TECNOLOGIE PER LA PROGETTAZIONE SOSTENIBILE

Il corso ha per oggetto il tema della progettazione di architetture sostenibili, cioè capaci di abbinare alla qualità formale e alla coerenza espressiva, adeguate prestazioni di funzionalità, sicurezza, benessere e comfort, riducendo l’impatto della costruzione sulle risorse ecosistemiche, lungo l’intero ciclo di vita dell’edificio.

Il corso approfondisce il tema dei procedimenti costruttivi recenti e della fattibilità costruttiva di un’opera architettonica.

Programma provvisorio delle lezioni teoriche

1. Evoluzione del concetto di sviluppo sostenibile

Significato generale dell’odierno “approccio sostenibile” alla progettazione dell’ambiente costruito. Aspetti demografici e consumo di territorio. I consumi energetici degli edifici e le ricadute ambientali.

Il ritorno al passato e alla cultura locale del costruire, l’architettura bioclimatica, la bioarchitettura, l’architettura ecologica, l’architettura sostenibile.

2. Principi di progettazione sostenibile, con particolare riguardo al clima mediterraneo

Analisi dei fattori macro e microclimatici e della morfologia dell’area d’intervento.

Forma e orientamento dell’edificio. Albedo.

Impiego della vegetazione per il controllo della radiazione solare, della velocità e direzione del vento, dell’umidità relativa.

Sistemi di climatizzazione “passivi” ed “attivi”.

Integrazione architettonica dei sistemi di produzione di energia da fonti rinnovabili.

Cenni sui criteri di distribuzione funzionale degli ambienti residenziali. Collocazione, isolamento e schermatura delle aperture.

Vantaggi degli involucri massivi per il comfort termico degli edifici in clima mediterraneo.

Soluzioni tecnologiche per la riduzione o l’eliminazione dei ponti termici.

Uso di coperture vegetali e sistemi tecnologici per la loro realizzazione.

Sistemi di inverdimento verticale. A3. Cenni sullo standard Passivhaus, sugli edifici a consumo energetico nullo (Zero Energy Buildings), sulla classificazione energetica

Introduzione allo standard Passivhaus ed agli edifici a zero energia e a zero emissioni (ZEB, nearly ZEB, net ZEB).

Modalità di certificazione energetica degli edifici in Italia.

4. Uso di fonti energetiche rinnovabili e sostenibili in edilizia

Introduzione alle fonti energetiche rinnovabili e sostenibili maggiormente diffuse nel settore edile, a livello di edificio o di quartiere (energia solare, eolica, geotermica, da biomasse). Soluzioni per l’integrazione architettonica dei pannelli solari (BIPV, BIST) e predimensionamento di massima.

5. Sistemi e procedimenti costruttivi a secco

Rassegna dei principali sistemi e procedimenti costruttivi del tipo “a secco” con impiego di materiali e componenti edilizi bio-ecocompatibili.

6. Principi e strumenti della modellazione algoritmica (con ing. Gianluca Rodonò)

Vantaggi forniti dall’impiego di parametri nel processo progettuale: passaggio da logica additiva a logica associativa. Introduzione alla modellazione algoritmica con Grasshopper per Rhino e alla modellazione ambientale ed energetica con Ladybug e Honeybee.

7. Progetto parametrico e sostenibilità degli edifici (ing. Gianluca Rodonò)

Come realizzare analisi dettagliate dei dati climatici e produrre grafici climatici interattivi che supportano il processo decisionale durante le prime fasi operative per una progettazione attenta al contesto ambientale (environmentally informed design). Creare, simulare e visualizzare modelli energetici usando OpenStudio per una progettazione attenta alla performance energetica (energy informed design). Strumenti di progettazione parametrica per l'ottimizzazione dei componenti edilizi ai fini del comfort termico.

8. Industria 4.0 e sostenibilità (con ing. Gianluca Rodonò)

Introduzione sulle tecnologie dell’Industria 4.0 con particolare attenzione al settore delle costruzioni (additive manufacturing, advanced manufacturing, sensori, robot, materiali avanzati, big data, internet of things).

9. Introduzione alla valutazione della sostenibilità ambientale degli edifici

Materiali e componenti edilizi bio-ecocompatibili. L’energia incorporata. Introduzione alla valutazione del ciclo di vita nella produzione edilizia (Life Cycle Assessment – LCA). Il protocollo ITACA

Esercitazioni in itinere

1. Presentazione in MS Power Point di un esempio d’architettura sostenibile.

Durante il primo mese del corso gli studenti, in gruppi di due, dovranno selezionare ed analizzare in dettaglio un esempio d’architettura sostenibile (recupero o nuova costruzione, residenziale o eventualmente terziario), evidenziandone le caratteristiche principali, i principali vantaggi e le eventuali criticità, soprattutto in rapporto al clima mediterraneo.

Gli esiti di tale attività verranno illustrati tramite presentazione in MS Power Point.

Corredare la presentazione con un’adeguata documentazione grafica e fotografica, schizzi, disegni e dettagli costruttivi, accompagnati da didascalia esplicative.

Il file definitivo in formato PPT o PPTX dovrà essere caricato su Teams entro  una data che verrà stabilita dal docente (aprile 2023). La presentazione verrà illustrata a tutti i colleghi ed al docente in una data che verrà stabilita dal docente (aprile 2023) (durata presentazione: 8 minuti).

2. Esercitazione: progetto di una unità residenziale con l’impiego di tecnologie costruttive low-cost e low-tech.

Ad inizio aprile verrà assegnata una seconda esercitazione progettuale, nell’ambito della quale gli studenti, in gruppi di tre (da confermare anche in funzione del numero degli iscritti), dovranno sperimentare tecnologie costruttive sostenibili per la realizzazione del progetto di una unità residenziale, con tecnologie costruttive e contesto climatico indicati dai docenti. La tecnologia costruttiva adottata verrà validata con la realizzazione di un prototipo in scala reale dagli studenti stessi in collaborazione con alcune imprese e aziende edili del settore.

Ove possibile, nell’ambito del corso i docenti organizzeranno visite guidate presso cantieri edili o ditte produttrici di materiali e componenti edilizi, partecipazione a convegni o fiere.

Slide illustrate dal docente durante le lezioni (pubblicate via via su MS Teams, cartella “Slide lezioni”) e appunti delle lezioni.

Si consiglia inoltre la consultazione della rivista Detail e degli Atlanti UTET e The Plan, disponibili presso la biblioteca del DICAr.

L’esame consisterà in un colloquio orale che verterà sugli argomenti trattati durante il corso delle lezioni. La valutazione dell’esame orale è basata sui seguenti criteri: livello di conoscenza degli argomenti richiesti, capacità espressiva e proprietà di linguaggio, capacità di collegamento dei diversi temi del programma d’insegnamento, capacità di applicare le conoscenze a casi concreti anche mediante l’esecuzione grafica a mano libera di dettagli costruttivi.

Il voto finale terrà conto sia dell’esito del suddetto colloquio orale, sia della valutazione delle esercitazioni in itinere, che verranno eseguite da tutti gli studenti, singolarmente o riuniti in gruppi, durante il corso delle lezioni. La valutazione delle esercitazioni è basata sui seguenti criteri: completezza, correttezza, originalità e accuratezza degli elaborati. Tali esercitazioni dovranno essere ultimate entro una settimana circa dalla fine del corso (le date esatte verranno indicate con congruo anticipo dai docenti) e la relativa valutazione sarà di gruppo. Ciascun componente del gruppo sarà libero di presentarsi agli appelli d’esame indipendentemente dagli altri colleghi del proprio gruppo.

Modalità di iscrizione ad un appello d’esame: prenotazione sul portale d'ateneo.

Sistemi di raffrescamento e riscaldamento passivi.

Il protocollo Itaca.

Sistemi di produzione dell'energia da fonti rinnovabili.