Il corso introduce il bilancio energetico di un edificio e il calcolo del suo fabbisogno energetico per riscaldamento, climatizzazione, ventilazione e illuminazione. Si affrontano anche le metodologie per il calcolo della potenza di picco richiesta dagli impianti di climatizzazione. L’involucro edilizio e le partizioni interne sono analizzati anche dal punto di vista delle prestazioni acustiche in modo da garantire il soddisfacimento dei requisiti di legge. Si Illustrano le principali tipologie di impianti per la climatizzazione, e si forniscono le basi conoscitive dei sistemi di illuminazione naturale e artificiale e le relative tipologie impiantistiche.

Conoscenza dei metodi di calcolo del fabbisogno energetico e della potenza di picco richiesta agli impianti di climatizzazione e ventilazione. Capacità di calcolare i termini del bilancio energetico in regime invernale ed estivo: dispersioni/apporti di energia termica per trasmissione e per ventilazione, apporti endogeni e solari, principali criteri da adottare per ridurre il fabbisogno energetico. Conoscenza di principi fondamentali, tipologie, caratteristiche operative e prestazioni degli impianti di climatizzazione. Capacità di valutare i requisiti acustici passivi di un edificio e di fare scelte progettuali in relazione alle prestazioni dei componenti ed alla correzione acustica degli ambienti. Capacità di dimensionare in prima approssimazione un impianto di illuminazione artificiale e valutare il contributo dell’illuminazione naturale.

Fondamenti di termodinamica e trasmissione del calore. Applicativi informatici di base: editor di testo con equazioni, foglio elettronico di calcolo (funzioni trigonometriche, logaritmi, esponenziali) e strumento di presentazione.

Il corso è strutturato secondo quattro moduli di seguito declinati nel dettaglio. Termofisica dell’edificio (18 ore di lezioni e esercitazioni) Caratterizzazione dello scambio termico dell’involucro edilizio. Tipologie e caratteristiche dell’involucro opaco. Prestazioni dell’involucro trasparente e tipologie di vetri. Calcolo del fabbisogno energetico di un edificio per il controllo termoigrometrico (caso invernale ed estivo). Calcolo dei carichi termici ambientali in regime invernale. Climatizzazione (32 ore di lezioni, esercitazioni e laboratorio) Requisiti termoigrometrici e di qualità dell’aria negli ambienti interni. Sistemi e componenti per il controllo del microclima in base alla funzione svolta e al fluido termovettore utilizzato. Caratteristiche operative e configurazioni tipiche di varie tipologie di impianto (riscaldamento, ventilazione e climatizzazione). Distribuzione ed estrazione dell’aria in ambiente. Macchine ad assorbimento per la produzione del fluido freddo. Cenni sul monitoraggio del consumo energetico e il controllo degli impianti. Fondamenti di acustica (18 ore lezioni, esercitazioni e laboratorio) Grandezze fondamentali acustiche e unità di misura. Campo sonoro libero, confinato e semiriverberato. Acustica fisiologica e audiogramma normale. Requisiti e metodi di valutazione del comfort acustico. Requisiti acustici passivi e valutazione del disturbo da rumore. Normativa di riferimento. Controllo del rumore negli impianti e correzione acustica degli ambienti chiusi. Fondamenti di illuminotecnica (12 ore di lezioni ed esercitazioni) Grandezze fondamentali illuminotecniche e unità di misura. Requisiti ambientali e impiantistici nel caso di illuminazione artificiale. Tipologie di sorgenti luminose artificiali e di apparecchi illuminanti. Metodi semplificati per il calcolo dell’illuminazione artificiale. Requisiti e metodi di valutazione del comfort visivo. Sistemi per l’illuminazione naturale di spazi confinati: Requisiti ambientali e tecnologie di controllo. Metodi semplificati per il calcolo dell’illuminazione naturale.

Le esercitazioni saranno svolte nei laboratori informatici per il corso AA-LZ e in aule didattiche per il corso MA-ZZ.

Svolgimento di due esercitazioni di laboratorio (impianti di climatizzazione e acustica) con cui ottenere dati da utilizzare per la redazione di relazioni da discutere in sede di esame. Svolgimento di altre esercitazioni di tipo progettuale sui temi della termofisica dell’edificio e della illuminotecnica.

Le presentazioni utilizzate durante le lezioni saranno messe a disposizione degli studenti. Saranno forniti riferimenti concernenti la letteratura tecnica e normativa. • Appunti del corso • ASHRAE Handbooks, ASHRAE, Atlanta, 2014-2017. • Corrado V., Fabrizio E., "Fondamenti di Termofisica dell’Edificio e Climatizzazione", CLUT, Torino, 2012. • Cumo F., Piras G, Sforzini V., “Analisi energetica degli edifici – Elementi progettuali”, Società Editrice Esculapio, 2019. • Fracastoro G. V., "Fisica tecnica Ambientale – Parte I: termodinamica applicata", Otto Editore, Torino, 2003. • Fracastoro G. V., "Fisica tecnica Ambientale – Parte II: trasporto di calore e di massa", Otto Editore, Torino, 2003. • Fracastoro G. V., "Fisica Tecnica Ambientale – Parte III: acustica applicata", Otto Editore, Torino, 2003. • Fracastoro G. V., "Fisica Tecnica Ambientale – Parte IV: illuminotecnica", Otto Editore, Torino, 2003. • Hens H., “Building Physics ‐ Heat, Air and Moisture: Fundamentals and Engineering Methods with Examples and Exercises”, Ernst & Sohn, 2017. • Masoero M., “Appunti di Acustica”. • Spiga M., “Efficienza energetica e termofisica dell’edificio”, Società Editrice Esculapio, 2018. • Stefanutti L., Manuale degli impianti di climatizzazione", Tecniche Nuove, Milano, 2011.

Slides; Dispense; Esercitazioni di laboratorio; Video lezioni tratte da anni precedenti;

Modalità di esame: Test informatizzato in laboratorio; Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;

Exam: Computer lab-based test; Written test; Optional oral exam;

... Per accedere all’esame scritto è necessario avere caricato sul sito della didattica le relazioni affidate durante lo svolgimento del corso. L’esame consiste in una prova scritta costituita da domande di teoria (60 minuti, da svolgersi attraverso videoterminale in un laboratorio informatico senza consultare nessun testo) ed esercizi (180 minuti, da svolgersi attraverso videoterminale in un laboratorio informatico con la possibilità di consultare libri di testo ma non esercizi svolti). La parte di teoria dell’esame intende verificare le conoscenze e la comprensione degli argomenti spiegati durante le lezioni teoriche. La parte di esercizi intende verificare la capacità di dimensionare in prima approssimazione gli impianti e le strutture affrontati nel corso. La prova di teoria consiste nel rispondere a 40 quesiti suddivisi in 4 sezioni relative ai 4 moduli del programma. Il numero di quesiti per ogni sezione è così ripartito: • 10 quesiti di Termofisica dell’edificio • 14 quesiti di Climatizzazione • 10 quesiti di Fondamenti di Acustica • 6 quesiti di Fondamenti di Illuminotecnica Per ciascun quesito sono proposte 5 risposte (contraddistinte con le lettere A, B, C, D, E), una sola delle quali è esatta. Il punteggio sarà formulato assegnando: • +1 punto per ogni risposta esatta; • -0,25 punti per ogni risposta sbagliata; • -0,10 punti per ogni risposta non data. Il risultato della prova è immediato e sarà disponibile a conclusione della prova stessa. Chi consegue almeno 20 punti su 40 nella parte di teoria può svolgere la parte di esercizi. Questa parte include: un esercizio di “Termofisica dell’edificio e climatizzazione” (16 punti), uno di “Acustica” (8 punti) e uno di “Illuminotecnica” (8 punti). Per superare l’esame è necessario soddisfare tutte e tre le seguenti condizioni: 1) conseguire la valutazione di almeno 15/30 (20/40) nella parte di teoria; 2) conseguire la valutazione di almeno 15/30 (16/32) nella parte di esercizi; 3) la media aritmetica dei punteggi delle due parti (teoria ed esercizi) deve essere almeno pari a 18/30. Alla votazione conseguita durante la prova scritta si aggiunge un punteggio variabile tra zero e tre punti, conseguito con la presentazione obbligatoria di una delle cinque relazioni affidate in precedenza. La votazione così raggiunta non prevede nessun limite superiore. L’esame orale è costituito da domande sugli argomenti trattati nel corso, da svolgere alla lavagna interagendo col docente. Per accedervi è indispensabile avere raggiunto almeno 18/30 nella parte scritta. L’esame orale è obbligatorio per coloro che non hanno effettuato la presentazione sopra menzionata, mentre è facoltativo per tutti gli altri studenti.

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.