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    Antonio ROSATO

    Insegnamento di DESIGN OF BUILT ENVIRONMENT CONTROL AND ENERGETIC SYSTEMS

    Corso di laurea magistrale in ARCHITETTURA - PROGETTAZIONE DEGLI INTERNI E PER L'AUTONOMIA

    SSD: ING-IND/11

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Primo Quadrimestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    Inglese

    Contenuti

    1) PROGETTAZIONE DEGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO
    2) PROGETTAZIONE DEGLI IMPIANTI DI ILLUMINAZIONE ARTIFICIALE
    3) ACUSTICA DEGLI AMBIENTI CONFINATI

    Testi di riferimento

    1) BUILDING PERFORMANCE SIMULATION FOR DESIGN AND OPERATION, Autori: Jan L.M. Hensen, Roberto Lamberts, Casa editrice: Routledge, 1a Edizione (2011), Lingua: Inglese.

    2) PRINCIPLES OF HEATING, VENTILATION AND AIR CONDITIONING WITH WORKED EXAMPLES, Autore: Nihal E. Wijeysundera, Editore: World Scientific (2016), Pagine: 716, Lingua: Inglese.

    3) SUSTAINABLE INDOOR LIGHTING, Autori: Sansoni Paola, Mercatelli, Luca, Farini Alessandro, Casa editrice: Springer, Lingua: Inglese.

    4) THE MASTER HANDBOOK OF ACOUSTICS, Autori: F. Alton Everest, Ken C. Pohlmann, Casa editrice: McGraw-Hill (2009), 5a Edizione, Lingua: Inglese.

    I testi di riferimento sono integrati con ulteriore materiale didattico di supporto (slides, tabelle, grafici) caricato sulla pagina web istituzionale dell’insegnamento.

    Obiettivi formativi

    Il corso mira a fornire, in relazione ad un edificio residenziale, le competenze ed i metodi di base per:
    1) il calcolo dei carichi termici e frigoriferi ed il dimensionamento, la selezione dei componenti dell’impianto di condizionamento e l’analisi energetica, ambientale ed economica delle prestazioni di un impianto di condizionamento;
    2) la progettazione di un impianto di illuminazione artificiale per interni tramite la selezione della tecnologia, del numero e della disposizione degli apparecchi di illuminazione;
    3) il controllo dell'acustica di ambienti confinati in termini di tempo di riverberazione ed isolamento acustico;
    4) l’utilizzo di software di simulazione per la progettazione di impianti di condizionamento, impianti di illuminazione artificiale per interni e per il controllo dell’acustica di ambienti confinati.

    Alla fine del percorso formativo, lo studente dovrà essere in grado, tramite l’utilizzo di software di simulazione, di progettare gli impianti di condizionamento, gli impianti di illuminazione artificiale per interni e controllare l’acustica di ambienti confinati con riferimento ad utenze residenziali.

    Prerequisiti

    Elementi di fisica e di matematica di base, nonché nozioni fondamentali della termodinamica e della trasmissione del calore

    Metodologie didattiche

    L’insegnamento si articolerà in 48 ore di lezioni frontali, comprensive di 18 ore di esercitazione durante le quali sarà illustrato l’uso di software di simulazione con applicazioni pratiche relative ad un caso studio reale.

    La frequenza delle lezioni è obbligatoria. Per poter accedere all’esame di profitto finale sarà necessario raggiungere una percentuale minima di presenza del 70%. Le presenze verranno registrate in aula all’inizio della lezione mediante la firma da parte degli studenti di un apposito modulo fornito dal docente.

    Metodi di valutazione

    La verifica dell’apprendimento sarà effettuata mediante una prova orale riguardante tutto il programma dell’insegnamento e, più in particolare, i risultati di un progetto sviluppato da ciascun studente con riferimento ad uno specifico caso studio tramite i software di simulazione studiati durante il corso.

    Durante l’esame orale gli studenti dovranno dimostrare di:
    - aver compreso gli argomenti trattati durante le lezioni e di saperli correlare, nonchè esporli in maniera chiara e precisa;
    - saper utilizzare i software di simulazione studiati durante il corso ai fini della progettazione degli impianti di condizionamento, degli impianti di illuminazione artificiale per interni e del controllo dell’acustica (tempo di riverberazione e isolamento acustico) di ambienti confinati con riferimento ad utenze residenziali.

    Durante l’esame orale, gli studenti possono usare il loro PC personale.

    Altre informazioni

    Saranno caricate sulla pagina web istituzionale dell’insegnamento e messe a disposizione degli studenti le slides usate durante le lezioni e tabelle/diagrammi per l’utilizzo di software di simulazione.

    Programma del corso

    PROGETTAZIONE DEGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO (38 ore di lezioni frontali, incluse 14 ore di esercitazioni):
    1) Carichi termici e frigoriferi degli edifici: definizione e variabili di influenza.
    2) Calcolo dei carichi termici e frigoriferi degli edifici.
    3) Utilizzo di un software di simulazione dinamica per il calcolo carichi termici e frigoriferi degli edifici.
    4) Analisi degli schemi di funzionamento degli impianti di condizionamento.
    5) Analisi delle principali macchine per la produzione di energia termica e frigorifera.
    6) Tipologie e caratteristiche dei principali terminali idraulici.
    7) Selezione dei componenti di impianto tramite cataloghi commerciali.
    8) Analisi energetica, economica e di impatto ambientale: criteri ed indici per il calcolo dei consumi di energia primaria, delle emissioni equivalenti di anidride carbonica, dei costi di esercizio, dei costi di investimento e del periodo di ritorno dell’investimento.

    PROGETTAZIONE DEGLI IMPIANTI DI ILLUMINAZIONE ARTIFICIALE (6 ore di lezioni frontali, incluse 2 ore di esercitazioni):
    1) Concetti di base sulla luce.
    2) Caratteristiche delle sorgenti luminose artificiali.
    3) Comfort visivo.
    4) Utilizzo di un software di simulazione per la progettazione di un impianto di illuminazione artificiale per interni.

    ACUSTICA DEGLI AMBIENTI CONFINATI (4 ore di lezioni frontali, incluse 2 ore di esercitazioni):
    1) Concetto di suono e grandezze caratteristiche.
    2) Riverberazione.
    3) Isolamento acustico.

    English

    Teaching language

    English

    Contents

    1) DESIGN OF AIR-CONDITIONING SYSTEMS
    2) DESIGN OF ARTIFICIAL LIGHTING SYSTEMS
    3) ROOM ACOUSTICS

    Textbook

    1) BUILDING PERFORMANCE SIMULATION FOR DESIGN AND OPERATION, Authors: Jan L.M. Hensen, Roberto Lamberts, Editor: Routledge, 1st edition (2011), Language: English.

    2) PRINCIPLES OF HEATING, VENTILATION AND AIR CONDITIONING WITH WORKED EXAMPLES, Author: Nihal E. Wijeysundera, Editor: World Scientific (2016), Pages: 716, Language: English.

    3) SUSTAINABLE INDOOR LIGHTING, Authors: Sansoni Paola, Mercatelli Luca, Farini Alessandro, Editor: Springer, Language: English.

    4) THE MASTER HANDBOOK OF ACOUSTICS, Authors: F. Alton Everest, Ken C. Pohlmann, Editor: McGraw-Hill (2009), 5th Edition, Language: English.

    The reference books are integrated with additional didactic material (slides, tables, graphs) uploaded on the institutional course webpage.

    Training objectives

    The course aims to provide, with reference to a residential building, the basic knowledge and methods to:
    1) calculate the heating and cooling loads of buildings, design an air-conditioning systems as well as analyze from energy, environmental and economic points of view the performance of air-conditioning plants;
    2) design an artificial indoor lighting systems based on the selection of technology, number as well as arrangement of luminaires;
    3) control the room acoustics in terms of reverberation time as well as sound insulation;
    4) use simulation software for designing an air-conditioning system, an artificial indoor lighting system as well as control the acoustics of indoor spaces.

    At the end of the course, students have to be able (by means of simulation software) to design an air-conditioning system, an artificial indoor lighting system, the acoustics of indoor spaces with reference to residential buildings.

    Prerequisite

    Basic elements of physics and mathematics, together with fundamentals of thermodynamics and heat transfer.

    Teaching methods

    The course consists of 48 hours of frontal lessons, including 18 hours of practical applications illustrating the utilization of simulation software with reference to a case study.

    Attending the lessons is mandatory. At least 70% of lessons have to be attended in order to participate to the examination session. The participation of students to the lessons will be registered at the beginning of the lessons by signing a document supplied by the professor.


    Evaluation methods

    Oral discussion will take place regarding all topics discussed during the course as well as a specific project developed by each student based on the utilization of the simulation software discussed during the course with reference to a specific case study.

    During the oral discussion the students have to fully show:
    - their comprehension and understanding of each topic studied during the course and highlight the skills of correlating the different topics with significant communication skills;
    - their capability in using the simulation software studied during the course in order to design an air-conditioning system, an artificial indoor lighting system as well as the acoustics (reverberation and sound insulation) of indoor spaces with reference to residential buildings.

    During the oral discussion, students are allowed to use their personal PC.

    Others

    Slides focusing on the content of the lectures as well as tables/graphs for using the simulation software will be made available to students on the institutional course webpage.

    Course Syllabus

    DESIGN OF AIR-CONDITIONING SYSTEMS (38 hours of frontal lessons, including 14 hours of practical applications):
    1) Thermal and cooling loads of buildings: definition and influencing parameters.
    2) Calculation of thermal and cooling loads of buildings.
    3) Utilization of a dynamic simulation software for calculating the thermal and cooling loads of buildings.
    4) Analysis of operating schemes of air-conditioning systems.
    5) Analysis of main systems for supplying thermal and cooling energy.
    6) Typologies and characteristics of main hydronic terminal units.
    7) Selection of plant components based on manufactures’ catalogues.
    8) Energy, environmental and economic analyses: calculation of primary energy consumption, carbon dioxide equivalent emissions, operating costs, capital costs and simple payback period.

    DESIGN OF ARTIFICIAL LIGHTING SYSTEMS (6 hours of frontal lessons, including 2 hours of practical applications):
    1) Basic concepts of light.
    2) Characteristics of artificial lighting sources.
    3) Visual comfort.
    4) Artificial indoor lighting system design by using a simulation software.

    ROOM ACOUSTICS (4 hours of frontal lessons, including 2 hours of practical applications):
    1) Basic concepts and characteristic parameters of sound.
    2) Reverberation of indoor spaces.
    3) Sound insulation.

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