Il corso si propone di fornire conoscenze tecnico-scientifiche di base e di sviluppare le capacità progettuali degli allievi nei settori della illuminotecnica, dell'acustica dell'ambiente esterno e confinato, della trasmissione del calore e della termodinamica.
L’obiettivo didattico è quello di far acquisire allo studente:
- la conoscenza dei fenomeni ambientali di carattere acustico e luminoso in rapporto alla percezione umana ed al progetto.
- la conoscenza dei fenomeni ambientali di carattere energetico e termoigrometrico.

Conoscenza dei principi teorici fondamentali nonché degli strumenti di valutazione quantitativa e dei dati di riferimento principali nei settori della illuminotecnica, dell'acustica dell'ambiente esterno e confinato, della trasmissione del calore e della termodinamica. Capacità di eseguire bilanci di energia e massa, valutazioni di massima sulla caratteristiche dell’ambiente luminoso ed acustico.
Capacità di elaborare soluzioni progettuali di massima, ottimizzate anche sotto il profilo energetico/ambientale, per i principali problemi di natura fisico-tecnica che si presentano oggi agli operatori del settore.

Fondamenti di fisica, chimica, analisi matematica

Elementi di illuminotecnica: sistema energetico e sistema fotometrico, curva di visibilità, sorgenti naturali, fattore di luce diurna, sorgenti artificiali, lampade a basso consumo energetico, apparecchi illuminanti, efficienza luminosa, analisi costo/benefici, altri parametri di caratterizzazione. Criteri progettuali per l'illuminazione artificiale di interni ed esterni.
Elementi di acustica: grandezze fondamentali, meccanismo dell'udito, sensazioni auditive, audiogramma normale. Fonoassorbimento e fonoisolamento, caratteristiche di assorbimento e di attenuazione acustica dei materiali. Calcolo del tempo di riverberazione in un ambiente chiuso (formula di Sabine) e scelta del suo valore ottimale. Calcolo del fonoisolamento tra due ambienti chiusi adiacenti. Criteri progettuali per interventi di acustica architettonica. Valutazione del rumore, Livello equivalente e Curve di ponderazione
Fondamenti di termodinamica: equazioni di conservazione. Trasformazioni termodinamiche reversibili e non, lavoro e calore. I° principio della termodinamica per sistemi chiusi e aperti. Energia interna ed entalpia. II° principio della termodinamica. Entropia. Diagramma delle fasi, liquidi e vapori, gas ideali. Macchine termiche a ciclo diretto e inverso. Concetto di efficienza.
Psicrometria: proprietà dell'aria umida. Diagramma di Mollier per l'aria umida. Trasformazioni di riferimento per il controllo dei parametri termoigrometrici dell'aria. Cenni sulle tipologie impiantistiche per la climatizzazione degli ambienti.
Elementi di scambio termico: conduzione. Convezione forzata e naturale. Irraggiamento, corpo nero, scambio termico per irraggiamento fra corpi neri e grigi. Proprietà radiative dei vetri. Trasmittanza termica e calcolo del profilo di temperatura in una parete piana multistrato. Scambi termici in presenza di radiazione solare, Temperatura sole-aria. Transitori termici a capacità concentrata. Cenni sul bilancio termico e di massa di un edificio, carichi sensibili / latenti.
Diffusione del vapore nelle strutture edilizie: legge di Fick, condensazione superficiale ed interstiziale. Diagramma di Glaser.

Obiettivi dell’insegnamento
Il corso si propone di fornire conoscenze tecnico-scientifiche di base e di sviluppare le capacità progettuali degli allievi nei settori della illuminotecnica, dell'acustica dell'ambiente esterno e confinato, della trasmissione del calore e della termodinamica.

Prerequisiti
Fondamenti di fisica, chimica, analisi matematica.

Competenze attese
Conoscenza dei principi teorici fondamentali nonché degli strumenti di valutazione quantitativa e dei dati di riferimento principali nei settori della illuminotecnica, dell'acustica dell'ambiente esterno e confinato, della trasmissione del calore e della termodinamica. Capacità di elaborare soluzioni progettuali di massima, ottimizzate anche sotto il profilo energetico/ambientale, per i principali problemi di natura fisico-tecnica che si presentano oggi agli operatori del settore.

Programma
Elementi di illuminotecnica: sistema energetico e sistema fotometrico, curva di visibilità, sorgenti naturali, fattore di luce diurna, sorgenti artificiali, lampade a basso consumo energetico, apparecchi illuminanti, efficienza luminosa, analisi costo/benefici, altri parametri di caratterizzazione. Criteri progettuali per l'illuminazione artificiale di interni ed esterni.
Elementi di acustica: grandezze fondamentali, meccanismo dell'udito, sensazioni auditive, audiogramma normale. Fonoassorbimento e fonoisolamento, caratteristiche di assorbimento e di attenuazione acustica dei materiali. Calcolo del tempo di riverberazione in un ambiente chiuso (formula di Sabine) e scelta del suo valore ottimale. Calcolo del fonoisolamento tra due ambienti chiusi adiacenti. Criteri progettuali per interventi di acustica architettonica. Valutazione del rumore e Curve di ponderazione
Fondamenti di termodinamica: equazioni di conservazione. Trasformazioni termodinamiche reversibili e non, lavoro e calore. I° principio della termodinamica per sistemi chiusi e aperti. Energia interna ed entalpia. II° principio della termodinamica. Entropia. Diagramma delle fasi, liquidi e vapori, gas ideali. Macchine termiche a ciclo diretto e inverso. Concetto di efficienza.
Psicrometria: proprietà dell'aria umida. Diagramma di Mollier per l'aria umida. Trasformazioni di riferimento per il controllo dei parametri termoigrometrici dell'aria. Cenni sulle tipologie impiantistiche per la climatizzazione degli ambienti.
Elementi di scambio termico: conduzione. Convezione forzata e naturale. Irraggiamento, corpo nero, scambio termico per irraggiamento fra corpi neri e grigi. Proprietà radiative dei vetri. Trasmittanza termica e calcolo del profilo di temperatura in una parete piana multistrato. Scambi termici in presenza di radiazione solare. Transitori termici a capacità concentrata. Cenni sul bilancio termico e di massa di un edificio, carichi sensibili / latenti.
Diffusione del vapore nelle strutture edilizie: legge di Fick, condensazione superficiale ed interstiziale. Diagramma di Glaser.

Obiettivi dell'insegnamento
Il corso si propone di fornire conoscenze tecnico-scientifiche di base e di sviluppare le capacità progettuali degli allievi nei settori della illuminotecnica, dell'acustica architettonica, della trasmissione del calore e della termodinamica.

Competenze attese
Conoscenza dei principi teorici fondamentali nonché degli strumenti di valutazione quantitativa e dei dati di riferimento principali nei quattro settori suddetti.
Capacità di elaborare soluzioni progettuali di massima, ottimizzate anche sotto il profilo energetico / ambientale, per i principali problemi di natura fisico-tecnica che si presentano oggi agli operatori del settore.

Prerequisiti
Fondamenti di fisica, chimica, analisi matematica.

Programma
Elementi di illuminotecnica: sistema energetico e sistema fotometrico, curva di visibilità, sorgenti naturali, fattore di luce diurna, sorgenti artificiali, lampade a basso consumo energetico, apparecchi illuminanti, efficienza luminosa, rapporto costo/benefici, altri parametri di caratterizzazione. Criteri progettuali per l'illuminazione artificiale di interni ed esterni.
Elementi di acustica architettonica: grandezze fondamentali, meccanismo dell'udito, sensazioni auditive, audiogramma normale. Fonoassorbimento e fonoisolamento, caratteristiche di assorbimento e di attenuazione acustica dei materiali. Calcolo del tempo di riverberazioine in un ambiente chiuso (formula di Sabine) e scelta del suo valore ottimale.Calcolo del fonoisolamento tra due ambienti chiusi adiacenti. Criteri progettuali per interventi di acustica architettonica.
Valutazione del rumore e Curve di ponderazione.
Fondamenti di termodinamica: equazioni di conservazione. Trasformazioni termodinamiche reversibili e non, lavoro calore. I° principio della termodinamica per ristemi chiusi e aperti. Energia interna ed entalpia. II° principio della termodinamica. Entropia. Diagramma delle fasi, liquidi e vapori, gas ideali. Cicli diretti e inversi a gas e vapore. Macchine termiche e ciclo diretto e inverso. Concetto di efficienza.
Elementi di scambio termico: conduzione, irraggiamento, corpo nero, scambio termico per irraggiamento fra corpi neri e grigi. Proprietà radiative dei vetri. Convezione forzata e naturale. Trasmittanza termica e calcolo del profilo di temperatura in una parete piana multistrato. Scambi termici in presenza di radiazione solare. Scambiatori di calore. Transitori termici a capacità concentrata. Cenni sul bilancio termico e di massa di un edificio, carichi sensibili / latenti, condizioni invernali / estive. Cenni sulle tipologie impiantistiche per la climatizzazione degli edifici.
Psicrometria: proprietà dell'aria umida. Diagramma di Mollier per l'aria umida. Trasformazioni di riferimento per il controllo dei parametri termoigrometrici dell'aria.
Diffusione del vapore nelle strutture edilizie: legge di Fick, condensazione superficiale ed interstiziale. Diagramma di Glaser.

Esercitazioni
Le esercitazioni riguarderanno applicazioni delle conoscenze teoriche acquisite alla soluzione di problemi reali e di attualità, con particolare attenzione ai risvolti energetici / ambientali delle soluzioni elaborate, con valutazione quali-quantitativa dei costi esterni.
Temi trattati: calcolo della costante solare, dimensionamento di massima di un impianto solare per la produzione di acqua calda per usi sanitari, valutazioni quali-quantitative dell'effetto serra, ottimizzazione della scelta di corpi illuminanti, ottimizzazione della scelta di soluzioni per il miglioramento del comfort acustico, valutazioni di massima delle prestazioni degli impianti di teleriscaldamento, degli impianti a pompa di calore, degli impianti per la produzione combinata di energia elettrica, termica e frigorifera. Calcoli di massima dell'inquinamento termico prodotto da centrali termoelettriche. Calcolo dell'inquinamento atmosferico evitato da interventi di razionalizzazione dei consumi energetici.
Verranno inoltre sviluppati tre schemi di progetti di massima riguardanti rispettivamente:
- impianti di illuminazione per esterni;
- interventi per la realizzazione delle condizioni di benessere acustico in una sala per conferenze;
- interventi di razionalizzazione dei consumi energetici di un edificio.

L’insegnamento è organizzato in lezione a carattere teorico ed esercitazioni in cui si applicano, attraverso esercizi numerici, le conoscenze apprese.
Le esercitazioni riguarderanno applicazioni delle conoscenze teoriche acquisite alla soluzione di problemi reali e di attualità, con particolare attenzione ai risvolti energetici/ambientali delle soluzioni elaborate. Saranno svolte mediante:
• esercizi numerici in aula riguardanti le applicazioni dei concetti teorici introdotti a lezione,
• sviluppo di calcoli progettuali di massima (tesine) riguardanti rispettivamente:
- impianti di illuminazione per esterni;
- interventi per la realizzazione delle condizioni di benessere acustico in una sala per conferenze;
- ottimizzazione dei consumi energetici di un edificio mediante interventi sull’involucro edilizio opaco/trasparente

• Corrado V., Fabrizio E., Fondamenti di Termofisica dell’Edificio e Climatizzazione, II edizione, CLUT, Torino, 2014.
• G.V. Fracastoro, Fisica Tecnica Ambientale, Otto editore, Torino, 2003.
• Corrado V., Fabrizio E., Applicazioni di Termofisica dell’Edificio e Climatizzazione, CLUT, Torino, 2009.
• Astolfi A., Corrado V., Applicazioni di Illuminazione e Acustica, CELID, Torino, 2012.
• materiale distribuito dai docenti.

Per approfondire possono essere consultati all’occorrenza:
• Termodinamica e trasmissione del calore – Yunus A. Cengel– ed. McGraw Hill.

• G.V. Fracastoro, Fisica Tecnica Ambientale, Otto editore, Torino, 2003.
(http://ebook.polito.it/pubbl.html - Dispense di Fisica Tecnica Ambientale parti I, II, III).
• materiale distribuito dai docenti.
• Termodinamica e trasmissione del calore – Yunus A. Cengel– ed. McGraw Hill.
• Corrado V., Fabrizio E., "Applicazioni di Termofisica dell’Edificio e Climatizzazione",
CLUT, Torino, 2005.

Si fa riferimento a quanto indicato dai singoli docenti.

La prenotazione all’esame su internet è obbligatoria.
L’esame consiste in una prova scritta obbligatoria ed in una prova orale facoltativa.
La prova scritta obbligatoria è articolata in due parti secondo il seguente schema:
a) un test di teoria costituito da affermazioni del tipo vero/falso e/o da definizioni sintetiche,
b) 4 esercizi numerici (1 esercizio di termodinamica, 1 esercizio di trasmissione del calore, 1 esercizio di acustica, 1 esercizio di illuminotecnica).
La prova orale è facoltativa (rinunciando alla prova orale il voto massimo registrabile è 24/30). Per l’ammissione alla prova orale occorre aver superato il test scritto con un voto complessivo minimo di 15/30. L’orale viene svolto subito dopo la prova scritta.

Modalità d’esame (Prenotazione su internet obbligatoria):

Prova scritta obbligatoria, prova orale facoltativa

Si fa riferimento a quanto indicato dai singoli docenti.