. Si assuma che il

coefficiente di scambio termico convettivo sia hs = 4 W/m2K;

2) il flusso termico radiativo qr , espresso in W, fornito della stufa al locale. Si assuma che tutte le

superfici siano assimilabili a superfici grigie aventi emissività = 0,9 (si ricorda il valore della

costante di Stefan-Boltzmann: = 5,67 10-8

W/(m2

K4);

3) la trasmittanza minima U min che devono avere le pareti delimitanti il locale affinché il flusso

termico totale fornito dalla stufa sia sufficiente a compensare le dispersioni per trasmissione dellocale. Si assuma che la temperatura esterna sia t e= -5°C e che la resistenza superficiale

interna sia = 0,130 mi R

2K/W.

t et i

q

t it p

t

t p




in gesso perforati, le restanti pareti e 1/4 del soffitto sono intonacati. Le poltroncine sono imbottite.Con l’ausilio della tabella sottostante, dove sono riportati i coefficienti di assorbimento dei varimateriali, calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazione della sala riempita per 2/3.

Cognome Nome Mat.


area S[m2]

o


assorbimento

A[m2]







Volume [m3]



Assorbimento acustico della sala riempita per 2/3 = 161,4 m

2

Tempo di riverberazione della sala riempita per 2/3 =0,97s



Prova scritta del 1 febbraio 2010 –


m =500 kg/h, prelevata dall’ambiente esterno alla temperatura t 1 = 0°C e

umidità relativa 1=80%, viene trattata in una batteria di riscaldamento e successivamente

umidificata a vapore fino al raggiungimento di un valore di umidità relativa pari a 3=20% .


1. individuare lo stato dell’aria umida 1 all’ingresso alla batteria;

2. calcolare lo stato dell’aria umida 2 all’uscita dalla batteria sapendo che il flusso termico fornito èqc=4,5 kW ;

3. tracciare la trasformazione 12 sul diagramma psicrometrico allegato;

4. tracciare la trasformazione 23 sul diagramma psicrometrico allegato e individuare lo stato

dell’aria umida 3.

1 2 3am

cqvm

Un locale di dimensioni 12x8x4 m è riscaldato da una stufa di area As = 6 m2, piccola rispetto alle

dimensioni del locale, e con temperatura superficiale uniforme t s = 60 °C.

Nell’ipotesi che tutte le pareti della stanza siano a temperatura uniforme t p = 18,5°C e latemperatura dell’aria interna sia t i =18°C, si calcoli:

1) il flusso termico convettivo qc , espresso in W, fornito della stufa al locale. Si assuma che il

coefficiente di scambio termico convettivo sia hs = 3,8 W/m2K;

2) il flusso termico radiativo qr , espresso in W, fornito della stufa al locale. Si assuma che tutte le

superfici siano assimilabili a superfici grigie aventi emissività = 0,9 (si ricorda il valore della

costante di Stefan-Boltzmann: = 5,67 10-8

W/(m2

K4);

3) la trasmittanza minima U min che devono avere le pareti delimitanti il locale affinché il flusso

termico totale fornito dalla stufa sia sufficiente a compensare le dispersioni per trasmissione dellocale. Si assuma che la temperatura esterna sia t e = 0°C e che la resistenza superficiale interna

sia = 0,130 mi R

2K/W.

t et i

q

t it p

t

t p


in gesso perforati, le restanti pareti e 1/4 del soffitto sono intonacati. Le poltroncine sono imbottite.Con l’ausilio della tabella sottostante, dove sono riportati i coefficienti di assorbimento dei varimateriali, calcolare l’assorbimento acustico e il tempo di riverberazione della sala riempita per 1/3.

Cognome Nome Mat.


area S[m2]

o


assorbimento

A[m2]






Assorbimento acustico della sala riempita per 1/3 [m2

]

Volume [m3]





Assorbimento acustico della sala riempita per 1/3 = 122,5 m2

Tempo di riverberazione della sala riempita per 1/3 =0,93s

Prova scritta del 15 febbraio 2010

Una portata dacqua 1= 300 kg/h alla

temperatura t

m

1 = 15°C viene ri scaldata fi no

all a temperatura t 2 = 40°Ce successivamente

miscelata adiabaticamente con una portata

dacqua 3= 75 kg/h alla temperatura tm 3 al

fi ne di ottenere una portata all a

temperatura t 4m

4 = 35°C.In riferimento allo schema riportato in Fig.1,si calcoli:

1. il fl usso termico q che è necessario fornite all a portata per riscaldarla dalla temperatura t 1m 1 alla

temperatura t 2 ;2. la temperatura t 3 della portata dacqua ;

3m

Si ricorda il valore del calore specifico dellacqua: c w = 4,187 kJ/ (kg K).

La parete rappresentata in Fig.2 è costitui ta dai seguenti strati, dallato interno a quello esterno:

strato 1: intonaco interno, spessore s1 = 1,5 cm, conduttività

termica 1 = 0,7 W/(m K);

strato 2: mattoni forati, spessore s2 =8 cm, resistenza termica

specifica = 0,2 (m2 R 2 K)/W;

strato 3: isolante, spessore s3, conduttività termica 3=0,032W/(m K);

strato 4: intercapedine daria non ventilata, spessore s4 = 8 cm,

resistenza termica specifica = 0,18 (m4 R 2 K)/W;

strato 5: mattoni, spessore s5 = 25 cm, resistenza termica

specifica = 0,507 (m5 R

2 K)/W;

strato 6: intonaco esterno, spessore s6 = 2 cm, conduttività termica 6 = 0,9 W/(m K).I coeff icienti di scambio termico superfi ciale esterno ed interno sono rispettivamente: he=25W/(m2

K) e hi=7,7 W/(m2 K).Quando le temperatura interna ed esterna assumono ri spetti vamente i valori t i=20 °C e t e = -5 °C(condizioni di progetto) si vuole limitare il flusso termico specifico disperso attraverso la parete alvalore =10 W/mq 2. In queste condizioni si calcoli:

1. la resistenza specifi ca totale ri chiesta per la paretetot

R ;

2. il minimo valore di spessore richiesto all o strato di isolante s3;3. la temperatura in corrispondenza delle interfacce 4 e 5 che si affacciano sullintercapedine

daria;

4. il flusso termico specif ico radiativo r q scambiato tra l e superfici dell 'intercapedine d'aria

assumendo che le superfici siano grigie con valori di emissivi tà 4=0,7 e 5=0,9. Si ricorda il

valore dell a costante di Stefan Boltzman =5,67 10 8 W/(m2 K4 ).



Un ambiente di dimensioni in pianta 14x9 metri e altezza 4 metri avente le pareti e il soffittointonacati ed il pavimento in marmo è stato destinato a sala da conferenze con 90 posti.Si consideri la situazione in cui la sala è occupata per 1/3 dell a capienza massima.Con lausilio della seguente tabella, dove sono riportati i coefficienti di assorbimento allafrequenza di 1000Hz dei vari materiali , si calcoli :

1. lassorbimento acustico A e il tempo di riverberazioneT 60.

Nellipotesi che il valore ottimale del tempo di riverberazione della sala sia T 60,ott = 0,8 s, sidetermini:2. il valore che dovrebbe assumere lassorbimento acustico della sala Aott per riportare il

tempo di ri verberazione al valore ottimale;3. la percentuale soffi tto da rivestire con pannell i fonoassorbenti (coeff iciente di assorbimento

acustico pan=0,8) per ottenere il valore ottimale del tempo di r iverberazione.

Cognome Nome Mat.


area S[m2]

o


assorbimento

A[m2]

Soffi tto intonacato 0,03



Poltrone vuote 0,20

Persone sedute 0,40

Assorbimento acustico A della sala occupata per 1/3 [m2]

Volume[m3]

Tempo di riverberazione della sala occupata per 1/3(Sabine) T 60 [s]

Assorbi mento acustico della sala occupata per 1/3corretto per ottenere il val ore ottimale del tempo diriverberazione Aott [m

2]

Percentuale di soff itto da rivestire con pannell ifonoassorbenti per ottenere il valore ottimale del tempodi riverberazione [%]

Allegare la tabell a completata all e soluzioni degli esercizi.

soluzioni in tabella.

Spiegazione risposta 3:

Asoff, new = Atot- (Apav+Alat+Aper+Apol)=70,7 m2

Ssoff , new new + (Ssoff-Ssoff, new) = Asoff, new Ssoff, new=86,8 m2

%S= Ssoff, new / Ssoff 100= 68,9%



Prova scritta del 15 febbraio 2010

Una portata dacqua 1= 400 kg/h alla

temperatura t

m

1 = 12°C viene ri scaldata fi no

all a temperatura t 2 = 40°Ce successivamente

miscelata adiabaticamente con una portata

dacqua 3= 87 kg/h alla temperatura tm 3 al

fi ne di ottenere una portata all a

temperatura t 4m

4 = 35°C.In riferimento allo schema riportato in Fig.1,si calcoli:

1. il fl usso termico q che è necessario fornite all a portata per riscaldarla dalla temperatura t 1m 1 alla

temperatura t 2 ;2. la temperatura t 3 della portata dacqua ;

3m

Si ricorda il valore del calore specifico dellacqua: c w = 4,187 kJ/ (kg K).

La parete rappresentata in Fig.2 è costitui ta dai seguenti strati, dallato interno a quello esterno:

strato 1: intonaco interno, spessore s1 = 2 cm, conduttività

termica 1 = 0,7 W/(m K);

strato 2: mattoni forati, spessore s2 = 10 cm, resistenza termica

specifica = 0,27 (m2 R 2 K)/W;

strato 3: isolante, spessore s3, conduttività termica 3 = 0,036W/(m K);

strato 4: intercapedine daria non ventilata, spessore s4 = 5 cm,

resistenza termica specifi ca = 0,18 (m4 R 2 K)/W;

strato 5: mattoni, spessore s5 = 25 cm, resistenza termica

specifica = 0,8 (m5 R

2 K)/W;

strato 6: intonaco esterno, spessore s6 = 2 cm, conduttività termica 6 = 0,9 W/(m K).I coeff icienti di scambio termico superfici ale esterno ed interno sono ri spettivamente: he=25W/(m2

K) e hi=7,7 W/(m2 K).Quando le temperatura interna ed esterna assumono rispetti vamente i valori t i=20 °C e t e = -5 °C(condizioni di progetto) si vuole limitare il flusso termico specifico disperso attraverso la parete alvalore = 8 W/mq 2. In queste condizioni si calcoli:

1. la resistenza specifi ca totale ri chiesta per la paretetot

R ;

2. il minimo valore di spessore richiesto allo strato di isolante s3;3. la temperatura in corrispondenza delle interfacce 4 e 5 che si affacciano sullintercapedine

daria;

4. il flusso termico specif ico radiativo r q scambiato tra le superfici dell 'intercapedine d'aria

assumendo che le superfi ci siano grigie con valori di emissivi tà 4 = 0,7 e 5=0,9. Si ricorda il

valore della costante di Stefan Boltzman = 5,67 10 8 W/(m2 K4 ).

Un ambiente di di mensioni i n pianta 12x7 metri e altezza 4 metri avente le pareti e il soff ittointonacati ed il pavimento i n marmo è stato destinato a sala da conferenze con 90 posti.Si consideri la situazione in cui la sala è occupata per 1/3 dell a capienza massima.Con lausilio della seguente tabella, dove sono riportati i coefficienti di assorbimento allafrequenza di 1000Hz dei vari materiali , si calcoli :

1. lassorbimento acustico A e il tempo di r iverberazioneT 60. Nellipotesi che il valore ottimale del tempo di riverberazione della sala sia T 60,ott = 0,8 s, si

determini:2. il valore che dovrebbe assumere lassorbimento acustico della sala Aott per riportare iltempo di ri verberazione al valore ottimale;

3. la percentuale soffi tto da rivestire con pannelli fonoassorbenti (coeff iciente di assorbimento

acustico pan=0,8) per ottenere il valore ottimale del tempo di ri verberazione.

Cognome Nome Mat.


area S[m2]

o


assorbimento

A[m2]

Soffit to intonacato 0,03



Poltrone vuote 0,20

Persone sedute 0,40

Assorbimento acustico A della sala occupata per 1/3 [m2]

Volume[m3]

Tempo di riverberazione della sala occupata per 1/3(Sabine) T 60 [s]

Assorbimento acustico della sala occupata per 1/3corretto per ottenere il val ore ottimale del tempo diriverberazione Aott [m2]

Percentuale di soff itto da rivestire con pannell ifonoassorbenti per ottenere il valore ottimale del tempodi riverberazione [%]

Al legare la tabella completata alle soluzioni degli esercizi.



soluzioni in tabella.Spiegazione risposta 3:

Asoff, new = Atot- (Apav+A lat+Aper+Apol)=38,2 m2

Ssoff , new new + (Ssoff-Ssoff, new) = Asoff, new Ssoff, new=46,4 m2

%S= Ssoff, new / Ssoff 100= 55,2%

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