L'insegnamento mira a fornire le competenze di base per la progettazione di edifici sostenibili, energeticamente efficienti e confortevoli. Introduce le conoscenze ed i concetti fondamentali relativi ai quattro ambiti per il controllo dell’ambiente costruito e del confort, ovvero: luce ed ambiente luminoso, suono ed ambiente acustico, energia ed ambiente termoigrometrico, meccanica dei fluidi e qualità dell’aria indoor. Particolare attenzione sarà dedicata agli aspetti legati alle prestazioni energetico ambientali degli edifici ed alla loro analisi, un ambito chiave nella professione dell’ingegnere edile. Trattandosi di un insegnamento fondativo, saranno fornite ed approfondite le conoscenze tecnico-scientifiche nei vari argomenti trattati, passando poi allo sviluppo di capacità progettuali di base nell’ambito delle costruzioni edili 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 per consentire gli approfondimenti progettuali e le analisi energetico ambientali degli edifici e degli spazi confinati e non. - la sensibilità progettuale per la realizzazione di edifici energeticamente efficienti, confortevoli e sostenibili.

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 applicate agli edifici, 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 nella progettazione di edifici confortevoli, energeticamente efficienti e sostenibili. Conoscenze di base relative a soluzioni innovative nel campo dell'energetica edilizia, dell’isolamento termico, dell'impiantistica per il controllo dell’ambiente termico e luminoso.

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 ed energetica edilizia: 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 (pompe di calore, macchine frigorifere). Concetto di efficienza. Psicrometria e Controllo Ambientale: 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. Scambio Termico in Componenti Edilizi: 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, qualità dell'aria interna Diffusione del vapore nelle strutture edilizie: legge di Fick, condensazione superficiale ed interstiziale. Diagramma di Glaser.

Le esercitazioni proposte richiedono l’uso di calcolatrici tascabili scientifiche (logaritmi, elevamenti a potenza, trigonometria,...). Le lezioni seguono come riferimento il testo consigliato. Fotocopie di grafici e tabelle a fini esercitativi sono fornite dai docenti. Il materiale didattico di base e integrativo, la presentazione dell'insegnamento e le regole d’esame sono rese disponibili sotto forma di file pdf sul portale della didattica sotto la voce "Materiale del corso” all’inizio delle lezioni. Una copia cartacea della scheda insegnamento e delle regole d'esame viene fornita a tutti gli studenti alla prima lezione, al termine dell'introduzione.

L’insegnamento è organizzato in lezioni a carattere teorico ed esercitazioni in cui si applicano, attraverso esercizi numerici ed esempi pratici, le conoscenze apprese. Le esercitazioni riguardano 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 riguardanti rispettivamente: impianti di illuminazione per esterni/interni, interventi per la correzione acustica delle sale, ottimizzazione dei consumi energetici mediante interventi sull’involucro edilizio opaco/trasparente

G.V. Fracastoro, Dispense di Fisica Tecnica Ambientale, Otto editore, Torino, 2003. • materiale distribuito dai docenti. Bibliografia a compendio • Corrado V., Fabrizio E., Fondamenti di Termofisica dell’Edificio e Climatizzazione, II edizione, CLUT, Torino, 2014. • 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. Per approfondire possono essere consultati all’occorrenza: • Termodinamica e trasmissione del calore – Yunus A. Cengel– ed. McGraw Hill.

Dispense;

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

Exam: Written test; Optional oral exam;

... L’esame è costituito da una prova scritta obbligatoria ed una prova orale facoltativa (da svolgersi contestualmente alla parte scritta). Gli appelli d’esame si tengono ESCLUSIVAMENTE nelle sessioni ufficiali. L’iscrizione online all’appello è obbligatoria. Nel caso in cui si decida di non sostenere la prova orale il voto massimo registrabile è di 26/30 (Il voto dell’esame scritto può essere registrato tal quale quando compreso fra 18/30 e 26/30. I voti dal 26/30 al 30/30 sono scalati al 26/30. Il 30 Lode è scalato al 27/30). Con votazioni dello scritto comprese fra 15/30 e 17/30 si può accedere all’orale. Compito Scritto Il compito scritto consta di 2 parti: una parte di Teoria ed una parte di Esercizi. Ciascuna parte vale 32/30 (corrispondente al 30 e lode) ed il voto finale risulta dalla media aritmetica delle due parti, a condizione che ciascuna di esse risulti superiore a 15/30 (se anche una sola delle 2 parti viene valutata meno di 15/30 il compito scritto risulta non superato). Parte di Teoria E’ costituita da: • 32 affermazioni del tipo vero/falso • 4 definizioni sintetiche Durante la prova di teoria non si possono utilizzare libri, dispense, formulari, appunti, esercizi svolti ed altro materiale di supporto. La prova dura 45 minuti, ma se si termina prima è possibile consegnare ed iniziare in anticipo la parte di esercizi (guadagnando tempo utile). punteggi: • per ogni affermazione vera/falsa giusta: +0.75 • per ogni affermazione vera/falsa sbagliata: -0.60 • per ogni affermazione vera/falsa non data: 0 • valore di ogni definizione sintetica: da 0 a 2 Parte di Esercizi E’ costituita da 4 esercizi numerici da svolgere in 1ora e mezza (Si possono utilizzare le dispense ed i formulari, non gli appunti. La valutazione degli esercizi è fatta per i soli candidati la cui parte di teoria sia risultata al di sopra di 15/30 – Per gli altri le soluzioni degli esercizi sono messe sul portale la settimana successiva all’appello in modo che tutti possano verificare lo svolgimento del tema d’esame) punteggi: • Esercizio di illuminotecnica: 6 pt. • Esercizio di acustica: 6 pt. • Esercizio di Termodinamica: 10 pt. • Esercizio di Trasmissione del calore: 10 pt.

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.