DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E ARCHITETTURA (DICAR)
Corso di laurea magistrale in Ingegneria edile-architettura
Anno accademico 2019/2020 - 4° anno

ARCHITETTURA TECNICA, TIPI EDILIZI ED EFFICIENZA ENERGETICA - TECNOLOGIE PER LA PROGETTAZIONE SOSTENIBILE

Docente titolare dell'insegnamento

Obiettivi formativi

• ARCHITETTURA TECNICA, TIPI EDILIZI ED EFFICIENZA ENERGETICA
  

  L’obiettivo del corso consiste nell’approfondire la conoscenza dei procedimenti costruttivi contemporanei, nell’affrontare il tema della fattibilità costruttiva di un’opera architettonica e della sostenibilità ambientale ed energetica degli interventi, sia per la nuova costruzione che per il recupero.

• TECNOLOGIE PER LA PROGETTAZIONE SOSTENIBILE
  

  Il corso si propone di fornire gli strumenti progettuali fondamentali per gestire e controllare la coerenza tra le scelte architettoniche e le soluzioni tecnologiche sostenibili. Le conoscenze acquisite dallo studente saranno tali da fornire autonomia di giudizio e capacità di valutare quali strumenti di controllo, tecnologie e procedure operative applicare, in funzione della specificità del progetto, sia per le nuove costruzioni che per la riqualificazione dell’esistente.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• ARCHITETTURA TECNICA, TIPI EDILIZI ED EFFICIENZA ENERGETICA
  

  Vedi modulo integrato "Tecnologie per la progettazione sostenibile"

• TECNOLOGIE PER LA PROGETTAZIONE SOSTENIBILE
  

  Gli argomenti del programma delle lezioni teoriche verranno esposti mediante lezioni frontali in aula.

  Durante il corso gli studenti (singolarmente e in gruppo) svilupperanno esercitazioni in intinere, come specificato nella sezione "Contenuti del corso".

  Ove possibile, il docente organizzerà:

  • visite guidate presso cantieri edili o ditte produttrici di materiali e componenti edilizi;
  • workshop su temi d'interesse specifico;
  • partecipazione a convegni e fiere.

Prerequisiti richiesti

• ARCHITETTURA TECNICA, TIPI EDILIZI ED EFFICIENZA ENERGETICA
  

  Superamento degli esami di Architettura tecnica I e Fisica tecnica. È inoltre fortemente auspicabile che gli studenti abbiano superato anche l’esame di Architettura tecnica II.

• TECNOLOGIE PER LA PROGETTAZIONE SOSTENIBILE
  

  Superamento degli esami di Architettura tecnica I e Fisica tecnica. È inoltre fortemente auspicabile che gli studenti abbiano superato anche l’esame di Architettura tecnica II.

Frequenza lezioni

• ARCHITETTURA TECNICA, TIPI EDILIZI ED EFFICIENZA ENERGETICA
  

  La frequenza è obbligatoria. Lo studente è tenuto a frequentare almeno il 70% delle lezioni del corso.

• TECNOLOGIE PER LA PROGETTAZIONE SOSTENIBILE
  

  La frequenza è obbligatoria. Lo studente è tenuto a frequentare almeno il 70% delle lezioni del corso.

Contenuti del corso

• ARCHITETTURA TECNICA, TIPI EDILIZI ED EFFICIENZA ENERGETICA
  

  B1. Principi e strumenti della modellazione algoritmica

  Introduzione alla modellazione algoritmica. Vantaggi forniti dall’impiego di parametri nel processo progettuale: passaggio da logica additiva a logica associativa.

  B2. Riqualificazione sismica ed energetica dell’edilizia esistente

  Vulnerabilità sismica e performance energetica del patrimonio edilizio residenziale. Rassegna delle principali strategie per la riqualificazione energetica dell’edilizia esistente, di tipo tradizionale (ante 1950) e di recente costruzione (1950-1990). Rassegna delle principali strategie per la riqualificazione sismica dell’edilizia esistente di recente costruzione (1950-1990) e scenari di riqualificazione combinata sismica ed energetica. Agevolazioni fiscali.

  B3. Sistemi e procedimenti costruttivi a secco

  Rassegna dei principali sistemi e procedimenti costruttivi del tipo “a secco” impiegati correntemente nel settore edile, in funzione anche della demolizione selettiva degli edifici.

  B4. Esempi di progettazione sostenibile

  Rassegna di esempi contemporanei di progettazione sostenibile (gli studenti contribuiranno a presentare casi emblematici la loro selezionati)

• TECNOLOGIE PER LA PROGETTAZIONE SOSTENIBILE
  

  LEZIONI TEORICHE

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

  A1. 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.

  A2. 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).

  La certificazione energetica degli edifici in Italia.

  A4. 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). Predimensionamento dei pannelli solari.

  A5. 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. Workshop sull’architettura sostenibile in Uganda

  Durante il primo mese del corso, ciascuno studente, in gruppi di 2o 3, dovrà progettare una casa del volontario, seguendo i principi dell’architettura sostenibile. Tale abitazione sarà ubicata presso il villaggio di Kuffu, in Uganda. Si dovranno impiegare materiali e tecniche costruttive locali, tenendo conto delle caratteristiche del clima tropicale locale.

  Il progetto migliore verrà poi concretamente realizzato, in toto o in parte, in agosto 2020, a cura dell’associazione umanitaria no profit I Bambini di Antonio (www.ibambinidiantonio.it), con la compartecipazione del docente.

  Il progetto definitivo, in formato A2 cartaceo (seguendo il layout fornito dal docente), dovrà essere consegnato al docente in data xx.4.2020; entro la stessa data, i file PDF e DWG dovranno essere inviati tramite jumbo mail, WeTransfer, ecc. all’indirizzo margani@unict.it.

  Ciascun gruppo presenterà diverse soluzioni, relativamente al sistema costruttivo da adottare per coperture e chiusure verticali, l’ubicazione e la dimensione delle aperture, ecc. Il comfort termico generato da tali soluzioni dovrà essere determinato e confrontato parametricamente mediante una modellazione in regime dinamico utilizzando i plug-in Honeybee e Ladybug di Grasshopper per Rhino (cfr. modulo B1).

  Gli elaborati progettuali richiesti sono i seguenti:

  • planimetria generale del lotto con sistemazioni esterne (1:100);
  • pianta del piano terra (1:50);
  • pianta delle coperture (1:50);
  • prospetti su ciascun fronte (1:50);
  • 2 sezioni significative (1:50);
  • dettagli costruttivi, con didascalie descrittive di materiali e componenti (1:2/1:5/1:10).
  • risultati delle analisi parametriche e individuazione della soluzione ottimale;
  • stima dei costi delle diverse soluzioni previste.

  • 2. Esercitazione progettuale su riqualificazione sismico-energetica o nuova costruzione

    A partire da metà aprile verrà assegnata una seconda esercitazione progettuale, nell’ambito della quale gli studenti, sempre in gruppi di tre, dovranno elaborare il progetto di un edificio residenziale (riqualificazione sismica ed energetica o nuova costruzione) a minimo impatto ambientale, seguendo i principi dell’architettura sostenibile e con l’obiettivo di raggiungere la certificazione energetica in classe A e, ove possibile, lo standard net-ZEB (obbligatorio, comunque, per chi sceglie il progetto di nuova costruzione).

    Per la verifica del raggiungimento della classe A verrà richiesto l’impiego di un software per la classificazione energetica degli edifici (es. “Docet” v. 3 dell’ENEA, http://www.docet.itc.cnr.it/).

    Gli elaborati definitivi dovranno essere consegnati entro il xx.6.2020 ore 9:00, in tavole cartacee arrotolate (A1 o A0, seguendo il layout fornito dal docente); entro la stessa data, i file PDF e DWG dovranno essere inviati a margani@unict.it.

    Gli elaborati progettuali richiesti sono i seguenti:

  • relazione tecnico-descrittiva, riportante le foto dello stato di fatto (solo per riqualificazione), gli obiettivi dell’intervento, le scelte progettuali adottate (sistemi passivi ed attivi, calcolo di massima del fabbisogno di energia elettrica e termica dell’intero edificio, stratigrafia e calcolo della trasmittanza delle CV e delle COC*, schede tecniche di materiali e componenti) e l’attestato di prestazione energetica (APE);
  • planimetria d’inquadramento territoriale (1:2000 ca.);
  • planimetria generale con sistemazioni esterne (1:100)*;
  • pianta delle fondazioni (1:100)*; per il progetto di riqualificazione occorre riportare i nuovi setti in c.a. o l’eventuale esoscheletro, con relative fondazioni, nonché i cordoli di collegamento aggiunti ai fini del miglioramento sismico;
  • carpenteria del piano tipo (1:100)*; per il progetto di riqualificazione occorre riportare i setti in c.a. aggiunti ai fini del miglioramento sismico o l’eventuale esoscheletro;
  • piante di ciascun livello (1:100), arredate in caso di nuova costruzione;
  • pianta delle coperture (1:100)*, con schemi delle pendenze e con progettazione dell’eventuale tetto giardino e posizionamento degli eventuali pannelli solari e/o microturbine eoliche;
  • min. 2 sezioni significative (1:100)*;
  • prospetti su ciascun fronte (1:100)*;
  • tavola della sostenibilità, con evidenza dei principi di progettazione sostenibile adottati;
  • dettagli costruttivi con didascalie descrittive di materiali e componenti, assegnati dal docente (1:2/1:5/1:10).

  • * = in caso di riqualificazione, produrre l’elaborato dello stato di fatto e di progetto.

Testi di riferimento

• ARCHITETTURA TECNICA, TIPI EDILIZI ED EFFICIENZA ENERGETICA
  

  Jones L., Atlante di Bioarchitettura, UTET, Torino, 2002 (E-c-129/13).

  R. Krippner, W. Lang, Atlante delle facciate, Ed. UTET, Torino, 2005 (E-c-129/18). 


  Per i testi reperibili presso la biblioteca del DICAr, le relative collocazioni sono indicate fra parentesi.

  Le illustrazioni presentate dal docente durante le lezioni saranno via via rese disponibili online alla pagina web http://studium.unict.it.

• TECNOLOGIE PER LA PROGETTAZIONE SOSTENIBILE
  

  M. Lavagna, M. Bonanomi, C. de Flumeri, Life Cycle Assessment in edilizia. Progettare e costruire in una prospettiva di sostenibilità ambientale, Hoepli, Milano 2008 (D-m-32).

  M. Lavagna, M. Bonanomi, C. de Flumeri, Edifici a consumo energetico zero. Orientamenti normativi, criteri progettuali ed esempi di Zero Energy e Zero Emission Buildings, Maggioli, Dogana 2012 (D-m-38).

  K. Voss, E. Musall, Net zero energy buildings. International projects of carbon neutrality in buildings, Detail Green Books, Munich 2013 (D-m-43).

  Dall’Ò G., Green energy audit, Ed. Ambiente, Milano 2011 (D-m-37).

  G. Margani, “Murature massive e comfort sostenibile in clima mediterraneo”, in Costruire in laterizio, vol. 137, Milano 2010, pp. 65-71.

  G. Margani, “L’edificio passivo nel clima mediterraneo”, in Costruire in laterizio, vol. 141, Milano 2011, pp. 46-49.

  Si raccomanda inoltre la consultazione della rivista “Detail” e degli “Atlanti” UTET e “The Plan”, disponibili presso la biblioteca del DICAR.

  Per i testi reperibili presso la suddetta biblioteca, le relative collocazioni sono indicate fra parentesi

  Le illustrazioni presentate dal docente durante le lezioni saranno via via rese disponibili online alla pagina web http://studium.unict.it.

Altro materiale didattico

• ARCHITETTURA TECNICA, TIPI EDILIZI ED EFFICIENZA ENERGETICA
  

  http://studium.unict.it

• TECNOLOGIE PER LA PROGETTAZIONE SOSTENIBILE
  

  http://studium.unict.it

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

• ARCHITETTURA TECNICA, TIPI EDILIZI ED EFFICIENZA ENERGETICA
  

  Vedi Modulo "Tecnologie per la progettazione sostenibile"

• TECNOLOGIE PER LA PROGETTAZIONE SOSTENIBILE
  

  L’esame consisterà in un unico colloquio orale per i 2 moduli e 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 progettuali, che verranno eseguite da tutti gli studenti, riuniti in gruppi da 2-3 unità, durante il corso delle lezioni. La valutazione delle esercitazioni progettuali è basata sui seguenti criteri: completezza, correttezza, originalità e accuratezza degli elaborati. Tali esercitazioni progettuali dovranno essere ultimate entro una settimana circa dalla fine del corso (le date esatte verranno indicate con congruo anticipo dal docente) 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. Durante l’anno sono fissati otto appelli d’esame come da calendario accademico.

• ARCHITETTURA TECNICA, TIPI EDILIZI ED EFFICIENZA ENERGETICA
  

  Interventi per la riqualificazione energetica dell'edilizia recente (>1950).

  Interventi per la riqualificazione energetica dell'edilizia storica (<1950).

  Sistemi e procedimenti costruttivi a secco, ivi compresi dettagli a mano libera.

  Sitemi per la protezione antisismica di edifici recenti.

  Ecc. ecc.

• TECNOLOGIE PER LA PROGETTAZIONE SOSTENIBILE
  

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

  LCA.

  Uso di fonti energetiche rinnovabili e sostenibili in edilizia.

  Standard Passivhaus.

  Edifici n-ZEB.

  Ecc. ecc.