Il corso di Fisica Tecnica Ambientale è un insegnamento a carattere formativo, finalizzato a fornire conoscenze tecniche, strumenti di valutazione quantitativa e dati di riferimento in tema di qualità dell’ambiente confinato e di prestazione energetica, nonché di tecnologie edilizie coerenti. I contenuti dell’insegnamento comprendono i fondamenti di fluidodinamica, termodinamica, termocinetica, illuminazione ed acustica, i requisiti ambientali per il benessere, la termofisica dell’edificio, l’illuminazione naturale, il fonoassorbimento, il fonoisolamento, i materiali e le tecnologie edilizie impiegate per controllare i suddetti fenomeni.
L’obiettivo didattico formativo è quello fare acquisire allo studente:
- la conoscenza dei fenomeni ambientali di carattere fluidodinamico, termo-igrometrico, luminoso e acustico in rapporto alla percezione umana;
- la capacità di operare scelte consapevoli in relazione al progetto fisico-tecnico dell’edificio;
- la capacità di calcolare le prestazioni e di verificare i principali requisiti termo-igrometrici, energetici, illuminotecnici ed acustici dell’involucro edilizio e dell’ambiente confinato.

L'insegnamento è mirato a fornire la conoscenza dei fenomeni ambientali di carattere fluidodinamico, termo-igrometrico, luminoso e acustico in rapporto alla percezione umana, degli indicatori prestazionali, degli strumenti di valutazione quantitativa e dei dati di riferimento principali nell’ambito dell’energetica edilizia, in relazione agli aspetti di ottimizzazione energetica del sistema edificio/impianto e della qualità dell’ambiente interno.
Le abilità che lo studente deve acquisire sono:
- la capacità di operare scelte consapevoli in relazione al progetto fisico-tecnico dell’edificio;
- la capacità di determinare le prestazioni e verificare i principali requisiti termo-igrometrici, energetici, illuminotecnici ed acustici dell’involucro edilizio e dell’ambiente confinato;
- la capacità di effettuare pre-dimensionamenti dell’impianto di climatizzazione.

È richiesta la conoscenza dei fondamenti della fisica a livello di scuola media superiore e delle nozioni di matematica impartite nel corso di Istituzioni di Matematiche.

Il corso è strutturato in quattro macrotemi per un totale di 10 CFU:
A. FENOMENI TERMICI E MECCANICI (4 CFU), in cui sono impartiti i fondamenti di termodinamica, termocinetica, psicrometria e meccanica dei fluidi.
B. TERMOFISICA DELL’EDIFICIO (2 CFU), in cui sono definiti gli indicatori prestazionali dell’involucro edilizio ai fini della verifica dei requisiti termoigrometrici e le relazioni analitiche per la soluzione del bilancio di energia e massa del sistema edificio.
C. ILLUMINAZIONE (2 CFU), in cui sono trattati il fenomeno luminoso dal punto di vista fisico e percettivo e sono forniti gli strumenti teorici in tema di progetto dell’illuminazione naturale e artificiale.
D. ACUSTICA (2 CFU), in cui sono trattati il fenomeno acustico dal punto di vista fisico e percettivo e sono forniti gli strumenti teorici in tema di progetto del fonoisolamento e del fonoassorbimento.

Il corso si articola in lezioni ed esercitazioni. Tutti gli argomenti dell’insegnamento saranno oggetto di esercitazioni svolte in aula, sia a carattere numerico che sperimentale e/o applicativo.

Esercitazioni numeriche
Sono previste esercitazioni numeriche in aula riguardanti: applicazioni di meccanica dei fluidi, comportamento di semplici sistemi termodinamici, psicrometria, trasmissione del calore nei componenti edilizi, controllo della condensazione nei componenti edilizi, applicazione dei bilanci di massa e di energia dell’ambiente costruito, calcolo delle dispersioni in condizioni di progetto invernali, calcolo del fattore di luce diurna, dell’illuminamento medio e puntuale da sorgenti artificiali, del livello sonoro e del tempo convenzionale di riverberazione in ambienti interni, del potere fonoisolante secondo la legge della massa.

Esercitazioni sperimentali
Potranno essere svolte esercitazioni sperimentali riguardanti la misura di temperatura, umidità, velocità dell’aria e trasmittanza termica delle pareti, fattore di luce diurna, mappature di illuminamento e luminanza, livello sonoro, tempo di riverberazione e isolamento acustico.

Libri di testo
- 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.
- AA.VV., Schede di Fisica tecnica ambientale.
(Le schede verranno rese disponibili sul portale della didattica)
Testi di approfondimento
- Corrado V., Conoscenze di Base: unità di misura, fonti energetiche e fondamenti di termodinamica, Quaderni di bioedilizia, vol. 3, Forte Chance Piemonte, Torino, 2009.
- Capozzoli A., Gorrino A., Caratterizzazione energetica e tecnologie costruttive dell’involucro edilizio, Quaderni di bioedilizia, vol. 6, Forte Chance Piemonte, Torino, 2010.
- Oliaro, P., Corrado, V., Appunti delle lezioni di fisica tecnica, Politeko, c.so Einaudi 55, Torino, 1999.
- Cengel, Y.A., Termodinamica e Trasmissione del Calore, III edizione, McGraw-Hill, 2009.
- Fracastoro G.V., Fisica tecnica ambientale (parte I, II, III e IV), Torino, 2003, www.mondovi.polito.it/ebook/pubbl.html.
- Ricciardi P., Elementi di acustica e illuminotecnica, McGraw-Hill, 2009.
- Lo Verso V.R., Aghemo C., Guida alla progettazione dell'illuminazione naturale, AIDI, Torrazzi, Parma, 2003.
- Spagnolo R. (a cura di), Acustica – Fondamenti e applicazioni, UTET, 2015.
Ulteriori riferimenti bibliografici, legislativi e normativi verranno forniti durante il corso.

Per tutti gli insegnamenti l’esame prevede una prova scritta costituita da 3 a 5 esercizi numerici sui temi trattati in aula, volti a verificare la capacità dello studente nell’affrontare specifici casi concreti in un’ottica di problem solving dimostrando le abilità conseguite sia nella fase di svolgimento analitico (processo) che nella fase di analisi del risultato (prodotto). La verifica delle competenze teoriche è effettuata o attraverso un test a risposta multipla del tipo Vero/Falso e/o a domande aperte, oppure attraverso un colloquio orale di approfondimento.
È obbligatoria la prenotazione da effettuarsi attraverso il portale della didattica (via internet).
Nello specifico, la prova scritta consiste nella risoluzione da 3 a 5 esercizi numerici sui temi trattati in aula. Gli esercizi saranno selezionati dai docenti fra: esercizi sui fenomeni termici e meccanici, esercizi di termofisica dell’edificio, esercizi di illuminazione, esercizi di acustica. Per ogni esercizio è previsto un tempo di mezz’ora.
Nel corso della prova scritta non è consentito consultare alcun testo contenente esercizi svolti.
Se il voto della prova scritta è almeno pari a 15/30, lo studente è ammesso al colloquio orale/test che dovrà essere obbligatoriamente sostenuto nello stesso appello.
Il voto finale è la media dei voti della prova scritta e del colloquio/test.
Nel caso di esito negativo del colloquio orale lo studente dovrà ripetere anche la prova scritta.
Per tutti gli studenti è prevista una prova intermedia sui temi trattati nel primo semestre. La prova intermedia consiste nella risoluzione di 2 o 3 esercizi numerici. Se il voto della prova scritta è almeno pari a 15/30, lo studente è ammesso al colloquio orale/test.
Sarà facoltà dei docenti proporre, per gli studenti dell'anno in corso, un esercizio d'esame alla fine di ogni argomento, per un totale di 5 esercizi nell'anno (3 al primo semestre e 2 al secondo) in date a sorpresa che, se consegnato tutte le volte, concorrerà alla valutazione finale alla fine dell'anno accademico. Si potrà comunque scegliere se rifare la prova intermedia e/o l'esame alla fine dell'anno o semestre. Se il voto della prova scritta è almeno pari a 15/30, lo studente è ammesso al colloquio orale che dovrà essere obbligatoriamente sostenuto nell’appello immediatamente successivo alla fine del semestre nel quale si sono svolte le prove scritte (fine del primo semestre e fine del secondo semestre).