PORTALE DELLA DIDATTICA

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Progettazione energetico-ambientale dell'edificio

01TWCND, 01TWCNC

A.A. 2023/24

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica E Nucleare - Torino
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettrica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 48
Esercitazioni in aula 26
Esercitazioni in laboratorio 6
Tutoraggio 9
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Perino Marco Professore Ordinario IIND-07/B 33 9 6 0 6
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/11 8 B - Caratterizzanti Ingegneria energetica e nucleare
2023/24
L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze fondamentali e di sviluppare le capacità progettuali nell’ambito del comportamento termo-fisico degli edifici, con particolare attenzione alla valutazione dei requisiti qualitativi dell’ambiente interno (comfort termoigrometrico e qualità dell’aria), delle prestazioni energetiche ed allo studio, analisi e dimensionamento dei sistemi edificio-impianto. Il corso si articola in lezioni, esercitazioni numerico/progettuali (che saranno svolte in aula e/o nei laboratori informatici) ed esercitazioni sperimentali.
The course will provide the fundamental knowledge and help developing the design skills in the field of the thermal building physics. We will devote specific attention to the evaluation of the indoor environmental quality requirements (thermo - hygrometric comfort and air quality), energy performance and the study, analysis and sizing of systems-building assemblies. The course consists of lessons, numerical/design exercises (carried out in the classroom and/or in computer labs) and laboratory experiences.
L'insegnamento a fornire la conoscenza dei principi, degli strumenti di valutazione quantitativa, dei dati di riferimento fondamentali e delle tecnologie nell’ambito della termofisica dell’edificio. Un focus sarà dedicato ai concetti di Zero Energy Buildings (ZEB) ed alle strategie per migliorare: l’efficienza energetica degli edifici, lo sfruttamento delle energie rinnovabili a scala di edificio e l’implementazione di tecnologie passive per la climatizzazione. Al termine del corso lo studente sarà in grado di: • determinare i requisiti per la corretta progettazione del sistema edificio-impianto ai fini del controllo dell’ambiente interno e dell’efficienza energetica (comfort termoigrometrico, qualità dell’aria, ventilazione, requisiti dei componenti di involucro edilizio); • definire i carichi termici di progetto per il riscaldamento e la climatizzazione estiva; • ottimizzare la prestazione energetica degli edifici e la qualità dell’ambiente interno; • impiegare strumenti di valutazione quantitativa in ambito normativo ed affrontare la modellazione energetica di edifici multizona all’interno di un software di simulazione termoenergetica dinamica. • progettare interventi di retrofit energetico e di implementazione di tecnologie passive e ZEB/nZEB ; • gestire e comunicare nell'ambito professionale la progettazione energetica degli edifici e gli interventi di efficientamento energetico.
Si richiede la capacità di applicare gli strumenti di Matematica e Fisica acquisiti nella laurea triennale e di applicare le conoscenze acquisite nei corsi di Termodinamica e Trasmissione del Calore e Fisica dell’Edificio e Climatizzazione.
Il programma verte sui seguenti argomenti principali: • Il bilancio termico e di massa dell’ambiente e dell’edificio; • La soluzione del bilancio termico in regime invernale - determinazione del carico di progetto • La soluzione del bilancio termico in regime estivo - determinazione del carico di progetto • Software di simulazione termoenergetica dinamica degli edifici e loro utilizzo pratico a fini progettuali (principi di base per il calcolo dei carichi termici, modellazione geometrica e zonizzazione termica, standardizzazione dei dati di input e dei profili delle condizioni al contorno, analisi dei risultati e reportistica, processi di ottimizzazione basati sulla simulazione). • Analisi termo-energetica delle prestazioni dei componenti di involucro (componenti opachi, trasparenti e ponti termici); • Tecnologie e materiali innovativi per i componenti di involucro (componenti opachi, trasparenti e ponti termici); • Le variabili meteoclimatiche per la progettazione termoenergetica degli edifici e degli impianti di climatizzazione: gli anni tipo (TMY), le condizioni di progetto invernali ed estive • Fondamenti di comfort termo-igrometrico: bilancio termico del corpo umano, metodo del PMV, comfort termico adattativo secondo UNI EN ISO 7730 e lo standard ASHRAE 55; • Introduzione alla valutazione della qualità degli ambienti interni (IEQ – Indoor Environmental Quality): lo standard EN 16798-1; • Qualità dell’aria indoor: classificazione degli inquinanti e principali inquinanti indoor/outdoor, valutazione della qualità dell’aria con metodi oggettivi e soggettivi, approccio normativo prescrittivo e prestazionale: UNI EN 16798-3, UNI 10339 and ASHRAE 62; • Tecniche di controllo della qualità dell’aria, filtrazione e fondamenti di ventilazione; • Sistemi di ventilazione naturale e meccanica: tecnologie e metodi di analisi; • Strategie e tecnologie per il passive cooling e heating degli edifici • Sviluppo di misure sperimentali in relazione a: IAQ, ventilazione, comfort termoigrometrico, prestazioni termofisiche dei componenti di involucro edilizio; • Sviluppo di un'esercitazione progettuale di concerto con il corso "Progettazione di impianti termotecnici" - 01TWHND (collocato al primo semestre dell'anno successivo).
Le esercitazioni presentano una forte connotazione applicativa e consistono nello sviluppo del progetto termofisico di un edificio mediante software di simulazione termoenergetica e modelli numerici semplificati. Per l’edificio oggetto di studio si svilupperanno: il progetto termofisico dei componenti di involucro, il calcolo dei carichi termici di progetto invernale ed estivo, la valutazione dell’impatto di soluzioni progettuali diverse ed ottimizzate, l’analisi del comfort termoigrometrico e dell’IAQ. Questa esercitazione progettuale è fortemente integrata con il corso "Progettazione di impianti termotecnici" - 01TWHND (collocato al primo semestre del II anno) e costituirà la base di partenza per lo sviluppo di una corrispondente esercitazione all'interno del medesimo insegnamento. Le esercitazioni sperimentali verteranno: sulla misura del PMV e delle variabili microclimatiche indoor, sulla qualità dell’aria/ventilazione/Filtrazione, sulle tecniche con gas traccianti, sui test di pressurizzazione per la misura della tenuta all’aria dell'involucro edilizio. Queste esperienze progettuali e pratiche dovranno essere raccolte - a fine corso - in un “book” che lo studente dovrà portare in occasione della prova orale. La relazione di progetto dovrò essere stilata immaginandola come una "relazione di calcolo di accompagnamento al progetto", includendo quindi nelle appendici anche il materiale tecnico illustrativo di tutti i prodotti/componenti che sono stati scelti per lo sviluppo del progetto stesso. Le relazioni relative alle prove sperimentali dovranno riportare: una descrizione sintetica, ma esaustiva, delle procedure di test/misura, una descrizione delle procedure di elaborazioni dei dati utilizzate, la presentazione dei risultati ed una breve discussione critica.
L'insegnamento è articolato in 80 ore, suddivise in lezioni teoriche, esercitazioni a carattere progettuale, esercitazioni sperimentali, esercitazioni pratiche con uso di software di simulazione (freeware), interventi seminariali su argomenti specifici.
Materiale, slide, riferimenti a norme e dispense distribuite dai docenti. Slide del progetto IDES-EDU (http://proftrac.eu/training-material/search-training-material.html). Materiale per approfondimenti e ripasso: • Corrado V., Fabrizio E., “Fondamenti di Termofisica dell’Edificio e Climatizzazione”, CLUT, 2012, Torino • Stefanutti L., “Manuale degli impianti di climatizzazione”, ISBN 978-88-481-1884-2, Editore Tecniche Nuove, 2007. • ASHRAE, “Handbook of Fundamentals”, ASHRAE, 2017. • Spietler J., “Load Calculation Applications Manual”, ASHRAE, 2009. • EnergyPlus, “Getting started with EnergyPlus” – Documentation of the software tool • AICARR, “Manuale d’ausilio alla progettazione: Miniguida AICARR (III Edizione)”, ISBN: 978-88-95620-56-5, MILANO: AICARR, 2010. • Capozzoli A., Corrado V., Gorrino A., Soma P., “Atlante nazionale dei ponti termici”, Edilclima, 2011 • Corrado V., Paduos S., “La nuova legislazione sull’efficienza energetica degli edifici. Nuova edizione”, Editore CELID, 2010. • http://download.rockwool.it/media/115586/brochure%20dm%20web.pdf
Slides; Dispense; Esercitazioni di laboratorio; Video lezioni tratte da anni precedenti; Strumenti di simulazione;
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato progettuale individuale;
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Individual project;
... L’esame prevede una prova scritta ed una orale. La prova scritta è costituita da: • una parte di teoria con domande aperte a risposta sintetica su argomenti introdotti a lezione ed esercitazione; • Un esercizio numerico articolato in più punti. La parte di teoria (I parte) ha una durata di 30 min. Durante questa parte non è consentito l’uso di alcun materiale a supporto. L’esercizio numerico (II parte) ha una durata di 1 ora. Durante questa parte è consentito l’utilizzo di dispense, libri appunti, norme e formulari (da portare con sé). Ciascuna delle 2 parti dello scritto vale 16 punti (totale 32 = 30 e lode). Se la votazione dello scritto è positiva (superiore a 15/30) si può accedere all’orale dove i candidati esporranno le esercitazioni svolte nel corso del semestre (approfondimento delle esercitazioni di progetto) giustificandone i risultati sulla base delle conoscenze acquisite nel corso (all’orale potranno anche essere chiesti approfondimenti di teoria e chiarimenti/approfondimenti in relazione al compito scritto). Scritto ed orale devono essere obbligatoriamente sostenuti all’interno del medesimo appello (N.B.: in genere la prova scritta e l’orale non sono effettuati nel corso della medesima giornata). Il voto d’esame risulta dalla media pesata fra scritto (che conta 2/3) ed orale (che conta 1/3). Se il voto dell’orale non risulta sufficiente (almeno 15/30) decade anche la validità del voto dello scritto. All’orale occorre presentarsi con un “book” che ordina e raccoglie le esercitazioni numeriche, progettuali e sperimentali condotte e/o assegnate durante il corso. Questo book sarà utilizzato come base per condurre la discussione durante la prova orale.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
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