Il benessere della persona e la sua esperienza dello spazio costruito sono fortemente condizionati da fattori immateriali quali l’ambiente sonoro, l’illuminazione naturale e artificiale, il microclima, la qualità dell’aria indoor. La materia ha per oggetto il controllo di tali fattori, le relative metodologie di analisi, le tecnologie passive e i sistemi impiantistici per il soddisfacimento dei requisiti ambientali e il risparmio energetico.
Contenuto del corso - Parte B
Il corso mira a fornire le conoscenze di base necessarie per una progettazione consapevole attraverso l'apprendimento di metodi per la valutazione delle scelte progettuali in rapporto al contesto climatico, alle caratteristiche ambientali del sito di progetto e dei requisiti di comfort indoor degli utenti finali.
Contenuto del corso - Parte D
L’insegnamento, unitamente al Laboratorio di Progettazione Ambientale, è finalizzato all’acquisizione della consapevolezza delle esigenze di controllo dell’ambiente costruito finalizzate al risparmio energetico. Le applicazioni nelle esercitazioni possono indirizzare l'insegnamento a privilegiare determinati argomenti che sono da ricondurre nell'ambito dell'attività congiunta del Laboratorio e specificatamente del tema dell'esercitazione.
Y. A. Çengel, G. Dall’O’, L. Sarto, Fisica tecnica ambientale, McGraw Hill, 2017
G. Dall’O’, Architettura e impianti, Città Studi Edizioni, 2012
Dispense, diapositive e altro materiale utile saranno caricati durante l’anno accademico nella pagina del corso sulla piattaforma MOODLE.
• G. Dall’O’, Architettura e impianti, Città Studi Edizioni, 2012
• Y. A. Çengel, G. Dall’O’, L. Sarto, Fisica tecnica ambientale, McGraw Hill, 2017
• G. Moncada Lo Giudice, L. De Santoli, Progettazione di impianti tecnici. Problemi ed applicazioni, Masson, Milano, 2000
• G. Moncada Lo Giudice, L. De Santoli, Fisica tecnica ambientale. Volume terzo: Benessere termico, acustico e visivo, Casa Editrice Ambrosiana, 1999.
• Linee Guida per l'edilizia sostenibile in Toscana
Ulteriori riferimenti bibliografici e risorse in integrazione alle lezioni utili all'approfondimento di particolari argomenti e allo svolgimento delle esercitazioni saranno rese disponibili online sulla piattaforma Moodle dedicata al corso.
Per la preparazione all'esame e lo studio individuale, lo studente potrà fare riferimento al materiale didattico fornito in aula dal titolare del corso durante l’anno e ai libri di testo di suggeriti di seguito. Ulteriori riferimenti bibliografici e risorse in integrazione alle lezioni utili all'approfondimento di particolari argomenti e allo svolgimento delle esercitazioni saranno rese disponibili online sulla piattaforma Moodle dedicata al corso. Lo studente è tenuto ad accedere regolarmente alla piattaforma condivisa per controllare comunicazioni e aggiornamenti.
- G. Moncada Lo Giudice, L. De Santoli, Benessere termico, acustico e visivo, Casa Editrice Ambrosiana;
- Impianti Tecnici: G. Dall'O "Architettura e impianti" Città Studi Edizioni
- G. Moncada Lo Giudice, L. De Santoli "Progettazione di impianti tecnici" Masson, Milano
- G.F.Cellai, S.Secchi "Fondamenti di acustica" CLU Ed. Firenze
-AA.VV. Illuminazione naturale e simulazioni energetiche, Alinea Editrice
- Linee Guida per l'edilizia sostenibile in Toscana
Obiettivi Formativi - Parte A
- Orientare la progettazione in funzione degli obiettivi di comfort prefissati
- Identificare dove possono nascere criticità e opportunità e quindi dove intervenire
- Rilevare strumentalmente alcune grandezze significative
- Calcolare le prestazioni dell’edificio mediante semplici metodi di calcolo e software dedicati
- Interpretare i risultati di calcoli e di misure e riportarli in maniera corretta
- Valutare una situazione in essere
- Esporre e spiegare correttamente ed efficacemente le scelte di progetto
Obiettivi Formativi - Parte B
L'obiettivo generale del modulo è fornire allo studente gli strumenti e metodi di base per poter valutare gli esiti di diverse scelte progettuali sull'ambiente interno ed esterno e delle implicazioni che tali scelte hanno sulle prestazioni energetiche dell'edificio.
In particolare si prevede l'acquisizione di conoscenze per l'identificazione dei fenomeni fisici a scala ambientale, quali i parametri climatici connessi alle prestazioni energetiche ed al controllo dei carichi termici, alle tecniche di controllo delle interazioni che ne conseguono, e all’efficienza operativa delle tecnologie di involucro ad alta efficienza con impianti integrati.
Gli obiettivi formativi de corso riguardano:
• la capacità di orientare la progettazione in funzione dei requisiti ambientali e degli obiettivi finali di comfort indoor degli utenti finali
• la capacità di calcolare le prestazioni dell’edificio mediante semplici metodi di calcolo e software dedicati
• conoscere l’attuale quadro normativo di riferimento in tema di efficienza energetica degli edifici
• interpretare i risultati di calcoli e di misure e riportarli in maniera corretta
• confrontare diverse soluzioni tecnologiche e progettuali riferite alle tecnologie di involucro e di impianto
• esporre e motivare le scelte di progetto in una relazione tecnica chiara, corretta ed esaustiva.
Obiettivi Formativi - Parte D
L'obiettivo del modulo è fornire allo studente gli strumenti e metodi di base per poter valutare gli esiti di diverse scelte progettuali sull'ambiente interno ed esterno e delle implicazioni che tali scelte hanno sulle prestazioni energetiche dell'edificio.
In particolare si prevede l'acquisizione di conoscenze per l'identificazione dei fenomeni fisici a scala ambientale, quali i parametri climatici connessi alle prestazioni energetiche ed al controllo dei carichi termici, alle tecniche di controllo delle interazioni che ne conseguono, e all’efficienza operativa delle tecnologie di involucro ad alta efficienza con impianti integrati.
A tal fine lo studente avrà la capacità di utilizzare le seguenti tecniche (obiettivi):
- analisi e controllo dei parametri climatici mediante l'uso di strumenti di simulazione ambientale;
- analisi delle soluzioni tecnologiche e progettuali riferite a diversi casi studio
-analisi di diverse tipologie di impianti utilizzanti fonti di energia rinnovabile e la loro integrazione nel sistema di involucro;
- il controllo delle condizioni di benessere illuminotecnico.
ed i seguenti mezzi:
- conoscenze normative;
- conoscenze teoriche fisico-tecniche;
- conoscenze impiantistiche;
- conoscenze di software di simulazione.
Le tecniche del controllo ambientale conferiscono pertanto allo studente gli strumenti indispensabili (identificazione di obiettivi e mezzi) in stretta relazione all'esercitazione progettuale svolta nel laboratorio
Prerequisiti - Parte A
Lo studente deve aver sostenuto l’esame di Fisica tecnica ambientale e Impianti tecnici.
Prerequisiti - Parte B
Lo studente deve aver sostenuto l’esame di Fisica tecnica ambientale e Impianti tecnici.
Prerequisiti - Parte D
Per seguire con profitto il corso è consigliabile che gli studenti che accedono al laboratorio abbiano frequentato e sostenuto l'esame di "Istituzioni di Matematica” e abbiano acquisito le nozioni di base di “Fisica Tecnica Ambientale”.
Metodi Didattici - Parte A
L’attività didattica è svolta attraverso lezioni frontali con l’ausilio di lavagna, power point, video, esercitazioni, prove strumentali.
Le lezioni si svolgeranno a Santa Verdiana; l’aula potrà cambiare da una lezione all'altra a seconda delle esigenze della scuola.
Metodi Didattici - Parte B
L’attività didattica si articolerà in comunicazioni in aula tenute dal titolare del corso attraverso l’ausilio di slide, video, esercitazioni guidate di gruppo o in forma singola, finalizzate alla verifica delle conoscenze acquisite dagli studenti rispetto alle tematiche affrontate durante il Corso.
Verranno proposte allo studente una serie di applicazioni pratiche sugli argomenti trattati nel corso mediante l’uso di software e applicativi gratuiti o con licenza educational (Climate Consultant , VELUX e Termus di Acca Software, ecc.).
Metodi Didattici - Parte D
Le attività del Laboratorio saranno articolate in comunicazioni in aula tenute dal titolare del corso su metodi e strumenti utili all’analisi dei casi studio mediante l’uso di software di simulazione energetica ed esercitazioni in aula, di gruppo o in forma singola, finalizzate alla verifica delle conoscenze acquisite dagli studenti rispetto alle tematiche affrontate durante il Corso.
Verranno proposte allo studente una serie di applicazioni pratiche sugli argomenti trattati nel corso mediante l’uso di Autodesk REVIT , Termus G di Acca Software e RELUX.
Altre Informazioni - Parte A
Ricevimento:
ricevo gli studenti alla fine di ciascuna lezione, oppure per appuntamento (che può essermi richiesto via e-mail). Sono comunque sempre a disposizione, per ogni domanda o esigenza legate al corso, tramite posta elettronica all'indirizzo carlo.baistrocchi@unifi.it.
Le date delle revisioni saranno fissate durante il corso.
Politica di onestà accademica:
i compiti sono individuali e devono essere frutto del solo tuo lavoro, ad esclusione delle esercitazioni di gruppo quando assegnate. Se riprendi idee, testi, immagini, ecc. da altri, attraverso qualunque mezzo (voce, stampa, internet, ecc.) devi citarne propriamente la fonte. Il plagio è inaccettabile, invalida il compito e penalizza fortemente il giudizio e l’esito dell’esame finale.
Utilizzo di dispositivi:
non è consentito l’uso di laptop, smartphone e di altri dispositivi elettronici durante la lezione, tranne che nelle sessioni in cui esso è espressamente richiesto per lo svolgimento di compiti.
Altre Informazioni - Parte B
Ricevimento
Su appuntamento previa richiesta tramite posta elettronica all’indirizzo alessandra.donato@unifi.it.
Le date delle revisioni saranno fissate durante il corso.
Politica di onestà accademica
I compiti sono individuali e devono essere frutto del solo tuo lavoro, ad esclusione delle esercitazioni di gruppo quando assegnate. Se riprendi idee, testi, immagini, ecc. da altri, attraverso qualunque mezzo (voce, stampa, internet, ecc.) devi citarne propriamente la fonte. Il plagio è inaccettabile, invalida il compito e penalizza fortemente il giudizio e l’esito dell’esame finale.
Utilizzo di dispositivi
Non è consentito l’uso di laptop, smartphone e di altri dispositivi elettronici durante la lezione, tranne che nelle sessioni in cui esso è espressamente richiesto per lo svolgimento di compiti.
Modalità di verifica apprendimento - Parte A
L’esame finale è unico per il Laboratorio di progettazione ambientale. Al voto d’esame concorrono i risultati ottenuti nel presente corso (nella misura di 4/12 crediti) e nel corso Progettazione dei sistemi edilizi del prof. G. Ridolfi (nella misura di 8/12 crediti).
Il giudizio sui risultati ottenuti durante il corso e sugli elaborati conclusivi (elaborati grafici, modelli, relazione tecnica) concorre al voto dell’esame finale.
Gli studenti del laboratorio sono divisi in gruppi ed elaborano un progetto a scelta fra alcuni temi proposti. L’esame finale consiste nella valutazione del progetto.
Modalità di verifica apprendimento - Parte B
L’esame finale è unico per il Laboratorio di progettazione ambientale. Al voto d’esame concorrono i risultati ottenuti nel presente corso (nella misura di 4/12 crediti) e nel corso Progettazione dei sistemi edilizi della prof. P.Gallo (nella misura di 8/12 crediti).
Modalità di verifica apprendimento - Parte D
Si prevede di far sostenere agli studenti delle valutazioni intermedie su specifici argomenti a carattere applicativo e pratico affrontati durante il corso e verifiche periodiche in aula con presentazioni, di gruppo o in forma singola, per controllare lo stato di avanzamento dell’esercitazione progettuale svolta all’interno del Laboratorio di Progettazione Ambientale e contribuire al suo sviluppo. L'esame finale consiste nella presentazione del caso studio analizzato durante l’anno e nella verifica delle capacità acquisite dallo studente in relazione agli aspetti indagati durante il corso e l’elaborazione di un report di accompagnamento al progetto finale previsto nell’ambito del Laboratorio di Progettazione Ambientale .
Programma del corso - Parte A
Nozioni di base:
- Misurazione fisica, unità di misura, errori nelle misure
- Come si scrive una relazione tecnica
Comfort termoigrometrico e Indoor Air Quality:
- Comfort termoigrometrico; indici PMV e PPD
- Controllo dell’umidità sulle pareti
- Comfort respiratorio olfattivo e qualità dell'aria interna (IAQ)
- Controllo inquinanti: VOC, Radon, fibre minerali
- Ricambi d’aria (ventilazione naturale e meccanica degli edifici)
Benessere acustico:
- Richiami di fondamenti di acustica
Emissione e trasmissione dei suoni, grandezze fisiche (generazione e propagazione del suono; lunghezza d’onda, frequenza, velocità; potenza e pressione sonora; assorbimento, riflessione e trasmissione; livelli in dB; analisi acustica)
- Grandezze psico-acustiche
L’orecchio umano; intensità soggettiva; audiogramma; livello sonoro in dBA; livello sonoro equivalente
- Propagazione del suono all'aperto
Paesaggio sonoro
- Generazione e propagazione del suono nelle strutture edilizie
Principî
Assorbimento, riflessione e trasmissione del suono
Isolamento acustico ai rumori aerei
Tempo di Riverbero
- Stima previsionale delle prestazioni acustiche passive dei componenti e dei sistemi edilizi
Metodi empirici per la previsione del potere fonoisolante e del rumore di calpestio
Isolamento acustico di facciata
Rumore degli impianti
Benessere visivo:
- Richiami di fotometria
- Illuminazione naturale
fattore medio di luce diurna
- Illuminazione artificiale
Le sorgenti luminose
Gli apparecchi illuminanti
- Efficienza energetica nell'illuminazione
- Criteri generali per la progettazione
L’edificio e l’ambiente:
- Richiami di Termodinamica
- Richiami di Trasmissione del calore
Scambi termici per conduzione, convezione e irraggiamento attraverso componenti opachi e trasparenti
- Verifica termoigrometrica delle strutture
- Strumenti operativi per la valutazione della sostenibilità ambientale: la Prassi di riferimento UNI/PdR 13:2019 entrata in vigore il 1° luglio 2019
Integrazione edificio-impianti:
- Attività dell’architetto in rapporto alle scelte impiantistiche
- Criteri di scelta dei componenti e dei sistemi
- Problematiche di integrazione con l’organismo edilizio
- Riferimenti progettuali e criteri di predimensionamento
Per ciascun argomento saranno forniti cenni sulla legislazione e sulla normativa tecnica essenziali.
Programma del corso - Parte B
Introduzione al corso
• Quadro generale sul tema dell’efficienza energetica nel settore delle costruzioni
• Quadro normativo europeo.
• La politiche energetiche in Italia. Nzeb e Riqualificazione energetica degli edifici .
Architettura bioclimatica, l’influenza dei parametri del microclima sul progetto.
• Strumenti per l’analisi ambientale e parametri climatici.
Il bilancio energetico del Sistema edificio-impianto
• La legislazione afferente il rendimento energetico in edilizia: Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici. DM 26-06-2015 Decreto requisiti minimi.
• I Criteri Ambientali Minimi
• Le norme UNI TS 11300
• I parametri che determinano l'efficienza energetica del sistema edificio-impianto.
• Tecnologie per migliorare l'efficienza energetica del sistema edificio impianto.
• La normativa in materia di uso di fonti rinnovabili d'energia
Involucro edilizio opaco e trasparente: le tipologie e le prestazioni energetiche dei componenti
• Richiami sulle proprietà termofisiche dei materiali (Capacità termica e calori specifici).
• Richiami sulle caratteristiche termiche degli elementi costruttivi opachi e trasparenti.
• Trasmissione del calore in regime stazionario
• Calcolo della trasmittanza termica
• Ponti termici
• Verifica termo-igrometrica
• Isolamento termico e barriere al vapore
• Cenni sulla trasmissione del calore in regime dinamico: Inerzia termica, sfasamento e attenuazione.
L’innovazione tecnologica dell’involucro edilizio per gli edifici ad elevata efficienza energetica.
• Vengono proposti alcuni casi esemplari di edifici a basso consumo energetico Nzeb.
• L'involucro edilizio trasparente, dal sistema serramento alle facciate a doppia pelle.
• I Componenti finestrati: prestazioni acustiche e termofisiche in relazioni al controllo dei flussi energetici e luminosi.
• Protezione dall'irraggiamento solare mediante schermature, uso di vetri speciali.
Il comfort indoor negli ambienti confinati
• Benessere termico, visivo , acustico e Indoor Air Quality.
• Illuminazione naturale. Strategie progettuali e soluzioni innovative.
• Illuminotecnica: benessere visivo e l'uso di luce e colori in architettura. Il fattore medio di luce diurna per valutare la qualità dell'illuminazione naturale.
Impianti termici: fondamenti e prestazioni energetiche delle tecnologie tradizionali e innovative
• Impianto di climatizzazione invernale
• Impianto di climatizzazione estiva
• Impianti di ventilazione meccanica controllata, UTA.
• Centrali termiche / termofrigorifere. Unità di distribuzione e terminali. Problematiche di inserimento degli impianti negli edifici .
Impianti idrico-sanitari, elettrici, illuminotecnici e antincendio
• Norme UNI per il dimensionamento e l'inserimento degli impianti idrico-sanitari negli edifici.
• Norme UNI sulla classificazione degli impianti elettrici. Guida per l'integrazione nell'edificio degli impianti elettrici utilizzatori. Materiali ed apparecchiature.
L'utilizzo e l'integrazione architettonica delle fonti rinnovabili
• Impianti solari termici
• Impianti fotovoltaici integrati
• Pompe di calore
Programma del corso - Parte D
Il corso mira a fornire le conoscenze di base necessarie per una progettazione consapevole attraverso l'apprendimento di metodi per la valutazione delle scelte progettuali in rapporto al contesto climatico e alle caratteristiche ambientali del sito di progetto. La scala dei fenomeni fisici da comprendere, analizzare e risolvere è portata a livello ambientale comprendendo le interazioni possibili del progetto con l'ambiente sotto il punto di vista climatico, dell'irraggiamento solare e della protezione dallo stesso, oltre che dello sfruttamento passivo di tale energia, dell'azione dei venti anche ai fini del raffrescamento e, conseguentemente, lo studio delle interazioni che tali aspetti hanno sulle prestazioni dell'edificio, degli impianti e delle condizioni di benessere termoigrometrico, acustico ed illuminotecnico.
Saranno approfondite le tematiche ambientali in relazione ad una progettazione indirizzata alla sperimentazione architettonica di sistemi, tecniche e innovazioni in materia di efficienza energetica e uso razionale dell’energia attraverso fonti energetiche rinnovabili (FER), che consentiranno di effettuare le scelte progettuali in termini di compatibilità ambientale, sviluppando altresì una buona abilità di giudizio critico relativo alle strategie della progettazione sostenibile.
Il modulo riprende alcuni dei principi fondamentali di fisica tecnica aventi una stretta relazione con il progetto di architettura ( richiami teorici sugli scambi termici, sull'acustica e l'illuminotecnica) affrontati al II anno nel corso di FTA e IT. Sono altresì esaminate alcune delle principali tipologie impiantistiche che utilizzano fonti di energia alternative (rese obbligatorie dalla normativa), ed illustrate le principali norme (tecniche e legislative) per gli aspetti cogenti inerenti le prestazioni di edifici e componenti da porsi in relazione al progetto tecnologico e impiantistico.